CN114279838A - 一种用于长丝纤维的拉伸测试制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于长丝纤维的拉伸测试制作方法，包括(1)采用一面粗糙，一面光滑的固定板，将纤维长丝的两端粘结在固定板的粗糙面上，与纤维接触的面为固定板的光滑面；(2)将工字型贴片对半折叠之后包裹在固定板外侧，纸片两端与固定板两端对齐；(3)将制作好的纤维粘贴片两端分别夹持在夹具上进行拉伸测试，拉伸测试仪的夹具的前端位置与纤维长丝固定板的内端部分相一致。本发明避免了夹具对纤维长丝造成损伤，通过强力胶，有效防止夹具夹持不牢以及方法不当而导致的长丝纤维产生滑移的问题，提高了试验效率，还使检测的试验数据客观、准确。

Description

一种用于长丝纤维的拉伸测试制作方法

技术领域

本发明属于纤维强度测试方法技术领域，尤其涉及一种用于长丝纤维的拉伸测试制作方法。

背景技术

传统纤维长丝测试方法：根据GB/T14344-2008《化学纤维长丝拉伸性能试验方法》中长丝测试方法，按试验要求截取一定的长度纤维，将纤维一端引入上夹持器的钳口中并拧紧，小心地防止丝的捻度变化或意外拉伸。把试样的另一端引入下夹持器的钳口中并在未拧紧端加上一个预张力砝码或拖动丝端以施加一个规定的预张力。确保长丝定位于夹持器的钳口中心位置，拧紧下夹持器。

论文《产业用化学长丝和短纤维的快速检测方法及稳定性评估》中采用GB/T14344-2008《化学纤维长丝拉伸性能试验方法》中长丝测试方法，标准GB/T19975-2005《高强化纤长丝拉伸性能试验方法》以及论文《温度冲击对纤维性能拉伸的影响》、《PTT长丝性能及机织物产品的开发研究》中对纤维性能的测试方法，易使纤维发生滑移，试验数据不准确。

根据GB/T3362-2017《碳纤维复丝拉伸性能试验方法》中碳纤维复丝拉伸测试方法，对碳纤维复丝采用加强片粘贴在两端的纤维两端的方法进行性能测试。GB/T21120-2018中《水泥混凝土和砂浆用合成纤维》、GB/T38143-2019中《水泥混凝土和砂浆用耐碱玻璃纤维》对纤维拉伸测试方法，对纤维采用粘贴片的方法进行性能测试，此方法适用于短纤维，对于长丝纤维在放置过程中固定板两端未固定，会产生晃动，对纤维产生二次损伤，使试验数据造成误差。论文《碳纤维长丝束加捻研究及其应用》、《基于手工制样的碳纤维复丝拉伸性能测试方法》、《高强碳纤维复丝性能测试中的样条制备技术》、《碳纤维复丝的拉伸性能》、《玻璃纤维与高强涤纶长丝的力学性能比较》、《短切玻璃纤维耐碱性能评价方法研究》中均采用加强片粘贴在纤维两端的方法进行强度性能测试，此方法使纤维在放置过程中上下贴片未相对固定，使纤维产生晃动，对纤维造成二次损伤。标准GB/T31290-2014《碳纤维单丝拉伸性能测定》、论文《水泥混凝土用合成纤维的强度统计分析和耐碱性分析》、《高性能单丝炭纤维力学性能测试研究》，专利《一种用于水泥与混凝土用纤维单丝拉伸强度测试的方法》中所使用的纤维粘贴方法适用于短切纤维，粘贴片为纸片，但纸片相对于粗纤维而言，易发生滑移，本专利采用砂纸作为纤维固定板，并在固定板上进行标记的方法，可减少纤维的滑移。

在专利《一种高强高模炭纤维长丝的力学性能测试方法》、《一种用于混凝土中合成粗纤维的拉伸测试制作方法》中将纤维放置在拉伸测试仪的过程中，上下粘贴片未相对固定，使纤维晃动产生二次损伤，造成试验数据误差。在专利《一种用于水泥与混凝土用整束纤维拉伸强度测试的方法》中，将由牛皮纸包裹住的纤维束放置于拉伸测试仪上，上下粘贴片未相对固定，使纤维晃动产生损伤，并且由于粘贴片为牛皮纸，易使纤维发生滑移。以上技术方法易使长丝纤维在粘贴过程中发生弯曲，产生二次损伤，试验过程中发生滑移，造成试验数据的不准确。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对传统的长丝纤维测试时发生弯曲，易产生滑移的问题，提出一种合理、可有效提高测试精度的用于长丝纤维的拉伸测试方法。

