頂破強力或脹破強力的測試方法主要有三種：脹破法、彈子頂破法和鋼球法。
國外如美國、日本、韓國、加拿大、澳大利亞等采用脹破法測試。
我國的GB/T 7742.1-2005《紡織品織物脹破性能 第1部分：脹破強力和脹破擴張度的測定液壓法》標準引用了標準ISO 13938-1:1999中的脹破測試法。
測試原理是：將試樣夾在可延伸的膜片上，在膜片下面施加液體壓力，并以恒定速度增加液體體積，使膜片和試樣膨脹直至試樣破裂即測得脹破強力, 這個方法同時還能測試出樣品的脹破擴張度。
國家標準《棉針織內(nèi)衣》在修訂前，頂破強力采用彈子頂破法測試，即利用一個25 mm的圓形彈子頂壓針織物來測試。
而2005年制定的GB/T 19976-2005《紡織品 頂破強力的測定 鋼球法》標準所列出的測試方法與之前相比有兩點差異：一是頂破的彈子(鋼球)直徑改為38 mm，二是規(guī)定強力測試儀器為通用的CRE(等速伸長型)強力儀。
【脹破機理】
平紋組織會形成平行于織物縱向的裂口，而且沿著織物的橫向有較多的線圈脫散;
而珠地組織的破壞裂口為破洞形狀，破壞主要表現(xiàn)為紗線的斷裂，幾乎不會形成線圈脫散。
三種方法具有相似的破壞機理：弱環(huán)理論
由弱環(huán)理論可知：針織物在受到頂破或脹破作用時，會在某一強力弱處首先產(chǎn)生破壞，進而在此破壞處產(chǎn)生應(yīng)力集，隨著試驗地進行，平紋織物在破壞的周圍會有大量的線圈沿橫向脫散，裂口沿縱向不斷擴展;珠地織物則會有更多的紗線發(fā)生斷裂，其裂口會沿四周擴展。
【測試結(jié)果】
不同的測試方法對結(jié)果的比較如下：
1)鋼球的直徑比彈子大，鋼球法獲得的頂破強力也較彈子頂破法大
2)三種測試方法具有相似的破壞機理，織物破壞后的裂口形狀也基本相同。
3)三種測試方法的結(jié)果相互之間具有良好的線性關(guān)系，三者之間具有很好的相關(guān)性。
織物脹破及其機理
定義：
織物在一垂直織物平面的負荷作用下鼓起、擴張破裂的現(xiàn)象稱為脹破。
織物的脹破強力是織物的一個重要力學(xué)指標。
測試意義
機織物：在非經(jīng)緯紗方向的織物變形，是由經(jīng)緯兩組紗線相互剪切產(chǎn)生，其伸長變形較經(jīng)緯方向要大，在頂力作用下，首先在變形能力較小的方向和強度zui薄弱處的紗線斷裂，接著沿著經(jīng)向或緯向相對撕裂，因而裂口一般成直線形。如果織物的經(jīng)緯向變形能力相近，頂破時經(jīng)緯紗接近同時斷裂，裂口常為L或者T 字形，說明經(jīng)緯紗同時發(fā)揮大作用，頂破強力較直線形的裂口情況要高。針織物：各線圈勾結(jié)連成一片，共同承受伸長變形，直至織物撕裂。
非織造布：主要是纖維的斷裂和纖維網(wǎng)的松散化，頂破口是一個隆起的松散纖維包，脹破是纖維網(wǎng)扯松開裂狀。
拉伸強度對某些織物(如針織物和花邊)不太適宜，但可用脹破強度來代替。織物破損時往往同時受到經(jīng)向、緯向、斜向等方面的壓力，特別是某些針織品(如緯編織物)具有直向延伸、橫向收縮的特征，直向和橫向相互影響較大，如采用拉伸強度試驗，必須對經(jīng)向、緯向和斜向分別測試，而破裂強度則可以對織物強度作一次性評價。
脹破機理
HT-229脹破強度儀
一，適用范圍：
HT-229脹破強度儀用于測定針織物、機織物、無紡及其它工藝織成的織物的脹破強度和脹破擴張度。
