正文 實驗一 紙及紙板拉伸性能測試(1 / 1)

一、實驗目的

1.了解和掌握紙及紙板拉伸性能的測試方法。

2.理解纖維交織力、柔韌性及紙的縱橫向對拉伸試驗中各項性能指標的影響。

二、實驗設備及實驗材料

設備:DC-KZ300A型電腦測控抗張試驗機、切紙刀、TG328B分析天平、YQ-Z-45型紙張定量測定標準試樣取樣器。

材料:紙袋紙(低定量的雙麵牛皮紙)、瓦楞原紙、膠帶原紙或其它替代性紙張。

DC-KZ300A型電腦測控抗張試驗機簡介:該機整體功能的設計是以恒速拉伸法為依據,主要用於紙及紙板抗張強度、伸長率及抗張能量吸收值的測定,具有自動測試、顯示、打印、刪除等功能。在使用該機前,必須熟悉並掌握其使用方法、操作程序及操作麵板上各鍵的功能;使用時應嚴格按照操作程序和注意事項進行操作。

三、實驗原理

拉伸實驗是研究紙及紙板各項力學性能的基礎。該實驗測出的各項參數值——抗張強度、裂斷長、伸長率及抗張能量吸收是研究纖維交織力、柔韌性、紙的鬆厚度等項性能的最有效的指標,與紙及紙板的耐折、抗彎、耐破、戳穿等項性能亦有密切的關係。

包裝用紙及紙板在加工、使用過程中經常要受到張力作用,如瓦楞紙生產過程中的瓦楞原紙在閘緊力作用下的壓楞;水泥袋在灌裝水泥時,紙袋紙受到的張力衝擊;瓦楞紙箱封緘用膠帶在瓦楞紙箱包裝跌落時的動態張力作用等。

抗張強度與伸長率:抗張強度是衡量紙張抵抗外力拉伸的能力。具體來說,它是指一定寬度(15mm)的紙或紙板試樣所能承受的最大抗張力,其單位是kN/m,曾用單位kgf/15mm (1kgf/15mm=0.6538kN/m)。通常以裂斷長(即一定寬度紙條在本身質量的重力作用下將紙拉斷時所需要的長度)表示。裂斷長可以清除定量不同的影響,且便於與抗張強度比較。

橫斷麵的抗張強度是指試樣單位麵積上的抗張力,單位是kPa,曾用單位是kgf/cm2 (1kgf/cm2=98kN/m=98kPa)。

伸長率是試樣受到張力至斷裂時新增加的長度對原試樣長度的百分率。

伸長率是衡量紙及紙板韌性的一項指標,伸長率高則韌性好。

抗張能量吸收(或韌性)是指以抗張力與伸長所做的功的麵積所表示的紙張的動態強度,又稱破裂功,其單位為Nm/m2或J/m2,曾用單位是kgf·cm/cm2(1kgf·cm/cm2=98.07J/m2)。

對於包裝用紙,僅有抗張強度、耐破度、撕裂度等指標還不能全麵衡量紙張質量。抗張強度較大、伸長率較小的紙在包裝時的破損程度反而比抗張強度較小、伸長率較大的紙張要嚴重。要使包裝時破損小,紙的強韌性是個重要指標,而強韌性是由根據抗張強度與伸長率所畫的曲線麵積——破裂功表示的。

例如:普通包裝紙的伸長率小,而伸性紙袋紙的伸長率大。伸性紙袋紙用於包裝的破損小的原因就是其韌性大。曲線麵積可由麵積儀或積分器測量求得。

四、實驗步驟

1.準備材料

準備足量的紙袋紙(低定量的雙麵牛皮紙)、瓦楞原紙、膠帶原紙或其它替代性紙,並裁切成尺寸大小合適(符合取樣器的範圍)的樣張備用。

2.樣品的取樣及處理

(1)用紙張定量測定標準試樣取樣器取樣,並用天平稱重,確定所用紙張的定量值。

(2)同質紙板沿縱橫方向切取寬為15 mm±0.1mm,長為250mm的試樣10片,試樣紙條兩個平行邊應平行,最大平行誤差應小於0.1mm,邊上不能有毛刺,並置於標準溫、濕度(23℃,RH50%)條件下,處理至平衡狀態。

3.實驗操作

(1)熟悉DC-KZ300A型電腦測控抗張試驗機的使用方法及操作程序,掌握操作麵板上各鍵的功能。

(2)按照說明進行實驗操作。

五、回答問題

1.比較和分析抗張強度、伸長率、抗張能量吸收的MD、CD值的高低?為什麼說抗張能量吸收是衡量紙張強韌性的一項指標?

2.什麼是裂斷長?如何計算(縱)裂斷長、抗張指數?

3.根據常規打印結果,分析各項參數的計算方法。