技术方案：本发明的用于长丝纤维的拉伸测试制作方法，包括如下步骤：

(1)采用一面粗糙，一面光滑的固定板，将纤维长丝的两端粘结在固定板的粗糙面上，与纤维接触的面为固定板的光滑面；

(2)将工字型贴片对半折叠之后包裹在固定板外侧，纸片两端与固定板两端对齐；

(3)将制作好的纤维粘贴片两端分别夹持在夹具上进行拉伸测试，拉伸测试仪的夹具的前端位置与纤维长丝固定板的内端部分相一致，使长丝纤维保持拉直但又不紧绷的状态，保持纤维长丝与拉伸测试仪的夹具的横向相互垂直。

进一步地，步骤(1)中，所述固定板的材质采用砂纸板；所述纤维长丝包括纤维单丝、粗纤维以及集束型粗纤维。

3、根据权利要求1所述的用于长丝纤维的拉伸测试制作方法，其特征在于，步骤(1)中，所述纤维长丝的两端通过强力胶粘结在固定板的粗糙面上；所述强力胶可采用3M万能胶水或171强力快干胶。

进一步地，步骤(1)中，所述纤维粘贴固定板尺寸为25mm×25mm。

进一步地，步骤(1)中，先将所述纤维长丝一端放在剪好的固定板光滑的一面的中间位置，并且端头超出固定板的最远端，之后用强力胶涂抹于纤维长丝与固定板的接触部分后，迅速将另一个固定板覆盖在固定板上面，保证纤维粘合。

进一步地，所述纤维长丝的一侧放入固定板部分要大于固定板长度，保证纤维长丝的两端露出固定板外侧，并用记号笔在固定板上中间位置画一条横线贯穿固定板与纤维；在拉伸结束后，纤维上标记与固定板边上横线发生错位，说明纤维发生滑移，则此组数据无效；若纤维上标记与固定板一致，则说明纤维拉伸正常，未发生滑移。

进一步地，步骤(2)中，所述纸片尺寸采用A4、A3，在纸张上画出25mm×25mm的方格，按方格尺寸裁剪成工字型贴片。

进一步地，将所述裁剪的工字型贴片包裹在固定板外侧，贴片的两端与固定板两端对齐，固定方式可采用医用胶带、双面胶。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：本发明制作试样的过程简单，可一次性制作多个试样，最关键的是：本试验使用一侧光滑一侧表面的粗糙的固定板，将长丝纤维的两端用表面光滑的固定板包裹住，使夹具不直接接触长丝纤维的两端，避免造成夹具对纤维长丝造成损伤，通过强力胶，可有效防止夹具夹持不牢以及方法不当而导致的长丝纤维产生滑移的问题，提高了试验效率，还使检测的试验数据客观、准确。

附图说明

图1为纤维固定板；

图2为工字型贴片；

图3为纤维固定板粘贴图；其中，1-纤维标记、2-纤维、3-纤维固定板；

图4为测试试件成型图；其中，2-纤维、3-纤维固定板、4-工字型贴片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

本发明技术方案是：将纤维长丝的两端分别粘合在图1所示的两对固定板之间，将图2所示的工字型纸片对半折叠之后包裹在固定板外侧，将制作好的纤维粘贴片两端分别夹持在夹具上进行拉伸测试；将纤维长丝的两端经强力胶粘结在固定板上，固定板可以采用砂纸板，利用砂纸光滑的一面与纤维相粘结，所述拉伸测试仪的夹具的前端位置与纤维长丝固定板的内端部分相一致，两端固定板之间由工字型纸片固定，使长丝纤维保持拉直但又不紧绷的状态，避免发生弯曲，保证纤维长丝与拉伸测试仪的夹具的横向相互垂直，如图3、图4所示。