二，適用標準：
GB/T7742.1-2005《紡織品 織物脹破性能 第1部分：脹破強力和脹破擴張度的測定液壓法》
三，技術(shù)參數(shù)：
1、測量范圍：0-6.000 Mpa
2、小分度值：0.002Mpa
3、測試面積： 7.3cm2（Φ30.5mm）
4、彈性膜片厚度：≤2mm
5、下 夾 環(huán)：Φ30.5±0.05mm
6、大擴張度：35 ±0.02mm
7、大脹破時間：99.9±0.1S
8、加壓速率：10 -150ml/min
9、電 源：AC220V 50Hz 200W
10、外形尺寸：600×400×530mm
11、重 量：200kg
四，脹破機理
平紋組織會形成平行于織物縱向的裂口，而且沿著織物的橫向有較多的線圈脫散;
而珠地組織的破壞裂口為破洞形狀，破壞主要表現(xiàn)為紗線的斷裂，幾乎不會形成線圈脫散。
五，三種方法具有相似的破壞機理：弱環(huán)理論
由弱環(huán)理論可知：針織物在受到頂破或脹破作用時，會在某一強力弱處首先產(chǎn)生破壞，進而在此破壞處產(chǎn)生應(yīng)力集，隨著試驗地進行，平紋織物在破壞的周圍會有大量的線圈沿橫向脫散，裂口沿縱向不斷擴展;珠地織物則會有更多的紗線發(fā)生斷裂，其裂口會沿四周擴展。
六，測試意義
拉伸強度對某些織物(如針織物和花邊)不太適宜，但可用脹破強度來代替。織物破損時往往同時受到經(jīng)向、緯向、斜向等方面的壓力，特別是某些針織品(如緯編織物)具有直向延伸、橫向收縮的特征，直向和橫向相互影響較大，如采用拉伸強度試驗，必須對經(jīng)向、緯向和斜向分別測試，而破裂強度則可以對織物強度作一次性評價。
一、范圍
1、本方法用液壓脹破強度測試儀來測試織物的耐脹破性能。此方法被廣泛用于各種紡織品的生產(chǎn)測試中。
2、此方法也可用于彈性機織物和工業(yè)用布。
3、數(shù)值使用S.L單位作為標準。
二、原理
1、把試樣夾固定在可變形的薄膜上﹐然后通過液壓擠壓薄膜直至織物被脹破。脹破樣品所需的總壓力和擠壓薄膜所需壓力的差就是織物脹破強度。
三、意義和用途
1、按照測試方法D3786得到的測試結(jié)果和實際的性能沒有關(guān)聯(lián)。因為此標準已廣泛地用于貿(mào)易中﹐所以本測試方法還是被作為紡織品貿(mào)易的脹破強力的標準 測試。當供應(yīng)采購雙方在使用測試方法D3786作為接受標準測試時﹐如有分歧﹐則需從被評估的原料中取一個試樣并隨機剪取樣品進行對比測試來發(fā)現(xiàn)雙方化驗 室間的統(tǒng)計偏差。
2、這個用于測定針織物﹐無紡布和機織布的薄膜脹破強力的方法具有廣泛的產(chǎn)品適用性。
注﹕為了防止已經(jīng)使用過的針織物或無紡布在測試過程中發(fā)生負荷的轉(zhuǎn)移或伸長﹐需按照方法中描述來夾持樣品。
四、設(shè)備和原料
1、液壓薄膜脹破測試儀--適用于①-④標準要求的測試機器。
夾具﹐使樣品在兩個環(huán)形的互相平行的平面間可以穩(wěn)定均一固定﹐較好是不銹鋼表面﹐在測試中不可以滑動。用足夠的力使其達到較小的滑動。
①、上下夾具的表面應(yīng)該是一個直徑為75mm(3in)的圓環(huán)形﹐同軸孔直徑為31±0.75mm﹐夾具的表面有一些同心槽﹐槽間距不小于0.8mm﹐ 深度不小于0.015mm。下夾具為金屬的﹐同心圓的間距不小于0.4mm。下夾頭的空腔內(nèi)可以提供給薄膜恒定均勻(95±5ml/min)的液壓。
