摘 要:通过相关试验条件的改变,对比不同取样部位、不同试验人员以及不同试验仪器间试验结果的差异,分析探讨了苎麻精干麻束纤维断裂强度测试结果的影响因素,同时针对提高试验结果的准确性和稳定性提出相关建议。
关键词:苎麻精干麻;支数;断裂强力;束纤维断裂强度;影响因素
苎麻精干麻是苎麻原麻经过生物或化学工艺等脱胶工艺脱胶后的纤维,苎麻纤维是纺织行业中一种重要的原料,其单纤维长度及强度在天然纤维中均名列前茅,具有优异吸湿透气性、抗菌性以及防磨耐磨性等特性,被誉为“天然纤维之王”,可与其他纤维混纺或纯纺,深受消费者喜爱,被广泛应用于纺织、服装、医疗等领域。
苎麻精干麻的分等和分级主要依据GB/T20793—2015《苎麻精干麻》标准,其技术指标主要包括外观、支数、束纤维断裂强度、残胶率、含油率、白度、pH值等7项指标[1]。其中,苎麻精干麻的束纤维断裂强度是指一束苎麻纤维抵抗拉伸破坏的强弱程度,通常用断裂强力与支数之比表示,是影响苎麻可纺性能及使用耐用度的重要因素,对苎麻制品的品质至关重要,也是苎麻精干麻定级的重要指标。
苎麻精干麻束纤维断裂强度的试验方法标准为GB/T5882—1982《苎麻束纤维断裂强度试验方法》[2]。由于该方法标准中对于样品的取样及检测细节描述较为笼统,可能造成不同检测机构、不同试验人员对标准理解不一致,导致试验结果不稳定,这不利于后续生产及质量控制。因此,研究束纤维断裂强度的影响因素,探讨如何提高试验结果的准确性和稳定性,具有重要意义。
1 试验
影响苎麻精干麻束纤维断裂强度检测结果的因素较多。本文分析和探讨了取样部位、试验人员、试验仪器3个因素对苎麻精干麻检测结果的影响。
1.1 仪器设备
麻束纤维强力仪(型号为YM065SW-100)、束纤维强力试验机(型号为Y162A)、电子天平(型号为BT125D)、纤维切断器[型号为Y(B)171E]。
1.2 试样
随机选取20组四川省达州市大竹县同一产地同一收割批次的相同品种苎麻精干麻。
1.3 试验设计
(1)取样部位因素:分别从20组苎麻精干麻的基部(基底向上四分之一处,向下剪取10cm)、中部(基、梢对折处剪断,再向基部剪取10cm)和梢部(梢端向下四分之一处,向上剪取10cm)进行取样。其中,基部为麻茎的根部,中部为麻茎的中间部分,梢部为麻茎的顶部。
(2)试验人员因素:选取3名不同的试验人员(试验人员1号、试验人员2号、试验人员3号),分别由3名试验人员对同一试样从中部取样并进行整理、梳理、分束后,由同一试验人员在同一台束纤维强力试验机进行后续试验,记录试验结果。
(3)试验仪器因素:选取两种不同类型的强力试验仪器,由同一名试验人员从同一试样中部取样进行试验,记录比较不同设备的试验结果。
1.4 采用标准
GB/T20793—2015《苎麻精干麻》和GB/T5882—1986《苎麻束纤维断裂强度试验方法》。
2 结果与讨论
2.1 取样部位因素对试验结果的影响
同一试验人员从同一试样的基部、中部、梢部分别取样,20组试样的支数试验结果如图1所示,束纤维断裂强度试验结果如图2所示。
图1 不同取样部位支数试验结果
从图1可以看出,不同取样部位的支数结果具有明显特征,其中基部支数小于中部支数小于梢部支数,这可能是因为不同部位纤维的成熟度、细胞壁厚度等不同[3]。基部纤维由于生长时间较长,纤维细胞较大,细胞壁较厚,纤维较粗,因此纤维支数最小;中部纤维生长时间适中,纤维细胞及细胞壁厚度适中,纤维粗细适中;梢部纤维生长时间较短,纤维细胞较小,细胞壁较薄,纤维较细,纤维支数最大。