本发明通过采用纸张裁剪的工字型贴片对折和固定板对纤维长丝进行一定的固定处理，工字型贴片使两个固定板与纤维组成一个整体，避免将纤维放置在夹具上时，上下位置发生偏移，进而使得试验数据发生误差。采用纤维长丝的所需对应胶水，使得试验操作简单，并且试验材料廉价、普遍，制作成本低廉，测试环节方便、顺利、快捷。此方法避免了纤维长丝在试验过程发生滑移，得到的试验数据更加准确，可靠。

进一步地，本发明所述纤维长丝的一侧放入固定板部分要大于固定板长度，保证纤维长丝的两端露出固定板外侧，并用记号笔在固定板中间位置画一条横线贯穿固定板与纤维，在拉伸结束后，若纤维上标记与固定板上标记发生错位，则说明纤维发生滑移，此组数据无效；若纤维和固定板标记不变，则说明纤维未发生滑移。用纸张裁剪为工字型贴片对折包裹在固定板外侧是为了保证纤维长丝经过粘贴后不发生弯曲，保持拉直但又不紧绷的状态。也是为了保证在将固定板放入拉伸测试仪的夹具时，上下两固定板在一条直线上，避免因试验时，上下两个固定板发生偏移，造成试验数据误差。

所述固定板长宽均为25mm，所述纤维长丝部分两端长度要略大于固定板长度。采用固定板长宽均为25mm，纤维两端长度略大于固定板长度，有以下几个优点：

1.长度为25mm的固定板，可以方便长丝纤维的粘贴，若长度大于25mm，在粘贴过程中，会因粘贴接触面过大而导致在粘贴不牢固，使得纤维在拉伸过程中产生滑移，若长度小于25mm，则在试验过程中不宜进行操作。

纤维两端在进行粘贴时，要求粘贴部分大于固定纸板的长度，并用记号笔在固定板上画一条横线贯穿纤维与固定板，是为了在试验过程中更好的观察长丝纤维是否发生滑移，以及可以清晰的观察纤维的破坏位置是否发生在端部、中间位置或者其他位置。

进一步地，采用纸张裁剪为工字型，将其对齐折叠后，将制作好的贴片固定在纤维固定板的外侧，这样可以更好地保持纤维在粘贴过程中保持直立，不发生弯曲，且更好保证在进行纤维拉伸试验时，纤维贴片经过夹具夹持后，纤维长度方向与水平方向保持垂直，使得试验数据更加准确。

总之，本发明避免了纤维在夹具夹持过程中产生损伤，更好的保持纤维长度方向与水平方向的垂直，大大的减少了纤维在试验过程中产生滑移的现象，提高了试验的精确性。

进一步地，本发明所述的固定板可采用一面光滑一面粗糙的砂纸等等。

在用强力胶涂抹于纤维长丝与固定板的接触部分时，可以先在放有纤维两端的固定板上均匀的撒上一层白色粉末，以保证在涂抹强力胶后纤维可以与两个固定板紧密粘接，避免长丝纤维两端的损伤，以及减少在试验过程中纤维发生滑移的现象。

本发明所采用的由纸张裁剪的工字型贴片，纸张可采用A4、A3等等。

本发明适用于纤维单丝、粗纤维以及集束型粗纤维。

本发明所使用的的白色粉末，可采用硫酸钡，增加纤维与固定板之间的摩擦力，使得在加入胶水后，纤维可以更好的与固定板粘贴在一起。

为了提高粘结性，所述强力胶为3M万能胶水或171强力快干胶。

实施例

1.准备固定板，可选用砂纸板

准备一张砂纸板，用签字笔在上边画出25mm×25mm的正方形，并用保证切割面平整、光滑。

准备纤维外侧粘贴板，可选用A4等等。

准备一张A4纸，按尺寸要求裁剪为工字型贴片，并按虚线对齐折叠。

以上固定板及A4纸，为纤维粘贴片所需材料。

将长丝纤维一端先放在固定板上，并且纤维端头超出固定板的最远端，接着用记号笔在固定板中间位置画一条横线贯穿固定板与纤维，本次长丝纤维标距取值为200mm。

之后，将白色粉末均匀的洒在固定板上，覆盖住固定板与纤维。

用强力胶涂抹在长丝纤维与固定板接触的位置，再用另一张处理好的固定板光滑的一面迅速地盖在上面，保证上下两个固定板重合，之后用镊子固定并按压一段时间，确保粘结固定后松开。

