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ASTM D5034 纺织品断裂强力及伸长率测试(抓样法)
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ASTM D5034 纺织品断裂强力及伸长率测试(抓样法)
ASTM D5034-95
1. 范围
1-1 本方法规定抓样法或修正抓样法测试纺织品的断裂强度力及伸长率。也可在样品湿态下进行测试。
1-1-1 抓样法可用来测试机织物、毛纺织或缩绒织物，而修正抓样法主要用来测试机织物。
1-2 对于玻璃纤维织物、针织物或其它高弹织物（超过11%）建议不要采用本方法。
注意1：对于扯边纱或剪割条样法测定纺织品的断裂强力及伸长率，请参照ASTM D5035。
1-3 本方法有两种单位：英寸—磅和SI。美国客户一般采用英寸—磅作为单位，国际标准一般采用公制的SI作为单位。不同的单位一般用在不同的标准中。这样不同的单位是不可以等同的。
1-4本标准没有涉及到安全方面的介绍。但希望在操作本标准前，应该建立一些与安全卫生有关的文件管理。
2. 参考文献
2-1 ASTM D76 纺织品拉伸强力机的说明；
2-2 ASTM D123 纺织品的相关术语；
2-3 ASTM D629 纺织品定量分析法；
2-4 ASTM D1059 短片段纱支测试法；
2-5 ASTM D1776 纺织品测试的调湿；
2-6 ASTM D5035 纺织品断裂强力及伸长率测试（条样法）。
3. 术语
3-1 定义
3-1-1 断裂强力——试样被拉断记录的最大力值。
3-1-1-1 对于较为碎硬的原材料，一般断裂时获得最大的力。而对于较为柔软的原材料，可能在断裂前就已经获得了最大的力值。
3-1-2 断裂载荷——一般不用这种叫法，目前一般改称断裂强力。
3-1-3 CRE拉伸强力机：采用均匀的测试速度的试验仪器。
3-1-4 CRL 拉伸强力机：在仪器启动3秒钟以后，载荷均匀递增的仪器。
3-1-5 CRT拉伸强力机：一个夹头等速移动，另一驱动重锤机构的夹头施加负荷的一种等速牵引试验仪，这样试样的受力及伸长增长比例取决于试样的拉伸性能。
3-1-6 伸长率：试样的伸长与其原长之比值以百分率表示。
3-1-7 伸长：试样由于受拉而引起的长度的增加。
3-1-8 抓样法：试样宽度方向的中央部位被夹持的一种织物拉伸试验。
3-1-8-1 例如样品的宽度为100 mm （4 in），而夹头的宽度为25 mm （1 in），那么样品中央25mm被夹住，但沿宽度方向，两边离边37.5 mm （1.5 in）部位以外均未被夹持。
3-1-9 修正抓样法：在抓样法取样的基础上，将样品的长边在中心处由两边缘向内各剪37.5 mm （1.5in）。
3-1-9-1 这样剪的目的主要是为防止抓样法测试中夹持部位以外的边纱对强力牵连影响。
3-1-10 拉伸强力测试：用于测定纺织品的拉伸——延伸性能、断裂强力和断裂伸长率。
3-1-11 本测试用的其它术语请参照ASTM D123。
4. 原理
4-1 宽为100 mm （4inch）的试样中央部位被夹在强力机的夹钳上，启动仪器直至试样断裂为止。测试结果（断裂强力和断裂伸长率）可从强力机仪器直接读数，也可从载荷 ——延伸曲线上或连接电脑，从电脑上读数。
4-2 本方法采用两种测试样品（G——抓样法和MG——修正抓样法）和三种测试仪器（CRE、CRL、CRT）。这样可组合成六种情况的测试系统：G—CRE、G—CRL、G—CRT、MG—CRE、MG—CRL、MG—CRT。
