抗张强度

摆锤式拉力机（肖伯尔式）

一.测量仪器 1.摆式拉力机（抗张强度测定仪）的结构
传动变速机构：电机驱动下夹头的升降。 抗张强度测量机构：作用在下夹头的牵引力通过纸样传到上夹头， 此力通过链条作用在伞形板上，使摆缓慢均匀地向左摆动达到平 衡。随着拉力的增大，摆动的幅度也增大。当试样被拉断时，摆 被止动爪卡住，摆上的指针在刻度盘上指示出拉力的数值。抗张 强度刻度盘上有A、B、C三道刻度，A刻度盘不用挂铊，B、C要 挂不同的砣，挂哪个砣看哪个刻度盘。



（六）切口尺寸及撕裂长度校对 切纸的刀必须锋利。保证切口平整，不能有毛刺。切口长度必须 为20±0.25mm，被撕的长度应为43±0.5 mm，通过游标卡尺测量 所切样品的尺寸检测。如不符合要求，则要修磨刀片和调整到的 高低位置。 （七）仪器标尺的校对


采用专用重铊对仪器标尺进行校对，将重铊安在伞形摆的螺丝孔 上，把摆升至起始位置，测量摆升高不同重铊所用的功来度量。 校准和指示刻度读数相差不应超过±1%。
伸长测量机构：指示下夹头和上夹头在测量过程中的位移之差。伸 长标尺通过拉杆滑块及钩子与下夹头连接在一起，随着下夹头相 应运动，伸长指示牌与上夹头固定在一起。试样断裂时，挂钩脱 开，伸长尺不再随下夹头下降，指示牌在伸长尺上指示出伸长量 （mm）和伸长率（%）
2.摆锤式拉力机的工作原理

3.仪器的校对



（三）数据处理及结果计算



第五节 纸和纸板撕裂强度的测定

撕裂强度：撕裂纸或纸板所做的功。 内撕裂度：在规定的条件下，已被切口的纸或纸板试样沿切口撕 开一定距离所需的力。应用较多。 边撕裂度：撕裂预先没有切口的试样，从纸的边沿开始撕裂一定 长度所需要的力。 影响因素： 撕裂时纤维被撕断或者从样品中拉出，长度是重要的因素。 提高空隙率的因素能提高撕裂度，如纤维厚度增加，应用矿物填 料。 轻微打浆可提高撕裂度，细纤维化增大会提高紧度和抗张强度和 撕裂度而降低撕裂度。 加入淀粉、三聚氰胺甲醛树脂和超级压光会降低撕裂度。
（1）零点校验：用水准仪将仪器调节呈水平状态。支起摆的制动爪， 然后松开摆锤固定器，用手轻轻拨一下摆，使它轻轻摆动，当摆停止 时，检查摆的指针是否在零点，其偏差应小于0.5mm。对全部重砣逐 个进行多次校验。如果偏差过大，可调整仪器水平。 （2）上下夹具间距离检查：将下夹头的定位销拔出，将下夹头调至 要求的距离，再固定定位销。用游标卡尺或精度高的钢板尺测量上下 夹头间的距离，误差要求小于±1 mm 。试验用纸上下夹具间距离为 100 mm,普通纸张用180 mm的距离。 （3）伸长标尺的校准：将摆固定，将上下夹头升至最高位置（上下 夹头间距离为180 mm），调节伸长标尺对准零线，然后使下夹头向 下运行一定时间，停止仪器，测量上下夹具的距离并读取伸长标尺的 读数，几次所测量的距离与伸长标尺上的读数相比较，最大误差应小 于0.5 mm。
抗张强度

