CSTM-化學(xué)纖維摩擦系數(shù)試驗(yàn)方法編制說(shuō)明

化學(xué)纖維摩擦系數(shù)試驗(yàn)方法團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)編制說(shuō)明一工作簡(jiǎn)況1任務(wù)來(lái)源本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)中國(guó)材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)（CSTM標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)）關(guān)于下達(dá)《化學(xué)纖維摩擦系數(shù)試驗(yàn)方法》（材試標(biāo)字〔2020〕203號(hào)文）編制，計(jì)劃編號(hào)為CSTMLX120000522-2020。在紡織領(lǐng)域，纖維的摩擦性能越來(lái)越受到關(guān)注，目前纖維摩擦系數(shù)測(cè)試方法不統(tǒng)一、參數(shù)不一致、數(shù)據(jù)差異大，沒(méi)有相關(guān)試驗(yàn)方法的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為了滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，制定規(guī)范的化學(xué)纖維摩擦系數(shù)試驗(yàn)方法是必要的。2主要工作過(guò)程2020年11月，標(biāo)準(zhǔn)正式立項(xiàng)。2020年11月～12月，了解各生產(chǎn)企業(yè)及檢測(cè)機(jī)構(gòu)現(xiàn)行的試驗(yàn)方法狀況，查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)資料和文獻(xiàn)，為標(biāo)準(zhǔn)修訂打下基礎(chǔ)。2021年1月～8月，進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)條件的探索，起草標(biāo)準(zhǔn)文本初稿。2021年9月，起草小組討論，并形成征求意見(jiàn)稿。2021年××月，根據(jù)專(zhuān)家反饋意見(jiàn)修改完成送審材料，并正式對(duì)外函審；2021年××月～××月，根據(jù)專(zhuān)家函審反饋的意見(jiàn)，修改完成報(bào)批稿并上報(bào)。3主要參加單位和工作組成員及其所做的工作本標(biāo)準(zhǔn)歸口單位：紡織材料及紡織品領(lǐng)域委員會(huì)。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位：中紡標(biāo)檢驗(yàn)認(rèn)證股份有限公司等。起草單位通過(guò)企業(yè)調(diào)研和查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)及文獻(xiàn)資料，經(jīng)過(guò)深入細(xì)致的對(duì)比研究和綜合考慮，確定了標(biāo)準(zhǔn)的制定內(nèi)容，并進(jìn)行了相關(guān)的試驗(yàn)，確定標(biāo)準(zhǔn)文本的初稿，在此基礎(chǔ)上多次進(jìn)行討論修改，形成標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿。二標(biāo)準(zhǔn)編制原則及依據(jù)1本標(biāo)準(zhǔn)在制定時(shí)主要遵循以下原則1.1遵循科學(xué)性、先進(jìn)性、統(tǒng)一性和合理性的原則，反映國(guó)內(nèi)外主流的檢測(cè)技術(shù)水平和發(fā)展趨勢(shì)。1.2標(biāo)準(zhǔn)的格式按照GB/T1.1《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫(xiě)規(guī)則》并參照化纖行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定的一般規(guī)范。2標(biāo)準(zhǔn)制定依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外纖維摩擦系數(shù)測(cè)試方法進(jìn)行廣泛、深入的研究，以及參考國(guó)內(nèi)常用測(cè)試方法和儀器使用說(shuō)明，確定了本標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容：絞盤(pán)法。2.1國(guó)內(nèi)相關(guān)測(cè)試方法2.1.1絞盤(pán)法絞盤(pán)法是將纖維兩端用相同重量m的張力夾夾住，懸掛于一可以轉(zhuǎn)動(dòng)的圓輥上，然后在張力夾下施力F。當(dāng)F值等于或略大于被測(cè)纖維包壓在纖維輥上的靜摩擦力時(shí)，該懸掛體失去平衡而滑移，得靜摩擦力。若此時(shí)使纖維輥產(chǎn)生逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，并調(diào)節(jié)F值重新達(dá)到懸掛體的平衡，則F力值為該轉(zhuǎn)速下的動(dòng)摩擦力。