特纺材料撕裂性能分析

张荣

（航宇救生装备有限公司，湖北襄阳441003）

特纺材料撕裂性能分析

张荣

（航宇救生装备有限公司，湖北襄阳441003）

撕裂是伞衣织物和气密胶囊涂覆织物的主要破坏形式之一。从载荷的作用机理和破坏形式分析，撕裂强力是不同于断裂强力的一种材料性能，其表征参数与试验方法相关。通过使用单舌法和梯形法对常用6种伞绸和气密织物的撕裂强力进行测试，并对测试结果进行比较。结果发现，两种方法的测试结果具有一定的线性相关性。试验结果可为今后的设计选材提供参考，便于全面了解材料的性能。

降落伞；伞衣织物；撕裂性能

0 引言

撕裂性能是衡量降落伞伞衣和水上救生装备产品的一项重要技术指标。降落伞伞衣材料除要求较大的抗拉断裂强力外，还要求较大的抗撕裂强力，二者必须同时兼顾。因为伞衣织物多由锦丝绸制成，在速度较大时开伞，伞衣极易被灼伤形成破洞。在其后的伞衣胀满以及稳定下降阶段，气动力就会以上述破洞形成的缺口为起点，按照载荷的作用方向将伞衣撕裂。一旦伞衣出现大面积撕裂，则由此而引起的失速、伞衣难以充气胀满等现象可导致降落伞的失效。

水上救生装备产品的迅速发展是以聚氨酯涂覆织物的大量使用为前提的。救生衣的气密胶囊、救生船的浮筒及应急浮囊的囊体等均用聚氨酯涂覆织物为主体材料。如果聚氨酯涂覆织物的撕裂强力达不到设计要求，一旦存在影响性能的机械损伤或在加工过程中造成的针眼、划伤等薄弱点，则在囊体充气过程中易出现爆裂，造成严重不良后果。

由于撕裂是降落伞伞衣和气密胶囊主体的主要破坏形式之一，进行相关产品设计时不仅要考虑抗拉断裂强力，还必须同时兼顾材料的抗撕裂强力。一般情况下，断裂强力大的织物撕裂强力也大，但撕裂强力的载荷作用机理及其破坏形式不同于断裂强力，尽管二者具有一定的内在联系，但相互不能代替。

根据产品的具体使用部位及材料的破坏形式，国内外对于材料的撕裂强力的表征方法也不尽相同。文中选取降落伞和水上救生产品所用典型材料，通过单舌法、梯形法和落锤法三种试验方法进行撕裂试验，并对比实测数据，可更广泛、更详细地了解材料的抗撕裂性能，为产品设计选材提供理论参考，进而提高产品的使用性能。

1 试验材料

根据水上救生装备产品气密囊体和降落伞伞衣主体材料的使用情况，选取聚氨酯胶布、544P锦丝格子绸、602锦丝格子绸、512锦丝斜纹绸、49201锦丝格子绸、49102单向弹性绸作为典型件进行撕裂强力试验研究对象。

1.1 聚氨酯胶布

聚氨酯胶布可以看作是一种介于橡胶和塑料之间的材料，分子结构为线形结构，一经加热，很容易熔融成为黏性流体，可用热塑性塑料加工方法进行注模、压出、压延、挤出、吹塑等加工成型。制品不需硫化，在常温下即具有天然橡胶的性能，伸长率与天然橡胶相同，但抗张强度为天然橡胶的两倍以上，而且具有优良的气密性、耐低温、耐老化、耐磨等特点。聚氨酯胶布质量轻，断裂强度和剥离强度高，耐老化性能好，成型加工采用高频热合工艺，与传统的手工冷黏成型相比，工效高，生产条件好。

1.2 544P锦丝格子绸

544P锦丝格子绸经纬向采用33.3 dtex锦丝，以平纹格子组织织造而成，并根据需要进行涂层整理，涂层后可达到预期的透气量要求，适用于作翼伞的翼面和肋片以满足翼伞充气后保持翼形并产生升力的要求。

1.3 602锦丝格子绸

602锦丝格子绸经纬向采用33.3 dtex锦丝66，以平纹格子组织织造而成，并根据需要进行防灼整理，具有致密、光滑、手感柔软及抗撕性能较好等特点。适用于制作降落伞伞衣。

1.4 512锦丝斜纹绸

512锦丝斜纹绸经纬向采用50 dtex锦丝，以1/2斜纹组织织造而成，并根据需要进行防灼整理，具有手感柔软、表面光滑和抗撕性能较好等特点。512锦丝斜纹绸具有一定的透气量要求，适用于制作降落伞伞衣。

1.5 49201锦丝格子绸

49201锦丝格子绸经纬向采用33.3 dtex锦丝66，以平纹格子组织织造而成，并根据需要进行轧光和防灼整理，具有手感柔软、表面光滑、抗撕性能较好等特点。由于采用原料锦丝66的熔点比锦丝6高40，适用于制作降落伞伞衣。