抗张强度：在规定的条件下，纸或纸板所能承受的最大张力，即测定 试样承受纵向负荷而断裂时的最大负荷。

由于大多数纸或纸板在使用的过程中都难免受拉，所以抗张强度是一 项很重要的物理性能指标，多数纸和纸板的产品技术指标中对它都有 要求。
一般来说，在纸机上抄造的普通纸，其抗张强度纵向要比横向大。 纸张的水分含量对其抗张强度影响很大，纸张水分含量约5％时抗张 强度最大（纤维柔韧性和氢键结合的平衡），高于或低于该值时抗张 强度都会降低。 影响抗张强度最重要的因素是纤维之间的结合力（打浆）及纤维自身 的强度（原料种类、制浆漂白工艺条件），而纤维的长度并不是最重 要的。例如，增加打浆度和湿压榨将增加纤维结合。 纸的裂断长和紧度成直线关系。加入纸的增强剂（干强剂或湿强剂） 也会使纸张的抗张强度等指标大幅度增加。




伸长率是指纸和纸板因承受拉力而伸长变形，当试样断裂时即伸 长达到极限时，其伸长的长度对原试样长度的百分比值。结果读 至0.2%，可直接从抗张强度仪器上读得测定结果，单位是%。伸 长率是纸绳纸、手巾纸、薄页纸、电缆包装纸、瓦楞原纸等的重 要性能指标。一般纸的横向伸长率比纵向的高。 横向伸长率比纵向高。 提高纸浆的打浆度则伸长率增加；使用短纤维、游离纸料、加填 料、重压榨和在纸机上尽可能张紧纸页，则纸页的伸长率减小。 需要时将纸页微起皱会增加纸页的伸长率。 抗张能量吸收（通称T.E.A）是一项评价纸张强韧性的重要指标， 用纸张拉伸到破裂时应力应变曲线下的面积来表示。抗张能量吸 收T.E.A是抗张强度和伸长率综合在一起的重要物理指标。增加抗 张力或增加伸长率，吸收能量都会增加。 摆锤式：系数折算法（误差较高）；横伸长式：积分计算（精确 度高）。
纤维结合：游离羟基；纤维柔软可塑，易于结合。

一、仪器的结构与工作原理

（一）仪器结构 机械结构、压力表指示读数 电子控制、传感器感应、数字显示读数。 工作原理基本相同。 系统组成：夹紧、传动、加压、指示。
仪器各部分功能

1.夹盘系统：通过一定的夹紧力夹紧试样。
系统有上下两个夹盘，上夹盘与施加夹紧力的装 置连接，夹盘接触面上有V形同心槽，保证夹紧 纸样。



二、仪器的检查与校准

（一）仪器的检查 （1）校对摆轴是否弯曲。 （2）摆在初始位置时，两夹子成一条直线，夹子间距是否为 2.8±0.3 mm。 （3）检查刀子是否固定紧，刀刃是否锋利无伤，刀片应在两夹子 中间，与夹子顶部成一直线。 （二）仪器水平的检查 将仪器放在坚固无振动的台子上，用仪器底座上的水平泡调节仪 器前后的水平。然后压下摆的停止器，使摆轻轻地自由摆动，待 摆停止后，观察摆上和地板上的标记是否重合。若不重合，用底 座左边的螺丝调节，至标志重合为止。
（2）电子显示式：传感器与油缸接通，当压力 变化时，传感器将力的大小变成电讯号，经放大 电路和A/D转换器显示出测试值（数字式）。

四、数据处理及结果计算

第六节 纸和纸板耐破强度的测定

耐破度：纸或纸板在单位面积上所能承受的均匀增大 的最大压力，以kPa表示。 耐破指数：便于不同定量纸张比较。 科学地评价纸板在使用时受到摔、挤压及内部被包装 物的作用。

耐破度实际是抗张力与伸长量的复合函数，是对纸和 纸板最弱部分的检查，是纸和纸板强韧性的标志。代 表纸张强度和均匀性。 影响因素：纤维长度和纤维间结合力，后者的影响更 大。所以打浆程度、施胶状况、含水量都会产生影响。