5. 意义和实用性
5-1 抓样法在商业上被广泛用来测试大部分的机织物或无纺布，修正抓样法主要用来测试机织物，在商业上也被广泛采用。
5-1-1 在商业上，一旦由于测试结果的不同而产生争执时，买卖双方应该做一些对比测试以便查清两家实验室间的差异所在，建议选用权威机构来做对比可能会更好。同时，两方选择的样品应保证一致，一般的做法是两方采用随机抽样的办法，以查清整个的水平情况。一旦发现两方有差异，应尽快纠正统一，否则必须向对方解释结果差异的原因。
5-2 由于针织布的弹性太好，建议不要采用本方法。
5-3 对于强力较高的品种（＞200 N / cm或1140 lbs /inch），建议将本方法修正一些参数以后测试，但在测试中需特别注意。
5-4 本方法可测定织物干态和湿态的。
5-5 采用不同类型的仪器得到的强力数据无可比性。当需要对不同类型的仪器的测试结果做对比时，应尽可能调整仪器，使得断裂时间在20±3秒之间，否则得到的测试结果可能会差得很远。
5-6 本方法最好采用等速伸长系统测试，但一旦发生争执时，可将测试速度予以调整，尽可能将试样的断裂时间控制在20±3秒之间。
5-7 本方法也可测定织物的有效强力，也就是说试样断裂强力包含夹持部位以外旁边的纱线的辅助强力，这样织物的断裂强力并不只是试样夹持部位纱线的强力的反映。抓样法测试取样方便快捷，但需要的测试布较多，由于不同类型结构的织物会影响其的拉伸性能，这样条样法和抓样法的测试结果不可以简单的相互换算。
5-8 在条样法测试中，一般需扯边纱后测试，但有的织物受力后容易进一步散纱，这样采用修正抓样法较好。本方法尤其适合一些强力较高的织物测定。
6. 仪器设备、试剂、原材料
6-1 符合ASTMD76规定的CRE、CRL或CRT类型强力仪，这些仪器必须具备一定的测定量程，可显示断裂强力、伸长率，能将速度设置到30 0±10mm/min（12±0.5 inch/min），或者其速度可调节，或者能控制测试断裂时间在20±3秒之间。
6-2 夹具：夹头夹面一般为金属或其它协商好的原料。其夹面必须平整，在铁夹具夹持样品时，为防止损伤织物，一般再贴一层胶皮。前后两夹面必须平行，上下两夹面的中心线应与受力方向一致。
6-2-1 抓样法中，前夹钳胶面垂直于受力方向的宽度一般为25±1 mm （1±0.02inch），平行于受力方向的宽度应大于25 mm，但必须小于50mm，后夹钳胶面宽度在保证和试样相配的前提下尽可能地宽一点，一般而言，后夹钳越大则前后夹钳越容易相配好。
注意2：前（上）夹钳面的大小尺寸为25*50mm（1.0*2.0inch）与25*25mm（1.0*1.0inch）所测样品得到的结果是不一样的。对于许多的面料，采用前上夹头尺寸为25*50mm，能有效地减少试样的滑动，使样品夹得更紧。不论采用什么样的夹钳面尺寸，在报告中都必须注明（但在当前测试行中，例如ITS、SGS等，一般前夹钳的尺寸为25.4*25.4mm）。
6-2-2 修正抓样法前上夹钳的面积为25*50mm（1.0*2.0inch）或者更大，并且夹钳的长边平行于受力方向，后夹钳的尺寸为50*50mm（2.0*2.0inch）或者更大。
6-3 6-3 辅助金属夹块，重约170g（60Z），宽度不少于100mm；
6-4 6-4 浸态测试用的去离子水；
6-5 浸态测试用的非离子润湿剂；
6-6 浸湿样品用的容器（可用烧杯替代）；
6-7 校验仪器用的标准测试布；
6-8 两根长125mm（5inch）直径为10mm（3/8inch）的不锈钢棒。
7. 取样
7-1 批样：按照以下取样规则随机抽取所需数量的试样