國(guó)內(nèi)最常見(jiàn)的儀器為Y151型纖維摩擦系數(shù)測(cè)定儀，其原理就是采用絞盤(pán)法。2.1.2抽拔法抽拔法是將單根纖維從纖維條中抽出，可直接測(cè)單纖維抽出力值。其中，不加壓可測(cè)單纖維的抱合力Fof；加壓可測(cè)單纖維的摩擦阻力FTf。這種形式的變體，可測(cè)單纖維在粘結(jié)劑中的粘結(jié)力。2.1.3刮動(dòng)法刮動(dòng)法是通過(guò)杠桿的平衡重錘調(diào)節(jié)刮桿（或刮刀、或纖維）的正壓力值，通過(guò)移動(dòng)下纖維架實(shí)施摩擦測(cè)量。刮桿握持處懸臂式力傳感器，可測(cè)纖維間相互摩擦作用力。是一個(gè)極精巧的纖維摩擦測(cè)試裝置。2.2國(guó)外相關(guān)測(cè)試方法2.2.1纖維—柱形系統(tǒng)法纖維—柱形系統(tǒng)法是使用經(jīng)典摩擦理論來(lái)確定摩擦系數(shù)。F為滑動(dòng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)力，L為纖維系統(tǒng)上的正壓力。2.2.2力粘滑或力三角形測(cè)試方法如下圖，有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)的長(zhǎng)絲加載后懸掛于A點(diǎn)，B是水平纖維支架，水平纖維一端固定，使得纖維在所能承受的壓力范圍內(nèi)充分伸直，其有效長(zhǎng)度為4cm。水平纖維在平臺(tái)C的作用下能沿垂直纖維上下移動(dòng)。纖維之間接觸區(qū)域的壓力可通過(guò)平臺(tái)C的移動(dòng)或負(fù)載M的大小而得到改變。R的實(shí)際大小可以通過(guò)（a）所示的力三角形計(jì)算出來(lái)，接觸點(diǎn)相對(duì)于A點(diǎn)的垂直距離為s。平臺(tái)C在平臺(tái)D的帶動(dòng)下也可以向右移動(dòng)，此時(shí)整個(gè)纖維系統(tǒng)因接觸點(diǎn)的摩擦?xí)S著平臺(tái)移動(dòng)，直到摩擦力與懸掛纖維回復(fù)力平衡，此處點(diǎn)滑移即將開(kāi)始。接觸點(diǎn)的水平移動(dòng)距離為，如（b）所示，依靠裝置所帶的可移動(dòng)顯微鏡捕捉到一系列值。這樣可以通過(guò)力三角形計(jì)算出纖維與纖維間的摩擦系數(shù)。2.2.3反射光法如下圖，裝置放置于25℃的帶玻璃窗口的金屬盒子里。纖維F包覆在柱形C上，其末端分別附在兩個(gè)彈簧片L、L1上。通過(guò)讀取纖維相對(duì)開(kāi)始滑動(dòng)區(qū)域的兩個(gè)偏移量的比例大小結(jié)合歐拉公式來(lái)確定摩擦系數(shù)。通過(guò)改變柱形的旋轉(zhuǎn)方向，可計(jì)算出纖維兩個(gè)方向的摩擦系數(shù)。2.2.4納米壓痕儀法納米劃痕技術(shù)能定量分析材料表面的刻劃變形、破裂機(jī)理和摩擦形態(tài)。NanoIndenter相對(duì)于常規(guī)劃痕試驗(yàn)設(shè)備具有以下優(yōu)點(diǎn)：加工表面的形貌在刻劃前、刻劃中和刻畫(huà)后可以被直接記錄，操作簡(jiǎn)單，可相對(duì)直觀地研究刻劃過(guò)程中試件的彈—塑性變形；能夠?qū)崿F(xiàn)控制精確的低載荷劃痕，載荷和位移的分辨率高，并且可以連續(xù)記錄加載、卸載過(guò)程中載荷與位移的變化；可完成多種力學(xué)性能的測(cè)試。三標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容3.1適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)適用于各類(lèi)化學(xué)短纖維、長(zhǎng)絲的靜、動(dòng)摩擦系數(shù)的測(cè)試，包括纖維與纖維間和纖維與金屬間的摩擦系數(shù)。從客戶(hù)需求來(lái)看，摩擦系數(shù)試驗(yàn)缺少相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，給檢測(cè)機(jī)構(gòu)和廠家造成諸多不便。從試驗(yàn)參數(shù)來(lái)看，參數(shù)設(shè)置未達(dá)成統(tǒng)一，測(cè)試結(jié)果沒(méi)有可比性，因此，標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有情況進(jìn)行制定，本試驗(yàn)方法幾乎滿(mǎn)足所有的化學(xué)纖維及長(zhǎng)絲。3.2規(guī)范性引用文件本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了化學(xué)纖維摩擦系數(shù)的試驗(yàn)方法，因此標(biāo)準(zhǔn)中包含試驗(yàn)操作步驟，同時(shí)根據(jù)需要引用了GB/T6529《紡織品調(diào)濕和試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)大氣》和GB/T8170《數(shù)字修約規(guī)則與極限數(shù)值的標(biāo)識(shí)和判定》。