间隔织物顶破性能研究

朱芳琴，陈慰来

（浙江理工大学材料与纺织学院先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室，浙江杭州　310018）

一定大小的圆形试样，在规定的环境下实验，并经过标准条件调湿后，对其施加一个逐渐增强的垂直集中负荷作用，研究试样发生严重内陷直至破裂时的最大作用力。它的测试方法主要有气压式和弹子式[1-3]。国内采用比较多的是弹子式。试样受垂直作用力顶压时，由于力的作用是相互的，故试样是受多方向拉伸的作用。试样受无数单向拉伸，试样的断裂处基本都是强度值比较低[4]。低强度值导致该方向的低变形量，因此，整体结构失稳造成了试样被顶破，在顶破强度低的地方，变形量低的[5]，故产生囊口而破裂。

1　顶破性能测试

（1）试验仪器：HDO26N织物顶破强力仪。

（2）实验条件:孔洞直径为3cm，顶破强力的速度是100 mm/m in。

（3）实验样品：选取8种间隔织物。试样的规格是d=10 cm。

孔洞直径是3 cm，具体参照表1。

表1　织物的基本参数

每种试样取三组，取平均值分析，顶破实验结果如表2所示。

表2　织物的顶破参数

1.1　顶破裂口分析

试样被顶破后，裂口基本呈直线状，这是因为纬编织物是由线圈串套形成的织物，从横向上看，它是由一根纱线有规律地弯曲，与下一路纱线互相串套成圈，当某个线圈的纱线被顶破断开后，与之毗邻的其他线圈随之脱散，该处的强度值急速下降，继而产生连环效应[6]。由于连接纱一般以集圈的形式嵌织在织物中，因此，当表层线被顶破断裂时，搭附在该线圈上的间隔纱也会随之脱散或断裂，且间隔纱的断裂形状在直观上不会有明显形状，下层织物的断裂原理类似，故顶破后织物的裂口近乎呈直线状[7]。如图1所示。

图1　纬编试样顶破裂口图

1.2　顶破强力的比较和分析

取间隔纱细度为70dtex的试样来分析织物的总密度、厚度与顶破强力的关系，如图2所示。

图2　间隔纱为70D时织物厚度与织物顶破强力图

取间隔纱细度为100dtex的试样来分析织物的总密度、厚度与顶破强力的关系，如图3所示。

图3　间隔纱为100D时织物厚度与织物顶破强力图

由图2、3分析，在间隔纱细度、厚度近乎等同的情况下，我们探究纬编间隔织物的顶破强力与总密度大小的关系，可以发现，随着织物总密度的提高，其需要的顶破强力也越大，二者呈正相关的关系[8]。这是由于织物总密度代表的是25cm2内所具有的线圈数量，总密度值越大，说明线圈数越多。在织物受到恒定面积上的集中负荷时，织物受负荷时会迅速将力转移扩散由其他线圈一起承担，由于单个线圈的承受力恒等，因此，线圈数多的织物顶破时需要的强力更大，即总密度相对大的织物，需要的顶破强力也越大。

在间隔纱细度、总密度近乎等同的情况下，我们探究间隔织物的厚度与顶破强力的关系，可以发现，织物越厚，需要的顶破强力也相应提高。即顶破强力与厚度呈正相关的关系。这是由于织物的厚度即是织物上下两个表面层之间的距离，距离越大，顶破行程就越大，集中负荷是一个持续增强的力的作用，因此，厚度相对大的织物，需要的顶破强力也较大[9]。

综合以上两个分析图进行比较，可以发现：在织物厚度、总密度相差无几的情况下，间隔纱的细度越大，所需的顶破强力稍微大一些。除去实验因素，实际生产中，间隔织物的顶破强力还可能与上下表面层组织结构，表纱原料，后整理工艺等有关。

2　结论

结果表明，在间隔纱细度、厚度近乎等同的情况下，随着织物总密度的提高，其需要的顶破强力也越大，二者呈正相关的关系。在间隔纱细度、总密度近乎等同的情况下，我们探究间隔织物的厚度与顶破强力的关系，可以发现：织物越厚，需要的顶破强力也相应提高。在织物厚度、总密度相差无几的情况下，间隔纱的细度越大，所需的顶破强力稍微大一些。除去实验因素，实际生产中，间隔织物的顶破强力还可能与上下表面层组织结构，表纱原料，后整理工艺等有关。

[1]李晓英,蒋高明,马丕波,聂小林. 三维横编间隔织物的编织工艺及其性能[J]. 纺织学报,2016,07:66-70.

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[3]张明俊. 三维机织间隔复合材料的开发和性能结构的研究[D].江南大学,2006.

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[6]Liu Yanping,Hu Hong. Com pressive mechanics of warp-knitted spacer fabrics. Part II: a dynam ic model[J].Textile Research Journal,2015:8519.

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