1.6 49102单向弹性绸

49102单向弹性绸经丝采用33.3 dtex高强锦丝，纬丝采用44.4 dtex氨纶丝与22.2 dtex锦丝双向包覆，以平纹格子组织织造而成。由于纬向采用了氨纶包覆丝，织物具有较大的单向弹性，透气量随压差变化的趋势增大。适用于制作高速开伞的降落伞伞衣。

2 撕裂强力试验

2.1 撕裂机理和撕裂过程曲线

织物在使用过程中经常受到集中负荷作用，造成局部损坏而断裂。织物边缘在集中负荷作用下被撕开的现象称为撕裂。试验方法不同，其载荷的作用机理及其破坏形式也都不同。撕裂试验方法主要有舌形法（单缝法和双缝法）、梯形法和落锤法。目前飞行员救生装备和降落伞产品多用单缝舌形法（单舌法）和梯形法。

2.2 试验方法

2.2.1 单舌法

单舌法的试样为长方形，经向试验时试样的短边平行于经纱，纬向试验时试样的短边平行于纬纱。在试样的正中剪一条垂直于短边的剪口，然后将剪开的两个短边分别夹在试验机的上下夹钳内，按断裂强力试验方法进行试验。

2.2.2 梯形法

梯形法试样为长方形，经向试验时试样的短边平行于经纱，纬向试验时试样的短边平行于纬纱。长方形试样的两端分别划一条一定角度的斜线。试验时按两条斜线的位置分别夹在试验机的上下夹钳内。根据不同试验方法规定，试样长边正中可以开剪一条垂直的剪口，也可以不剪，按断裂强力试验方法进行试验。

3 结果和讨论

3.1 试验结果

聚氨酯胶布等6项材料的撕裂试验结果见表1。

表1 舌形法和梯形法试验结果N

3.2 试验结果分析

3.2.1 撕裂强力值的比较

由表1可知，聚氨酯胶布、544P锦丝格子绸、602锦丝格子绸、512锦丝斜纹绸、49201锦丝格子绸和49102单向弹性绸材料的单舌法和梯形法两种试验撕裂强力值有明显差异，梯形法测试结果大于单舌法测试结果。

3.2.2 相关性

试验中每种材料经纬向各选取5个试样分别进行单舌法和梯形法撕裂强力试验，表1所列数据是每组试样的平均值。经初步统计，单舌法和梯形法试验结果的相关性见表2。

4 结论

采用2种不同撕裂方法进行撕裂强力的测定，发现不同撕裂方法测得的撕裂强力的大小不同，其为梯形法测试结果大于单舌法测试结果。

通过对6种不同织物进行单舌法和梯形法撕裂强力的对比测试，并对2种测试方法的撕裂机理和测试结果进行研究，发现2种撕裂测试法虽然撕裂机理和撕裂状态不同，但其测试结果却有一定的线性相关性。

表2 舌形法与梯形法断裂强力的比值

《纺纱机械用胶圈》标准通过专家审查

2016年12月10日全国纺织机械与附件标准化技术委员会纺织器材分技术委员会(以下简称“纺织器材分会”)在江苏南通召开了《纺纱机械用胶圈》纺织行业标准(送审稿)专家审查会。会议邀请高等院校、科研院所、纺织企业及胶圈制造企业的专家对标准的范围、要求、试验方法等条款进行细致、严谨的审查，以保证标准的适用性和先进性。

纺织器材分会按照工业和信息化部和中国纺织工业联合会科技发展部要求，根据纺织器材行业发展的实际需要，组织成立了由陕西纺织器材研究所、无锡二橡胶股份有限公司、安徽八一纺织器材厂、如东纺织橡胶有限公司等单位组成的《纺纱机械用胶圈》纺织行业标准修订起草工作组。

Analysis on the tearing performance for special spinning material

ZHANG Rong

(Hangyu Lifesaving Equipment Co.,Ltd.,Hubei 441003,China)

Tearing is one of the main destroyed forms for canopy fabric and airtight capsules coated fab⁃ric.From the analysis on the loading mechanism and destroyed forms,the material performance for tear⁃ing strength is different from the material performance for breaking strength.And the characteristic pa⁃rameter is related to testing method.By the single tongue and trapezoidal method,the tearing strength of commonly 6 kinds of silk and airtight fabric is tested respectively and compared.The results show that the results of two testing methods have a certain linear.The results can provide reference for se⁃lecting design materials in future,so as to comprehensively understand the material performance.

parachute,canopy fabric,tearing performance

TS107

1001-7046（2016）06-0009-03

2016-09-12

张荣（1965-），男，高级工程师，主要从事航空纺织材料技术研制工作。