每批大货的卷/片数 抽取试样的卷/片数
1-3 全部测试
4-24 4
25-50 50
>50 抽取大约10%至最大10卷/片测试
注意3：在取样的数量及其原则中，买卖双方应考虑由于卷与卷以及同一卷布中的质量差异，在尽可能性减少买卖双方的风险及保证质量下，使得取样更合理。
7-2 实验室取样：从批样的每一卷布抽取整幅性的一码样品作为试样测试。
注意4：如果抽取一块巴掌大小（指布很小）做测试的话，这只能代表这小块样的质量，这不能代表这一卷或批的质量，这说明我们取样应尽可能地大一点。
7-3 测试样品：每一次测试取样一般选取经向5块，纬向8块样品测试。
7-3-1 测试内容包含以下方面：
7-3-1-1 标准条件下测试经向强力（指在恒湿恒湿下进行）；
7-3-1-2 21℃湿态试样测试经向强力；
7-3-1-3 标准条件下测试纬向强力；
7-3-1-4 在21℃下湿态试样测试纬向强力
7-3-2 若要测定等速断裂强力或一些不了解断裂情况的织物，必须额外再准备2-3组样品作预测试，以确定适当的测试速度。
8. 调湿
8-1 在标准条件下调湿测试（指恒温恒湿）。
8-1-1 如果试样的实际回潮率较标准回潮率（我们习惯叫公定回潮率）高，建议先按照ASTM D1776 预先调湿。
8-1-2 将试样置于符合ASTMD1776规定环境下调湿（温度21±1℃，相对湿度65±2%），一般认为在2个小时以内，当试样的重量增加不超过0.1%时，即可认为充分调湿，可以开始测试。
注意5：实际的测试中，试样是否充分调湿一般不以重量是否变化来作为参考。另外如果按照规定的时间去调湿而发生争执时，可以多调湿一段时间，让试样在测试前完全充分调湿，下面是一些纤维的建议调湿时间：
纤维 至少调湿时间
动物纤维（如羊毛、再生蛋白质纤维） 8 小时
纤维素纤维（如棉） 6 小时
粘胶 8 小时
醋酯纤维 4 小时
相对湿度65%条件下回潮率小于5%的纤维 2 小时
上述参考时间是将单层样品充分散开放置在标准条件下得到的大概数据。对于一些厚重的布一般需更长的调湿时间。如果织物含两种以上的纤维成分，调湿时间请以需调湿较长时间为准。
8-2 湿态试样测试
在室温下，将试样浸入去离子水中，直至完全浸湿，为了更充分浸湿试样，可在去离子水中需加入不超过0.05%含量的非离子润湿剂。试样完全浸湿以后从水中取出，应尽快在2分钟之内将样品测完。
注意6：试样浸泡在水中应尽可能完全浸湿直到试样的湿态断裂强力稳定为止。为了防止不必要的争议，建议规定浸湿时间为1小时。
8-2-2 由于试样中可能存在胶质、涂层或拒水助剂而使得试样不能均匀的浸湿，这时测试中需特别注意。
8-2-3 如果要求湿态强力需在没有胶质、拒水助剂的情况下测试，则在测试前，参照ASTMD629采用适当的方法，但又不影响织物的正常强力的前提下除去胶质、拒水助剂等。
9. 样品准备
9-1 通则
9-1-1 剪取试样长边平行于测试方向（经向或纬向），或者两个方向均取样，在实际中一般经向、纬向均需取样测试。取样时需特别注意所取样应尽可能成斜对角取样，保证所有样品不含有同经或同纬纱。另外，纬向取样应尽可能隔开距离大一点。经纬取样时，尽可能避开布边并保证离布边十分之一以外取样。
9-2 抓样法（G）
9-2-1 剪取试样大小为100*150mm（4±0.05*6 inch），长边平行于测试方向（经向或纬向）。
注意7：试样的长度应根据夹钳的类型而定。另外，试样应足够长，这样保证试样两端能突出夹头钳至少10mm（0.5inch），可按照下列公式计算试样的长度：