3.3原理根據(jù)國(guó)內(nèi)外相關(guān)摩擦系數(shù)試驗(yàn)方法和廠家常用摩擦系數(shù)測(cè)試儀使用說(shuō)明，以絞盤(pán)法原理制定了本標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)纖維摩擦系數(shù)試驗(yàn)方法。3.4儀器與工具本標(biāo)準(zhǔn)制定的化學(xué)纖維摩擦系數(shù)測(cè)試方法使用儀器，應(yīng)滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求，試驗(yàn)轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)。輔助工具為：鑷子、梳子、透明膠帶和張力夾。3.5試樣本標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)樣品可以是長(zhǎng)度大于30mm的化學(xué)短纖維，也可以是卷裝長(zhǎng)絲。3.6調(diào)濕與試驗(yàn)用大氣為了保證試樣的穩(wěn)定性，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了試樣在標(biāo)準(zhǔn)大氣中調(diào)濕24h后進(jìn)行試驗(yàn)。3.7程序本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了化學(xué)纖維摩擦系數(shù)的測(cè)試步驟，包括纖維樣品和長(zhǎng)絲樣品。張力夾的重量應(yīng)根據(jù)纖維的線(xiàn)密度進(jìn)行選取，選取的預(yù)張力的大小對(duì)纖維摩擦系數(shù)的測(cè)試結(jié)果有一定的影響。動(dòng)摩擦系數(shù)測(cè)試時(shí)，選取的測(cè)試速度對(duì)摩擦系數(shù)的測(cè)試結(jié)果有一定影響，因廠家的生產(chǎn)工藝不同，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)速度也不一樣，因此，本標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一了動(dòng)摩擦系數(shù)的測(cè)試速度，對(duì)于不同產(chǎn)品的動(dòng)摩擦系數(shù)在相同條件下可以進(jìn)行比較。為滿(mǎn)足各廠家的測(cè)試需求，本標(biāo)準(zhǔn)也規(guī)定了可以根據(jù)客戶(hù)要求選取其他測(cè)試速度?？紤]到單根纖維較細(xì)小，而一般纖維樣品較多，為了保證取樣的均勻性和樣品的代表性，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測(cè)試3個(gè)輥軸，每個(gè)輥軸10根纖維，可以有效地記錄測(cè)試結(jié)果。3.8試驗(yàn)結(jié)果根據(jù)絞盤(pán)法的試驗(yàn)原理和歐拉定律，本標(biāo)準(zhǔn)制定了摩擦系數(shù)的計(jì)算公式以及結(jié)果修約。本標(biāo)準(zhǔn)還給出了幾種常見(jiàn)的化學(xué)纖維的摩擦系數(shù)，可用作日常試驗(yàn)的參考數(shù)據(jù)。3.9試驗(yàn)報(bào)告本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定試驗(yàn)報(bào)告的格式和內(nèi)容，以及要求體現(xiàn)任何偏離本標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)節(jié)或影響試驗(yàn)結(jié)果的因素。四標(biāo)準(zhǔn)是否涉及專(zhuān)利？如果涉及專(zhuān)利，應(yīng)有明確的知識(shí)產(chǎn)權(quán)說(shuō)明本標(biāo)準(zhǔn)不涉及專(zhuān)利。五采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)情況，與國(guó)際、國(guó)外同類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)水平的對(duì)比情況，國(guó)內(nèi)外關(guān)鍵指標(biāo)對(duì)比分析或與測(cè)試的國(guó)外樣品、樣機(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)比情況無(wú)。六與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，特別是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性本標(biāo)準(zhǔn)的制訂遵循國(guó)家有關(guān)行業(yè)政策，符合國(guó)家法律法規(guī)，標(biāo)準(zhǔn)的編寫(xiě)符合GB/T1.1《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：