图2 不同取样部位束纤维断裂强度试验结果
从图2可以看出,不同取样部位的束纤维断裂强度结果存在差异,其中,基部的束纤维断裂强度相较低,中部最高,梢部次之。由于束纤维断裂强度是束纤维断裂强力与支数之比,与束纤维的纤维成熟度、粗细、束纤维中纤维根数、均匀性等因素均相关。通常,基部纤维支数较小,纤维较粗,相对的束纤维中纤维根数较少,且基部杂质较多,体现出较小的束纤维断裂强度;中部纤维粗细相对均匀,结节稀少,杂质相对较少,各部位受力均匀,因此体现出较大的断裂强度;梢部纤维支数大,纤维细,束纤维中纤维根数较多,但其纤维粗细较中部纤维不匀,纤维存在一定损伤,体现出较基部大而低于中部束纤维的断裂强度。
2.2 试验人员因素对试验结果的影响
3名试验人员对同一试样从中部取样并进行整理、梳理、分束后,由同一试验人员在同一台束纤维强力试验机进行后续试验,试验结果如图3所示。
图3 不同试验人员整理、梳理、分束的束纤维断裂强度试验结果
从图3可以看出,不同试验人员整理、梳理、分束对束纤维断裂强度的试验结果存在一定影响,试验结果存在差异,但没有明显的规律特征。这是因为苎麻束纤维断裂强度在整理、梳理、分束等过程中,均为人员手工操作,且过程复杂、持久,不同试验人员间经验、操作手法、操作力度、手部生理条件等因素均存在一定差异,因此导致最终结果的差异没有规律。但从3个试验结果的试验标准偏差可以看出,多数结果间一致性较好,具有较强的可比性,但也存在少部分试验结果差异较明显的情况。因此,各机构仍然要加强试验人员的培训和管理,统一操作手法,尽量降低由人员操作差异而导致试验结果出现偏差。
2.3 仪器设备因素对试验结果的影响
同一试验人员选择麻束纤维强力仪(型号为YM065SW-100)和束纤维强力试验机(型号为Y162A)分别对随机选取的20组试样进行试验,试验结果如图4所示。
图4 不同试验仪器的束纤维断裂强度结果
从图4中可以看出,使用两种不同类型的仪器对苎麻精干麻束纤维断裂强度试验后的结果存在一定差异,互有高低,相关性较大,结果差距较小。但由于束纤维强力试验机采用微机控制,能自动采集数据,速度稳定,对试验人员的依赖较小,在操作便利性、效率性上存在较大优势,建议优选束纤维强力试验机,以提高稳定性及效率性[4]。
3 结论
本文探讨了取样部位、试验人员、试验仪器对苎麻精干麻束纤维断裂强度试验结果的影响。为了提高苎麻精干麻束纤维断裂强度的准确性和稳定性,提出以下建议:
(1)不同取样部位的试验结果存在明显差异,建议统一从苎麻精干麻的中部(基、梢对折处剪断,再向基部剪取10cm)进行取样。
(2)建议对苎麻精干麻束纤维断裂强度的前处理过程进行细化,并加强试验人员的培训和管理,定期进行实验室间比对及人员比对,确保操作手法尽量统一。
(3)优选精度高、稳定性好、操作简便的等速伸长的束纤维强力试验机。
参考文献
[1]GB/T 20793—2015苎麻精干麻[S].
[2]GB/T 5882—1982苎麻束纤维断裂强度试验方法[S].
[3]朱爱国.苎麻主要品质性状的研究[D].北京:中国农业科学院,2001.
[4]张祚,胡小蓉,蒋敏,等.苎麻束纤维断裂强度CRE与CRT检测结果差异性和相关性分析[J].中国纤检,2018,(08):74-76.
文章摘自:宋晨,霍昱玲,王丹,等.苎麻精干麻束纤维断裂强度影响因素探讨[J].中国纤检,2025,(03):52-54.