按上述步骤重复长丝纤维的另一端，在此过程中保证粘结完成后纤维直立，不发生弯曲。

再将剪好工字型贴片对齐折叠，将粘好纤维的固定板放入折痕处，保证贴片包裹住固定板，工字型贴片的两端固定在固定板外侧。固定方式可采用医用胶带、双面胶等。

之后，将粘贴好的纤维长丝样品进行纤维拉伸试验。

2.拉伸试验

试验仪器：纤维拉伸试验仪

取一个纤维长丝拉伸试样，将试验仪的两只试验夹具分别夹持在分别有固定板包裹的长丝纤维的两端，试样的夹持距离为200mm。

确保夹持完成后，用剪刀把纸剪断，并避免伤到纤维，进行纤维长丝的拉伸试验。

纤维长丝断裂后读取断裂强度，之后对每一个试样依次进行拉伸并读取断裂强度。

再依次操作方法，反复地对其他长丝纤维试样进行逐一拉伸试验。

根据本发明所述方法进行试样，采用聚甲醛纤维、复合粗纤维、PP、PE复合纤维、进口粗纤维的试验数据如下。

以上测试结果数据的变异系数小于14％，并且基本上不发生滑移，说明本试验方法实用、可靠。

Claims (8)

1.一种用于长丝纤维的拉伸测试制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)采用一面粗糙，一面光滑的固定板，将纤维长丝的两端粘结在固定板的粗糙面上，与纤维接触的面为固定板的光滑面；

(2)将工字型贴片对半折叠之后包裹在固定板外侧，纸片两端与固定板两端对齐；

(3)将制作好的纤维粘贴片两端分别夹持在夹具上进行拉伸测试，拉伸测试仪的夹具的前端位置与纤维长丝固定板的内端部分相一致，使长丝纤维保持拉直但又不紧绷的状态，保持纤维长丝与拉伸测试仪的夹具的横向相互垂直。

2.根据权利要求1所述的用于长丝纤维的拉伸测试制作方法，其特征在于，步骤(1)中，所述固定板的材质采用砂纸板；所述纤维长丝包括纤维单丝、粗纤维以及集束型粗纤维。

3.根据权利要求1所述的用于长丝纤维的拉伸测试制作方法，其特征在于，步骤(1)中，所述纤维长丝的两端通过强力胶粘结在固定板的粗糙面上；所述强力胶可采用3M万能胶水或171强力快干胶。

4.根据权利要求1所述的用于长丝纤维的拉伸测试制作方法，其特征在于，步骤(1)中，所述纤维粘贴固定板尺寸为25mm×25mm。

5.根据权利要求1所述的用于长丝纤维的拉伸测试制作方法，其特征在于，步骤(1)中，先将所述纤维长丝一端放在剪好的固定板光滑的一面的中间位置，并且端头超出固定板的最远端，之后用强力胶涂抹于纤维长丝与固定板的接触部分后，迅速将另一个固定板覆盖在固定板上面，保证纤维粘合。

6.根据权利要求1所述的用于长丝纤维的拉伸测试制作方法，其特征在于，所述纤维长丝的一侧放入固定板部分要大于固定板长度，保证纤维长丝的两端露出固定板外侧，并用记号笔在固定板上中间位置画一条横线贯穿固定板与纤维；在拉伸结束后，纤维上标记与固定板边上横线发生错位，说明纤维发生滑移，则此组数据无效；若纤维上标记与固定板一致，则说明纤维拉伸正常，未发生滑移。

7.根据权利要求1所述的用于长丝纤维的拉伸测试制作方法，其特征在于，步骤(2)中，所述纸片尺寸采用A4、A3，在纸张上画出25mm×25mm的方格，按方格尺寸裁剪成工字型贴片。

8.根据权利要求5所述的用于长丝纤维的拉伸测试制作方法，其特征在于，将所述裁剪的工字型贴片包裹在固定板外侧，贴片的两端与固定板两端对齐，固定方式可采用医用胶带、双面胶。

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