Определение характеристик свойств искусственных кож при расслаивании

Цель работы. Изучение методов и приборов для определения прочности материала при раздирании.

Задания: 1.Подготовить пробы материалов к испытанию.

2. Изучить приборы и методики определения показателей свойств материалов при расслаивании и сдвиге.

3. Определить характеристики свойств материалов изделий легкой промышленности при расслаивании.

 

Основные сведения

 

Основные характеристики свойств материалов при расслаивании. Для характеристики прочностных свойств искусственных кож, дублированных материалов и картонов применяют следующие показатели:

прочность связи X (Н/см), которую определяют по формуле

Х = Р_р/ b, (8.1)

где Р_р - среднее усилие при расслаивании материала, рассчитанное как среднеарифметическое десяти значений сил, полученных при испытании одной пробы материала, даН; b - ширина пробы материала, см;

Методика эксперимента

 

Для определения прочности связи между полимерным покрытием и текстильной основой искусственных кож и слоями дублированных материалов испытания проводят по ГОСТ 17317-88 «Кожа искусственная. Метод определения прочности связи между слоями». Для этого от рулона вырезают по три пробы шириной 50 мм и длиной 150 мм. Направление, в котором проводится вырезание проб, должно быть указано в стандартах или технических условиях на искусственную кожу.

Каждую пробу по длине размечают на три участка (мм): первый 50, второй 80, третий 20.

На первом участке вручную отделяют покрытие от текстильной основы. Для облегчения расслаивания слоев допускается предварительно смачивать текстильную основу на первом участке растворителем, снижающим связь текстильной основы с покрытием. При этом второй участок не должен смачиваться. Пробы, которые смачивали растворителем, перед испытанием выдерживают на воздухе не менее 2 ч.

Испытание на расслаивание проводят на разрывной машине РМ-3 при скорости опускания нижнего зажима 100 мм/мин с записью диаграммы разрушения. Расстояние между зажимами 50 мм. Пробу закрепляют в разрывной машине: в верхний зажим - текстильную основу, в нижний - полимерное покрытие или слой с большим удлинением.

Пробу расслаивают до конца второго участка. На диаграмме разрушения, если разрывная машина снабжена пишущим устройством, через каждые 10 мм перемещения нижнего зажима по шкале усилий отмечают не менее 8 значений усилия расслаивания. Затем вычисляют среднеарифметическое значение показателя силы расслаивания, и по формуле (8.1) рассчитывают прочность связи X между слоями. Результаты измерений и расчетов заносят в табличную форму 8.1.

Форма 8.1

Вид (марка) материала	Номер образца	Ширина b пробы, мм	Направление выкраивания образца	Сила, даН	Прочность связиX при расслаивании, даН/см
Р*	Рср*
	…		Продольное
	…		Поперечное

Вывод: сделайте сравнительный анализ соответствияисследуемых искусственных кож требованиям стандартов.

Вопросы для самоподготовки

1. Какие характеристики определяют прочность связи между слоями искусственных кож?

2. Каковы размеры и форма проб для испытаний на расслаивание искусственных кож?

3. Почему показатель прочности связи между слоями искусственных кож является важным при оценке их качества?

Лабораторная работа 9

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ИСКУССТВЕННЫХ КОЖ И ПЛЕНОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ К МНОГОКРАТНОМУ ИЗГИБУ

 

Цель работы. Изучение методов и приборов для определения показателей устойчивости образцов искусственных кож и полимерных пленочных материалов к многократному изгибу.

Задания: 1. Изучить характеристики свойств материалов, методы и приборы для испытаний.

2. Провести испытания материалов и определить показатели устойчивости образцов к многократному изгибу.

3. Дать характеристику испытываемым материалам по степени устойчивости к многократному изгибу и рекомендации по их применению.

