柔性经编双轴向织物增强复合材料的抗伸伸性能

柔性经编双轴向织物增强复合材料的抗伸伸性能

由于涂层柔性材料在实际应用中经常受到损伤，因此有必要研究该材料的断裂性能，并开发出抗断裂性能的产品。1测试基准和样品1.1材料的撕裂拉伸实验撕裂性能是评定柔性复合材料性能好坏的一个至关重要的指标,但是目前我国对该类材料撕裂性能的测试还没有统一的标准,因而也很难确定评定该项指标值的优劣。为了与国际上的同类产品进行比较,本文采用了英国工业标准BS3424method7A进行复合材料的撕裂拉伸实验。根据上述英国标准,试样大小为200mm×60mm,舌宽20mm,试样尺寸如图1所示。经纬向各取5块。上夹头夹持舌头bc,下夹头(活动夹头)分别夹持住ab和cd。1.2试样的基本规格试验所采用的试样织物纱线原料均为100%高强低缩PES纤维(涤纶),复合层原料均为PVC(聚氯乙烯)膜。各种试样的基本规格见表1。试验时环境温度为(20±2)℃,相对湿度为(65±2)%。2测试结果及分析在测试方法得到满意的效果后,我们对试样进行了测试,每个试样测试3~5次,表1的测试结果为测得各组数据的平均值。对撕裂时织物发生抽丝、或纱线在裂口处发生集聚导致织物被拉断而不是被撕裂的实验数据,均视为无效数据。典型的与经编织物增强柔性复合材料的撕裂拉伸曲线如图2和图3。3柔性复合材料撕裂性能的研究根据表1中的撕裂试验数据以及在试验过程中观察到的撕裂现象,我们对柔性复合材料的撕裂性能进行了研究,同时将经编双轴向织物与平纹织物增强的两种复合材料进行了分析和比较。3.1由抗压延柔性材料制成的断裂过程和裂缝伸展曲线3.1.1纱线撕裂口及表面信息平纹基布压延产品在撕裂过程中,经(纬纱线是逐根被撕断的,撕裂比较容易持续下去,而且撕裂口比较整齐,如图4所示。平纹织物复合材料的抗撕裂性能比较差。3.1.2纬向撕裂性能经编双轴向基布压延产品在撕裂时容易发生纱线的集聚,从而形成难看的撕裂外观,如图5所示。另外,经向撕裂比纬向撕裂更容易发生纱线集聚。这是由于捆绑纱缠绕在衬经纱上并与衬经纱一起承受撕裂力(经向撕裂)和拉伸力(纬向撕裂),但对衬纬纱却没有很大的束缚力。因此,相似结构参数的压延产品,经编双轴向织物增强的比平纹织物增强的抗撕裂强度高,如表1和图3所示。3.2绑纱对于拉伸断裂强度的影响织物经纬纱线的强度越高,则材料经纬向的撕裂强度越高。此外,对于经编双轴向织物来说,在拉伸试验中,捆绑纱对于经编双轴向织物拉伸断裂强度的影响很小,经常可以忽略不计;但在撕裂试验中,捆绑纱的强度是决定织物撕裂强度的一个重要因素,因为不管是经向撕裂还是纬向撕裂,都是捆绑纱拉伸断裂的一个过程。3.3密度对撕裂强度的影响织物纱线密度对材料撕裂强度的影响如表1所示,当密度增加,由于受力纱线根数增加,可使撕裂强度提高。因此,当采用的纱线强度相同,织物的经纬纱密度越大的材料经纬向撕裂强力越高。3.4抗撕裂性能分析由于经编双轴向织物在撕裂时容易发生纱线的集聚,这种现象增加了产品的抗撕裂性能。而后整理工艺极大地降低了纱线之间的滑移,因此经过压延整理后的柔性复合材料的撕裂强度比增强材料(基布)的撕裂强度有不同程度的下降。观察表1中YK2、YK3两个试样,它们具有相同的增强基布,但PVC厚度不同,厚的抗撕裂性能差。而且后整理过程中如果增大复合层与基布之间的粘结力,粘结力越大,衬经衬纬纱越不容易滑移,撕裂强度越可能有所下降。3.5柔性材料的断裂强度与延长断裂强度之间的关系研究织物和复合材料的拉伸断裂强度和撕裂强度具有非常好的相关性和一致性。织物和复合材料的拉伸断裂强度高,其撕裂强度也高。4纱线密度和经纬纱密度对产品撕裂性能的影响结构参数相似时经编双轴向织物增强的压延产品比平纹织物增强的压延产品抗撕裂性能更好,