2.6 Определение собственной прочности волокна

Для оценки собственной прочности волокон принято измерять «нуле­вую» разрывную длину L_о [27].

При проведении эксперимента был использован прибор для определения сопротивления разрыву при нулевом зазоре (The Pulmac Zero Span Tensile Tester).

Для проведения испытания используются образцы бумаги размером 29 см массой 1 м² 60 г.

Образец бумаги размещают между прижимами и упорами. При включенном питании прибора на дисплее появляется сообщение "Pulmac Inc Zero-Span Technology". Для установки прибора в рабочий режим необходимо нажать <RUN>, для фиксации задания начального зазора – <SPN/BWT>. Для начала испытания следует нажать кнопку <GO>. Зажимы начнут опускаться и прижмут образец.

Когда образец разрушается и отделяются зажимы, на дисплее появляется результат, выраженный в Н/см (N/cm), пересчитанный на фактическую массу 1 м². Также на дисплее высвечивается величина скорости нагружения, которая выражается в Н/см/с(N/cm/s) и находится в интервале от 24 до 26, чтобы гарантировать высокую воспроизводимость результатов.

Рисунок 2.16 – Прибор для определения сопротивления разрыву при нулевом зазоре (The Pulmac Zero Span Tensile Tester,Model ZS1000-B3)

За результат принимают среднее арифметическое из 10 параллельных испытаний образцов. Нулевую разрывную длину вычисляют по фор­муле:

, (2.4)

где F − разрушающее усилие, H;

m_1м² − масса 1 м² образцов, г;

2.7 Жесткость при изгибе

Для определения жесткости бумаги и картона используют в основном стандартный метод, заключающийся в определении силы, приложенной к свободному концу консольно-закрепленного образца и изгибающей его на определенный угол согласно ГОСТ ИСО 2493-96. Метод определения сопротивления изгибу. Испытания образцов производят на приборе «Messmer Buchel 116-BD» (рисунок 2.17).

Рисунок 2.17 – Внешний вид прибора Messmer Buchel 116 – BD

При выполнении испытаний и обработке результатов используются следующие определения:

Сопротивление изгибу – сила, необходимая для сгибания под углом 15 прямоугольного консольно-закрепленного образца, приложенная вблизи свободного конца испытуемого образца на расстоянии 50 мм от линии его закрепления перпендикулярно к плоскости, определяемой закрепленным концом образца и точкой или линией приложения силы, в ньютонах (Н) или миллиньютонах (мН).

Длина изгиба – постоянное радиальное расстояние между линией закрепления образца и точкой приложения силы к нему.

Угол изгиба – угловое расстояние между начальным положением плоскости, проходящей через линию закрепления и линию приложения силы, и положением той же плоскости в конце испытания.

Свободная длина – начальная длина части испытуемого образца, выступающего из зажимного устройства.

Испытуемые образцы имеют ширину (38±0,2) мм и длину не менее 70 мм. Направление, в котором проводят испытание, должно совпадать с длиной испытуемого образца.

Для испытания необходимо нарезать не менее десяти испытуемых образцов для каждого требуемого направления, если прибор сгибает образец в одну сторону от исходного положения, и не менее пяти образцов, если прибор сгибает образец в обе стороны от исходного положения.

На поверхности испытуемого образца не должно быть складок, морщин, надрывов или других дефектов. Если на испытуемом образце имеются водяные знаки, это должно быть отражено в протоколе испытания.

Образец для испытания помещают горизонтально в зажимное устройство так, чтобы длина части образца, выступающая из зажима (свободная длина), была равна (573) мм, а сам образец был правильно выровнен. Свободный конец образца не должен испытывать никаких воздействий, кроме регистрирующего устройства. Лотковую опору тензодатчика перемещают кромкой ножа от наконечника тензодатчика вперед, пока она не будет касаться образца. После каждого определения (образец лицевой или сеточной стороной) записывают показания тензодатчика с цифрового дисплея прибора. Среднее значение показателя сопротивления изгибу рассчитывают для каждого испытуемого направления и выражают в миллиньютонах с точностью до трёх значащих цифр.

Принципиальная схема проведения испытания представлена на рисунке 2.18.

Рисунок 2.18 – Принцип нагружения и распределения изгибающего момента для двухточечного метода