试样长度（mm）= 隔距（75mm）+ 夹钳两端突出长度（20mm）+ 2 * 夹钳的受力方向的宽度（mm）
抓样法一般的夹钳宽度不少于25mm，这样试样长度应为：75+20+2*25=145mm
9-2-2 离长边37±1mm（1.5±0.02inch）画一条线，作为夹持试样的标志线。
9-3 修正抓样法（MG）
9-3-1 按 9-2-1和 9-2-2描述剪取修正抓样法试样。
9-3-1-1 对于强力很高的织物取样一般长边长度不少于400mm(16.0inch)，并按9-2-2方法做好标志线。
9-3-2 根据3-1-9-1中描述将试样两边沿中央剪取2个缺口，见修正抓样法试样图。
9-3-2-1 当试样每英寸的纱少于25根时，剪切口时应尽量保证到最接近一英寸的纱的根数未被切断。
9-4 当除了需测定标准条件调湿下的强力以外，还需测定湿态条件下强力时，测试要多取一倍的试样。为了便于结果对比，一般可先取试样长边长度为2倍的样品，然后一分为二，一半做标准条件调湿下的测试，另一半可用来测定湿态下的强力。
注意8：当有的试样在浸泡时会缩水较多时，必须注意取样应稍微长一点。
10. 仪器的准备、校正
10-1 拉伸强力机
10-1-1 根据厂家的操作及10-1-2至10-1-4的说明准备仪器。
10-1-2 设置两夹钳之间的有效距离（隔距）为75±1mm(3.0±0.05inch)。
10-1-3 选择仪器测试量程为满刻度的10%-90%之间校正仪器。
10-1-4 除特殊情况以外选择仪器测试速度为300±10mm/min（12±0.5inch/min）。
10-2 夹头要求
10-2-1 检查夹钳是否平整，前后夹钳是否平行。
10-2-2 用两层薄纸包住两层复写纸，形成夹心饼样的四层纸样。
10-2-3 将夹心纸样在正常气压下夹持于前后钳之间。
10-2-4 取下夹心纸样，查看薄纸上夹钳的印痕是否均匀一致。
10-2-5 如果印痕不规则（一般应为25.4*25.4mm的正方形），请调整夹钳，重新确认。
注意9：印痕不规则有的可能是由于夹面表面有杂质造成的。
10-3 整个仪器操作系统的校验
10-3-1 用一块已知断裂强力和伸长率数据的标准织物来校验仪器的性能（含传感器、伸长性、夹头系统及测试数据收集系统）。上述校验建议每周一次。另外，一旦仪器换夹头系统或传感器，则必须作一次仪器的校验。
10-3-2 根据标准织物的断裂强力及伸长性能，选定仪器的量程。
10-3-3 根据9描述的情况准备标准织物的测试样。
10-3-4 选择合适的气压并夹持试样，在试样与夹头夹持交叉处划一直线，启动仪器看所夹持的试样是否有滑动，如果有的话，可调高气夹的压力。若气压调到最高时仍不能夹住试样，可在夹钳上增加一衬垫或试样夹持处作涂层处理，以防止试样打滑。
10-3-5 按照测试程序11进行标准织物测试。
10-3-6 计算标准织物的断裂强力及伸长率，并计算其的标准偏差。
10-3-7 将数据与标准织物以前的结果做对比，如果差异在允许范围之外，重新调机找出差异所在。
11. 测试程序
11-1 沿夹持试样标志线将样品夹于上、下夹钳之间，确保夹持方向和受力方向一致，这样试样的受力才会均匀。
11-1-1 对于一些强度很高的织物，按照上述方法一般很难夹牢，为防止打滑，可以在试样上两端各加一辅助钢棒，同时注意气夹的力不要太大，否则在前夹处容易造成试样断裂，但气夹也不可太松，否则会造成试样滑动。
11-2 样品的伸长与隔距有关，如果需要测试试样的伸长率，则在夹持试样前，需给试样均匀的预加张力，让试样有一定的伸长，但伸长率不可超过0.05%。