（三）零点调节 将调好水平的仪器，不夹试样空摆几次，观察指针是否指零，若不指 零，用指针停止器调节。 （四）摆的摩擦校对 仪器调好水平后，把摆抬起到待测位置，以摆与摆动停止器的边为准， 向右量25 mm划一线，然后将扇形摆释放让其自由摆动。最轻摆摆动 次数应为20次以上，轻摆不少于25次，标准摆不少于35次，中摆不少 于80次，加重摆不少于110次。摆减幅要小于25.4 mm。否则摆轴的摩 擦力不符合要求，需要清洗轴承，或者摆轴弯曲需加以调整。 （五）指针的摩擦校对 仪器调好零点和水平后，将摆抬到待测位置，把指针对在零点上，然 后放下空摆，指针不得推出零点外小于最轻摆10个标尺单位；轻摆6 个标尺单位；标准摆3个标尺单位。若指针摩擦不在此范围，清洁或 调整轴承表面及指针套顶针的位置。调整指针摩擦后必须重新校对零 点。

3. 加压机构
由活塞带动皮碗向前或向后运动，利用压力传递 的原理使液体（化学纯甘油、含缓蚀剂的乙烯醇 或低粘度硅油）加压或减压。
配备过载保护装置，不过发生压力较大而损伤仪 器（胶膜爆裂）。


4. 指示机构
（1）压力表：压力表与仪器油缸接通。加压时， 指针（主针与副针）随压力增大而同步运动；压 力撤销后，压力表主针自动回零，副针则指在试 样破裂时所达到的压力值上。




一、仪器的结构和工作原理

（一）仪器结构 爱利门道夫撕裂度仪：支架座、 指针系统、夹纸系统、扇形摆、 调节机构。 扇形板悬挂在支架座上 摆和支架座上装有两个夹具，其 间在一定位置上

（二）工作原理

扇形摆在初始位置时，由于摆的重心被抬高，具备了一定位能。 摆被放开自由落下时，位能转变为动能，动能产生的力在克服撕 裂试样中损失了一部分，剩余的动能又转化为位能。由指针在刻 度盘上所指出的撕裂度值就是摆所损失的动能。可由摆在两端最 高位置时的位能差值计算出来。 多层纸叠起来按撕裂的总张数计算。16刻度的仪器用8层，也可用 4、16或32层；4层刻度的仪器多用4层，也可用2或8层。 分别用换算系数接合刻度读数可得到试样的撕裂度值，单位mN。 新发展：电子控制、数字显示式的仪器。通过位移传感器将摆在 不同撕裂阻力时的位移感应出来变为电讯号，经放大后转换成数 字显示，具有精度高、读数方便等优点。 将控制、计算机技术应用于撕裂的测量。




目前常用的测试仪器主要有摆锤式拉力机（肖伯尔式）和恒伸长 式电子万能拉伸试验仪两种类型。


另有一种水平式电子抗张力试验机,在瑞典等国广泛使用。
我们只介绍摆锤式拉力机。后一种恒伸长式拉伸试验仪可测抗张 能量吸收。 Z向抗张力：纤维结合强度。 零距抗张强度：纤维本身强度。 湿抗张强度



试样撕裂线的末端与刀口延长线左右偏移超过10 mm时，10个试验中有1-2个偏 斜超过则弃去不用，多做试验至10个满意结果；如果两个以上试样偏斜超过10 mm，结果保留，报告中注明偏斜的情况。撕裂过程中试样产生剥离现象，不 在正常方位上撕裂，也按该原则处理。
测定的纸页层数得不到满意的结果，适当增加或减少层数，报告在说明。
夹紧力施加装置有三种：杠杆加压、旋转手轮加 压和自动加压（气压或液压，压力可调节）。 夹紧力对试验结果影响较大，需准确控制。纸张 夹紧力不低于430 kPa，纸板不小于690 kPa，瓦 楞纸为690 kPa（需注明瓦楞是否压塌）。