注﹕考慮到夾具及表面可能磨損和變形﹐應(yīng)定期檢查﹐維修或必要時更換。夾具表面溝槽的具體形式?jīng)]有規(guī)定。
②、薄膜﹐直徑為48mm﹐厚度為1.80±0.05mm(0.070±0.002in)的合成橡膠薄膜﹐中間部分加固。把薄膜固定在下夾具和設(shè)備之間 ﹐使薄膜在被下面的壓力脹起之前﹐它的表面低于夾具的平面。將薄膜脹起的壓力設(shè)定為30±5Kpa(4.5±0.8psi)。壓力至少每月檢查一次。薄膜 需經(jīng)常檢查是否有變形﹐必要時更換。
③、壓力計﹐Bourdon型號的壓力計以磅為單位﹐較小刻度可以準確到較大量程的1%﹐所有壓力讀數(shù)值應(yīng)處于壓力計較大量程的25%~75%之間。
④、液壓系統(tǒng)﹐能對薄膜下方施加壓力且壓力流動速率95±5ml/min﹐液體由 設(shè)備壓力箱中的活塞推動。推薦的箱內(nèi)液體為96%化學(xué)純的甘油(USP)。液壓系統(tǒng)以及壓力計應(yīng)固定好﹐以防外界震動的影響。在破裂的瞬間需停止施加任何 的壓力﹐保持壓力箱中的物質(zhì)原狀﹐直到總的壓力和顯示在計量表上的薄膜變形需要的壓力已經(jīng)記錄下來。
注﹕乙二醇可替代甘油。
⑤、校正測試儀的鋁箔--幾片已知脹破強力的鋁箔﹐范圍在70到790Kpa(10~115psi), 用它們來檢查測試儀的性能。
五、樣品
1、批次取樣--作為接受測試的批次取樣﹐隨機抽取一定量的符合材料性能或供應(yīng)。
2、實驗室取樣--接受測試的實驗室取樣﹐是將批次取樣的每卷較外面去掉至少1米后﹐再取幅寬1米的布樣。從批次取樣選取出的圓筒形針織物或每卷中剪至少305mm寬的帶狀樣品。
3、測試樣品--每個試樣取10個樣品﹐每個樣品至少125mm2。
六、校正
1、測試儀常規(guī)的校準--測試五片標準的鋁箔來檢查測試儀﹐至少每月一次。五片標準的鋁箔的平均脹破強力不應(yīng)超過鋁箔包裝上的數(shù)值的±5%。
2、壓力計的校正--校正壓力計﹐和使用時的傾角一致﹐使用活塞式或水銀柱式壓力校正方法。校正時較好是讓壓力計置于正常使用時所在的位置。
3、如不能達成協(xié)議﹐按照Tappi方法T-403 OS-74中的說明來檢測測試儀。
注﹕6-讀數(shù)偏低的原因有計量器誤差(偏向或非線性)﹐計量器擴張過高﹐計量器指針的摩擦﹐液壓系統(tǒng)或計量器內(nèi)有空氣﹐零刻度處的薄膜下垂過低﹐充液速 率偏慢(手動式測試機)。讀數(shù)偏高的原因有計量器誤差(偏向或非線性)﹐計量器指針松動(偏過數(shù)值)﹐計量器指針由于阻擋針而彎曲﹐夾持力不足(滑動)﹐ 夾持力不勻(部份滑動)﹐薄膜硬或彈性不足﹐零刻度薄膜高過夾具平面﹐多層測試﹐充液速率偏快(手動式測試機)﹐和兩次破裂。如果計量器使用是意外超過量 程﹐在再次使用之前必須校正。
七、調(diào)濕
把樣品(或?qū)嶒炇胰?放入D1776要求的紡織品測試的標準環(huán)境中。
八、樣品的選擇和數(shù)量
1、一般每個試樣取10個樣品﹐每個樣品至少125mm2(5in2)或直徑為125mm(5in)的圓。樣品可以不用從試樣上剪下來。每塊樣品都應(yīng)含有不同經(jīng)向/長度方向和不同緯向/寬度方向。取樣至少離布邊的距離是幅寬的10%以上﹐圓筒形針織物除外。