Основные сведения

 

Испытания на приборе МИРЦ (рис. 9.1, а). На приборе МИРЦ проводят многоцикловые испытания на изгиб искусственных кож и пленочных материалов по ГОСТ 8978-2003 «Кожа искусственная и пленочные материалы. Методы определения устойчивости к многократному изгибу». Стойкость к многократному изгибу определяют на образцах, вырезанных вдоль и поперек рулона, длиной 180±1 мм и шириной 140±1 мм. Для каждого направления вырезают не менее трех образцов, если это не оговорено нормативно-технической документацией на материал. Образцы сшивают по длине стачным швом, расстояние шва от края 5±1,5 мм, частота стежка не менее 3 на 1 см.

Прибор МИРЦ (рис. 9.1, а) снабжен зажимами, одни из которых закреплены на неподвижной траверсе 2, а другие - на траверсе 7, совершающей в процессе испытания возвратно-поступательные движения. Зажим состоит из оправки 3 диаметром 40±1 мм, на которую надевают один из концов образца 8 цилиндрической формы, и плоской скобы 6, зажимающей конец образца с помощью винта 7. При вращении головки винта 4 неподвижный зажим перемещается вверх или вниз. Каждая пара зажимов имеет шток 5, который устанавливают внутрь по оси образца для ее правильного складкообразования при сжатии. Расстояние между зажимами при заправке образцов 180 мм, длина рабочей части образца 120±1 мм. Частота перемещения подвижных зажимов 100±10 циклов в минуту.

 

Рис. 9.1. Схемы узлов крепления образцов для многократного изгиба искусственных кож и пленочных материалов: а — на приборе МИРЦ: 1,2- соответственно подвижная и неподвижная траверсы; 3 - оправка; 4, 7- винты; 5 - шток; 6 - плоская скоба; 8 - образец; б— на приборе МИДП: 1 - верхний зажим; 2 - губки зажима; 3 - нижний подвесной зажим; 4 - площадка; 5 - грузы

 

В процессе испытания прибор периодически останавливают и осматривают образцы при среднем положении в местах образования гребней и впадин складок.

Интервалы И (в килоциклах) между осмотрами при нормированном показателе N стойкости к многократному изгибу вычисляют по формуле: И=0,05N.

Образцы искусственной кожи, предназначенные для союзки обуви, перед испытанием предварительно растягивают на раме на 3 или 5% длины рабочей части с выдержкой в этом состоянии в течение 5 ч и последующим «отдыхом» не менее 2 ч.

Для режимов испытания с растяжением и без растяжения рассчитывают минимальный зазор а между зажимами, равный шести толщинам.

Для режима испытания с растяжением на 3% дополнительно рассчитывают значение растяжения образца, закрепленного в зажимах, а, мм, по формуле: а = 0,18h + 1.2, где h- толщина образца, мм;

При заправке в прибор данных образцов неподвижный зажим перемещают вверх на 3,5 или 6 мм, что соответствует предварительной деформации образцов.

Испытания рекомендуется заканчивать при появлении крупных трещин лицевой пленки или сквозных разрушений размером 1-1,5 мм, фиксируя число циклов изгиба, и рассчитывают среднеарифметическое всех измерений.

Вид пороков, до появления которых образец считают выдержавшим испытание, должен быть указан в нормативно-технической документации на соответствующие виды искусственных кож. Результаты испытаний заносят в табличную форму 9.1.

Испытание на приборе МИДП (рис. 9.1, б). Определение стойкости к многократному изгибу искусственных кож и пленочных материалов на приборе МИДП основано на изгибе образца вокруг зажима постоянного радиуса кривизны на заданный угол в каждую сторону от вертикального положения (двойной перегиб). На образец действует постоянная растягивающая нагрузка.

Испытание проводят на образцах, вырезанных вдоль и поперек рулона, шириной 10±0,5 мм и длиной 80±0,1 мм. Число образцов не менее шести в каждом направлении.

Узел испытания состоит из верхнего зажима 1 с губками 2 определенного радиуса (1±0,05) мм кривизны и нижнего подвесного зажима 3 с площадкой 4 для грузов 5. Масса подвесного зажима должна быть кратна 50, но не более 200 г с погрешностью ±1 %. Число изгибов (двойных перегибов) образца 100±5 циклов в минуту. Угол поворота подвижного зажима в одну сторону составляет 150°.

