纱线拉伸性能的标准试验方法对比分析

摘要：

通过对GB/T 3916―2013和ASTM D2256的对比分析，找出两者试验参数的差异，分别对不同线密度的纱线进行拉伸试验，结果表明：在同一标准大气环境下，采用等速伸长型强力试验仪进行试验， 同一种纱线采用ASTM D2256测试的结果断裂强力、断裂强度和断裂功小于采用GB/T 3916―2013测试的结果。

关键词：纱线；拉伸性能；对比分析

1 引言

纱线拉伸的性能指标是评定成纱等级的主要依据之一，对纱线的生产、工艺的制定、工艺的调整、织造工艺及生产效率等都有着重要意义。评价纱线拉伸性能的指标主要有平均断裂强力、平均断裂伸长率、断裂强力变异系数、断裂伸长率变异系数、平均断裂时间等，此外在某些特定的场合下还需要断裂功、断脱强力、初始模量等指标。拉伸性能中的最小强力、最小伸长率等弱环指标可作为后道工序的参考指标。因此，本文比较了两个测试拉伸性能的方法标准之间的差异。具体为采用不同的测试方法标准，分析测试结果的差异，对纱线拉伸性能的测试选用合适的测试方法标准具有指导意义。

2 标准对比分析

GB/T 3916―2013[1] 《纺织品 卷装纱 单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定》与ASTM D2256[2] 《纱线拉伸性能的标准试验方法》的比较见表1，前者是中华人民共和国国家标准，后者是美国试验与材料协会标准。

由表1可知这两个标准最大的区别在于拉伸隔距长度和拉伸速率不同，两标准均适用于绝大多数纱线的拉伸性能的测试。

3 试验

3.1 仪器

等速伸长型强力仪（UTR4C-500N）。

3.2 试样准备

根据GB/T 3916―2013与ASTM D2256中的要求，为了便于结果的汇总分析，笔者选取了3种不同粗细的纯棉纱试样，将试样放在温度（20±2）℃、湿度（65±2）%的标准大气环境中调湿24h。

3.3 试验参数设置

根据GB/T 3916―2013和ASTM D2256试验参数要求，设置试验参数。

3.3.1 试验方法

GB/T 3916―2013选取方法B，即自动，从调湿的卷装上直接采取试样；ASTM D2256选取方法A1，即试样的物理形态为直线型，用标准大气调节到湿度平衡。

3.3.2 预加张力

根据名义线密度计算预加张力，两种测试方法标准均选用（0.5±0.10）cN/tex。

3.3.3 隔距长度及拉伸速率

拉伸隔距长度和拉伸速率是拉伸性能最重要的影响参数之一。当纱线试样以较低的速度拉伸时，由于纤维之间的抱合力增加速率比较小，试样中部分纤维是以抽出的形式导致试样断裂；当纱线试样以较高的速度拉伸时，纤维之间的抱合力迅速增加，在力的作用下试样中纤维断裂的比例增加，因此试样的断裂强力增大。

因此，选取合适的隔距长度和拉伸速率至关重要，根据标准要求，GB/T 3916―2013的隔距长度选取500mm，拉伸速率为500mm/min；ASTM D2256的隔距长度选取250mm，设置断裂时间为（20±3）s，拉伸速率根据断裂时间而定。

3.4 结果与讨论

根据设置的试验参数，选取不同规格的棉纱线进行试验，测试结果如表2所示。

表2 拉伸试验结果

由表2可知：对于同一种纱线采用不同标准测试时，测试结果有一定的差异。采用ASTM D2256测试的结果断裂强力、断裂强度和断裂功小于采用GB/T 3916―2013测试的结果，这可能是因为GB/T 3916―2013测试方法规定的拉伸速率较大，断裂时间较小，纤维之间的抱合力迅速增加，断裂强力等增大；对于不同的纱线，随着线密度的变化，测试结果也略有差异，纱线越粗，断裂强力、断裂伸长率、断裂强度测试结果的差异性几乎可以忽略不计。

4 结论

综合分析纱线的力学性能，得到以下结论：

试验在恒温恒湿条件下，采用等速伸长型强力试验仪测试纱线的拉伸性能，当采用不同的方法标准时，测试结果略有差异：采用ASTM D2256测试的结果断裂强力、断裂强度和断裂功小于采用GB/T 3916―2013测试的结果。

两种标准测试纱线的拉伸性能存在的差异随着纱线线密度的增加逐渐减小，纱线越粗，断裂强力、断裂伸长率、断裂强度测试结果的差异性几乎可以忽略不计。

参考文献：

[1] GB/T 3916―2013 纺织品 卷装纱 单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定[S].

[2] ASTM D2256 纱线拉伸性能的标准试验方法[S].

（作者单位：广州纤维产品检测研究院）