11-2-1 为了能达到均匀一致的预加张力，可采用预夹辅助金属夹块于试样的末端，待夹均匀后再移去辅助金属夹块。
11-3 可在试样与夹钳交叉处画一横线以检查测试中试样是否有滑动。如果试样有滑动，则所画横线和夹钳会有段距离。
11-4 启动仪器并拉断试样。
11-5 分别记录经纬向断裂强力，如果需要也可记录试样的伸长率。
11-5-1 有些仪器连接电脑，数据可在电脑中读取。
11-6 如果试样出现滑动，在夹钳附近断裂或其它等原因，使得其结果明显地低于试样平均结果的数据应舍弃，并重新取样继续测试，以得到所需数目的平均断裂强力。
注意10：数据是否舍弃应根据试样本身的情况及观察试样断裂情况而定。如果有其它舍弃的规定，如在夹头5mm以内断裂或者结果在平均值50%以下的数据均应舍弃，除非确认有问题，否则其它情况得到的数据均不应该舍弃。
11-7 如果有的织物在夹头附近滑动或超过25%的试样出现在夹头5mm以内断裂，应按照以下原则予以修改测试参数，一旦修改需注明修改的具体情况。
11-7-1 夹钳可以加衬垫。
11-7-2 在试样夹持处可以进行涂层处理。
11-7-3 夹钳面可以进行修整。
注意11：试样在夹钳附近断裂，一般很难准确地分析出原因。如果由于夹钳的原因造成试样断裂，这个数据应舍弃。如果试样在夹钳附近的断裂是由于试样弱点随机分布造成，这些数据不应该舍弃。有些在夹钳附近断裂是由于因夹持关系而使试样在拉伸时，试样在夹钳附近的部位收缩受限制而使相对压力增加，从而容易断裂。对于这种情况的断裂是不可避免的，应是这类型测试的一个特征，这种现象经常在抓样法测试中出现。
11-8 采用湿态法测试对于有缩水现象的试样其短边的宽度应根据试样干了以后的情况而定，具体可参考ASTM D1059。
12. 计算
12-1 断裂强力，即仪器显示的最大载荷并认为正常的结果予以平均。
12-2可测量试样在不同受力时的伸长率（%），例如断裂强力。计算时其的原始长度一般指隔距（75mm）。
12-2-1 本方法可计算每种情况下，试样的伸长率，例如断裂强力处的伸长率或其它力值下的情况。
12-3 湿态下试样断裂强力的修正：
12-3-1 在抓样法浸泡试样测试中，对于试样存在缩水情况的品种，为补偿其断裂强力可根据如下公式予以修正：
S = L * C / W
S: 湿态试样的断裂强力的修正值；
L： 湿态下的断裂强力；
C：恒温恒湿状态下纱的根数（可认为是密度）；
W： 恒温恒湿状态下纱的根数（可认为是密度）。
12-3-2 由于浸泡使得试样出现缩水，一般应对试样的断裂强力予以修正。
13. 报告
13-1 注明测试方法ASTM D5034，样品描述及取样方法。
13-2 对每一个实验测试报告需以下信息：
13-2-1 平均断裂强力；
13-2-2 如有需要，报平均断裂伸长率；
13-2-3 取样数量；
13-2-4 机器的类型；
13-2-5 断裂强力的最大值；
13-2-6 预加张力；
13-2-7 夹钳的尺寸；
13-2-8 夹钳衬垫的类型、试样在夹持处是否已修整或夹面是否已修整（指防打滑时）。
13-2-9 如果试样夹持部位纱线少于25根，请出示具体纱线根数。
13-2-10 如有需要，列出平均断裂时间。
13-2-11 如有需要列出恒温恒湿状态和浸泡两种条件下的测试结果。
13-2-12 如果采用湿态测试法，其缩水率是否在允许范围之内。
13-2-13 如其缩水超出允许范围，其结果是否修正，并注明其具体程序。
14. 精度和偏差
15. 关键词
15-1 断裂强力、伸长率、织物、无纺布、机织物
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