九、測試步驟
1、把所有的試樣放在7.1要求的標準大氣條件下調(diào)濕平衡。
2、手動式測試機
①、將調(diào)濕后的樣品放入三角架下﹐將樣品沿著平面拉緊﹐將夾環(huán)盡可能向右﹐以使樣品夾持在正確的位置。
注7-彈力大的樣品﹐必須將布在平面上均一的展開﹐夾持之前去除一些彈力。
②、順時針方向以120轉(zhuǎn)/分的速度旋轉(zhuǎn)手輪﹐直至樣品破裂。
③、在樣品破裂的瞬間停止旋轉(zhuǎn)手輪﹐參考注解8。
④、樣品破裂之后迅速地放松樣品上面的夾環(huán)﹐將手桿逆時針旋轉(zhuǎn)到起點﹐使薄膜放松﹐記錄膨脹薄膜所需的壓力﹐記錄樣品破裂所需要的總壓力。注8-如果刻度盤上顯示出壓力停止上升了﹐但樣品還沒有破裂﹐推動操作桿去除壓力。記錄下樣品超過測試機的測量極限的伸長。
3、自動測試機
①、樣品放入三角架下﹐將樣品沿著平面拉緊﹐將夾環(huán)盡可能向右﹐從而將樣品夾持在適當?shù)奈恢?參考注解6).
②、將操作手柄移向左邊使薄膜膨脹。
③、當薄膜膨脹時﹐握住操作桿下邊或右邊的插銷。當樣品破裂的瞬間﹐盡力回轉(zhuǎn)插銷﹐使操作桿回到中間位置(參考注解8)。記錄下樣品破裂需要的總壓力。
④、樣品破裂之后迅速地放松樣品上面的夾環(huán)﹐將插銷擺動到其正常位置﹐將薄膜上的壓力去掉﹐將操作桿推向右邊﹐記錄下膨脹薄膜所需的壓力。
十、計算
1、計算每個試樣的脹破強度﹐即用脹破樣品的總壓力減去使薄膜變形所需的壓力。
2、報告每個樣品的脹破強度和批次取樣和實驗室取樣的平均脹破強度。
3、報告測試所用的儀器類型。
十一、報告
1、注明樣品是按照D3786液壓脹破強度測試儀的方法進行的。描述取樣的原料或產(chǎn)品以及取樣的方法。
2、報告每個樣品的脹破強度和它們的平均值﹐單位Kpa(或psi)。
3、報告使用的測試儀的型號。
Mullen織物脹破強度測試儀用于測定編織物、針織物和無紡布的脹破強度或接縫脹破強度，同時應(yīng)用于紙張、皮革頂破所需的爆破力，儀器為測定紡織品、針織品、紙等因受多方面外力而破損時的抵抗力(脹破強度)的試驗機。本文重點為你介紹關(guān)于Mullen織物脹破強度測試儀的實驗操作方法。
一、樣品的選取
隨機選取不同成分和組織結(jié)構(gòu)的樣品8份，測試每個樣品的脹破強力10次，以它們結(jié)果的平均值進行分析比較。
二、儀器
MULLENC型脹破強力儀，M229AUTOBURST型脹破強度儀。
三、試驗方案
選定不同的設(shè)備儀器和不同的試驗方法，試樣的脹破強力結(jié)果也不同。GB/T7742.1—2005中規(guī)定脹破時間可采用（20±5）s；試驗面積采用50cm2，也可使用100cm2、10cm2、7.3cm2等其他試驗面積[3]；FZ/T01030—1993中規(guī)定油壓速度為（85±10）mL/min
本文選定試驗面積、試驗條件和設(shè)備儀器這三個因素分別進行單因子試驗，以每個試樣結(jié)果的平均值進行分析比較。其中，試驗面積選為7.3cm2和50cm2；試驗條件選為定油壓速率95mL/min和定脹破時間20s；儀器設(shè)備選定為MULLENC型脹破強力儀和M229AUTOBURST型脹破強度儀。