Методика проведения испытаний состоит в следующем. Длину образца размечают на три участка, мм: первый 20, второй (рабочий) 45, третий 15. Измеряют толщину образца в месте изгиба между первым и вторым участками.

Толщину образцов искусственной кожи измеряют по ГОСТ 17073.Толщину образцов пленочного материала измеряют толщиномером по ГОСТ 11358 и другими толщиномерами, удовлетворяющими следующим требованиям: удельное давление измерительной площадки толщиномера на образец должно быть 0,01-0,03 МПа (0,1-0,3 кгс/см²), погрешность при измерении толщины должна быть не более 0,01 мм.

Вычисляют величину растягивающей нагрузки Р, Н, на образец:

Р = 100∙F

где 100 - заданное напряжение образца при растяжении, Н/мм;

F - площадь поперечного сечения образца, мм².

Затем вычисляют массу дополнительного груза р₁, Н, по формуле:

р₁= р - р ₂

где р₂ — масса подвесного зажима, г; р = Р. Груз подбирают из комплекта грузов. Отклонение номинальной массы груза от вычисленной не должно быть более ±25 г.

Подвижные зажимы устанавливают в строго вертикальное положение. Первый участок образца закрепляют в подвижный зажим, третий участок - в подвесной зажим.

На площадку подвесного зажима устанавливают груз массой т₁, обеспечивающей испытание при заданном напряжении 0,98 МПа (100 гс/мм). Включают прибор и проводят испытание.

При испытании площадка подвесных зажимов не должна касаться приспособления для автоматического отключения прибора. Если материал вытягивается под действием нагрузки, то уменьшают длину образца так, чтобы размер рабочего участка образца в растянутом состоянии был не менее 45 мм.

Образцы осматривают при выключенном приборе при повороте подвижных зажимов на 150° в каждую сторону от вертикали. Образец осматривают через интервалы времени, соответствующие испытанию на приборе МИРЦ.

При осмотре по показаниям счетчика определяют устойчивость образца испытуемого материала к многократному изгибу по числу циклов испытания до появления разрушений: мелких или крупных трещин отделочной или лицевой пленки, потертости, осыпания, отдушистости, сквозного разрушения, а также пересечки текстильной основы.

Испытание рекомендуется заканчивать при появлении единичных крупных трещин лицевой пленки или сквозных разрушений размером 1,0-1,5 мм.

Вид разрушений, до появления которых образец считают выдержавшим испытание, должен быть указан в нормативном документе на искусственные кожи соответствующего вида.

При испытании пленочных материалов регистрируют число циклов до появления мелких трещин, крупных трещин и обрыва образца.

За окончательный результат испытания принимают среднеарифметическое значение результатов параллельных определений, подсчитанное с точностью до второго десятичного знака и округленное до первого десятичного знака при величине до 50 килоциклов, и подсчитанное с точностью до первого десятичного знака и округленное до целого значения - при величине более 50 килоциклов.

При испытании до нормы, установленной в нормативном документе, искусственную кожу считают выдержавшей испытание, если ни один образец не имеет разрушений, указанных в нормативном документе.

Результаты испытаний заносят в табличную форму 9.1.

Форма 9.1

Материал	Номер образца	Число изгибов п, килоциклы	Прочность, Н	U, килоциклы
До воздействия	После воздействия
	Продольное … Среднее Поперечное … Среднее

 

Выводы: сравните полученные результаты с нормативными требованиями и дайте оценку качества исследуемых материалов.

 

Вопросы для самоподготовки

1. Какие показатели характеризуют стойкость материалов к многократному изгибу?

2. Как проводят испытания на приборе МИРЦ и оценивают устойчивость искож и пленочных материалов к многократному изгибу?

3. Как проводят испытания на приборе МИДП и оценивают устойчивость искож и пленочных материалов к многократному изгибу?

4. Какие предъявляют требования к устойчивости искож и пленочных материалов к многократному изгибу в зависимости от их назначения?

Лабораторная работа 10