СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗРЫВНОЙ НАГРУЗКИ ЛУБЯНОГО ВОЛОКНА ПРИ ОДНООСНОМ РАСТЯЖЕНИИ
METHOD FOR DETERMINING THE BREAKING LOAD OF A BAST FIBER UNDER UNIAXIAL TENSION

Изобретение относится к текстильному материаловедению, а именно к методам контроля параметров качества волокна или луба лубяных культур, и может быть использовано при их квалиметрии и стандартизации.
Известен способ определения разрывного усилия льняного волокна по ГОСТ Р 53484 - 2009 [1], по которому формируют испытываемую пробу волокон определенной длины и массы, закрепляют и фиксируют ее концы в зажимах, растягивают пробу путем увеличения расстояния между зажимами, разрывают и фиксируют максимальное усилие в процессе растяжения. Однако при испытании пробы из совокупности волокон наблюдается неоднородность в натяжении отдельных волокон из-за условий их расположения и закрепления в зажимах, что снижает точность при определении разрывного усилия.
Известен способ определения разрывного усилия нитей по ГОСТ 6611.2-73 [2], по которому формируют испытываемый образец, закрепляют и фиксируют один из концов в зажиме, предварительно натягивают пробу за второй конец, закрепляют и фиксируют второй конец пробы в зажиме, растягивают пробу путем увеличения расстояния между зажимами, разрывают и фиксируют максимальное усилие в процессе растяжения. Однако при испытании образца лубяных волокон, включающих несколько волокнистых комплексов при предварительном натягивании всего образца сохраняется неоднородность в натяжении отдельных комплексов, что также снижает точность при определении разрывного усилия.
Известен также способ испытания лубоволокнистого материала, например, волокна, включающем формирование образца, закрепление одного из его концов в одном из зажимов, прочес волокна в свободном конце, разрыв образца и определение разрывной нагрузки [3]. Однако и этот способ обладает недостатком. При его использовании не обеспечивается единство условий испытаний. Это объясняется тем, что величина прочеса свободного конца образца не является постоянной величиной и зависит от гибкости и прочности образца на разрыв. Различия по величине прочеса лубяного волокна, состоящего из отдельных элементарных волокон, не будут формировать одинаковое усилие их натяжения. Это, в свою очередь, с учетом особенностей структуры волокнистых комплексов, составляющих образец, не будет способствовать равенству времени начала роста в них растягивающих усилий. Это будет снижать точность определения разрывного усилия волокна.
Известный способ [3] по своей технической сущности является наиболее близким к предлагаемому изобретению.
Технической задачей изобретения является повышение точности определения разрывной нагрузки лубяного волокна при одноосном растяжении.
Указанная задача достигается тем, что в способе испытания лубяных волокон, включающем формирование образца, закрепление одного из его концов в одном из зажимов, прочес волокна в свободном конце, разрыв образца и определение разрывной нагрузки, согласно изобретения, зажим образца осуществляют при постоянной его ширине и выполняют поэтапно вначале один конец, а после прочеса волокон в свободном от зажима участке - другой, причем прочес волокна в свободном участке осуществляют путем продольного перемещения игл относительно волокон на постоянную величину и вне межзажимной зоны.
Зажатие образца при его постоянной ширине обеспечивает условия постоянства условий зажима и фрикционного взаимодействия прядей в зажимах. Это повышает точность испытания.
Поэтапное выполнение зажима концов образца перед его разрывом, а именно вначале зажим одного конца, а после прочеса волокон в свободном от зажима участке - другого, обеспечивает выравнивание условий по натяжению и последующему деформированию при растяжении у всех волокнистых комплексов, составляющих образец. Это способствует повышению точности при определении разрывного усилия.
Прочес волокна в свободном конце путем продольного перемещения игл относительно волокон на постоянную величину обеспечивает стабильность условий испытания. При постоянной величине прочеса свободного конца все волокнистые комплексы, составляющие испытываемую прядь определенной длины и массы, будут подвергаться натяжению и деформированию. Волокнистые комплексы, имеющие начальные «прослабления», будут распрямляться и далее натягиваться и деформироваться при растяжении в равных условиях с волокнистыми комплексами, не имеющим начальную величину. В противном случае, при не постоянной величине прочеса, после ликвидации «прослаблений» деформация отдельных комплексов будет разной. Причиной этому будут различия у разных волокнистых комплексов условий фрикционных взаимодействий с иглами, определяемых величиной перемещений волокно-игла. Поэтому для обеспечения единства испытаний величина прочеса должна быть постоянной, что повысит точность при определении разрывного усилия за счет повышения коэффициента использования прочности волокон, составляющих образец.
Прочес волокна в свободном конце на участке, расположенного вне межзажимной зоны, обеспечит формирование равных условий расположения и деформации волокон, составляющих испытываемый образец в зоне, в которой будет происходить разрыв волокнистых комплексов.
Сущность изобретения поясняется чертежом. На фиг. 1 представлены этапы расположения и зажима волокнистого образца при испытании по предложенному изобретению: позиция а) образец в момент его фиксации в одном из зажимов и размещения свободного конца волокна на игольчатом гребне; позиция б) - расположение образца после перемещения подвижного зажима (но без фиксации образца) с игольчатым гребнем после прочеса волокон; позиция в) - расположение образца при зафиксированных его концах в обоих зажимах перед растяжением для разрыва; позиция г) - разрыв образца.
Предлагаемый способ реализуется следующим образом. Для анализа готовят образец, например, льняного волокна в виде навески длиной 27 см и массой 0,42 г. (по методике ГОСТ Р 53484-2009 [1]). Далее используют разрывную машину, например, РМП-1, у которой к перемещающемуся по типу «винт-гайка» зажиму закреплен со противоположной стороны от межзажимной зоны, гребень с частотой игл 20 шт на 1 см при диаметре иглы 0,3 мм и ее длине 20 мм.
Перед испытанием образец одним концом закрепляют в зажиме, не связанном с «винт-гайкой». Второй конец образца в виде совокупности волокнистых прядей распрямляют и накалывают на гребень, закрепленный на втором подвижном зажиме на участке вне межзажимной зоны. Далее включают привод винта и перемещают подвижный зажим на 10 мм. После этого привод останавливают и зажимают ранее не зажатый конец образца. После его зажатия включат повторно привод и разрывают образец с последующей фиксацией на шкале разрывной машины разрывного усилия.
Предлагаемый способ определения разрывной нагрузки не требует значительный затрат на реализацию, а его использование возможно при решении практических задач квалиметрии и стандартизации лубяных волокон.
Источники информации
1. ГОСТ Р 53484-2009 «Лен трепаный. Технические условия».
2. ГОСТ 6611.2-73 «Нити текстильные. Методы определения разрывной нагрузки и удлинения при разрыве».
3. А.С. на изобретение №1401378 (СССР), автор: Пашин Е.Л., опубл. 07.06.1988 г., Бюл.№21.