本文我們來詳細(xì)講解如何使用拉力試驗機(jī)測定紙和紙板的抗張強(qiáng)度。這是一個在造紙、包裝和質(zhì)檢行業(yè)中常見且重要的測試。

一、基本概念

1.抗張強(qiáng)度：指單位寬度的紙或紙板在斷裂前所能承受的最大張力，通常以千牛/米 (kN/m) 表示。它反映了材料抵抗拉伸破壞的能力。

2.斷裂長：指紙張因自重而斷裂時所需的長度，是一個與抗張強(qiáng)度相關(guān)的派生指標(biāo)，用于比較不同定量的紙張。

3.伸長率：指試樣在拉伸至斷裂時的長度增加量與原始長度的百分比，反映了材料的韌性。

4.抗張指數(shù)：將抗張強(qiáng)度除以紙張的定量（克重），以牛米/克 (N·m/g) 表示。這個指標(biāo)消除了定量不同的影響，便于比較不同克重紙張的內(nèi)在強(qiáng)度。

二、測試標(biāo)準(zhǔn)

在進(jìn)行測試前，必須遵循相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)或國際標(biāo)準(zhǔn)，以確保結(jié)果的可比性和準(zhǔn)確性。常用的標(biāo)準(zhǔn)有：

GB/T 12914（中國國家標(biāo)準(zhǔn)）

ISO 1924（國際標(biāo)準(zhǔn)）

TAPPI T494（美國標(biāo)準(zhǔn)）

這些標(biāo)準(zhǔn)在原理上基本相同，但在試樣尺寸、夾距、拉伸速度等細(xì)節(jié)上可能略有差異。

三、測試設(shè)備與材料

1.拉力試驗機(jī)：

載荷傳感器：量程應(yīng)適合被測樣品（通常為0-500N）。

兩個夾具：用于夾持試樣，應(yīng)能防止試樣滑動和夾持部位過早斷裂。

測距裝置：用于測量夾具間的初始距離（夾距）。

伸長測量裝置（可選但推薦）：用于精確測量伸長率，通常是光學(xué)或視頻引伸計。

控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：用于設(shè)置參數(shù)、控制測試過程、記錄數(shù)據(jù)和生成報告。

2.試樣：

尺寸：通常為長≥250mm，寬15mm ± 0.1mm。具體尺寸請參照所執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)。

制備：使用標(biāo)準(zhǔn)切紙刀切取，確保邊緣平整、無毛刺。

數(shù)量：每個方向（縱向和橫向）至少應(yīng)測試10個有效試樣。

溫濕度處理：測試前，試樣必須在標(biāo)準(zhǔn)溫濕度條件下（如23±1°C， 50±2% RH）處理至平衡，并在該條件下進(jìn)行測試。

三、注意事項與常見問題

1.夾持問題：夾具壓力不足會導(dǎo)致試樣滑動；壓力過大會導(dǎo)致夾口處應(yīng)力集中而過早斷裂。選擇合適的夾面（如橡膠面）至關(guān)重要。

2.對齊問題：試樣必須與拉力方向平行，否則會產(chǎn)生剪切力，導(dǎo)致結(jié)果偏低。

3.邊緣效應(yīng)：切取的試樣邊緣必須光滑，任何微小的缺口都會成為應(yīng)力集中點(diǎn)，顯著降低測試結(jié)果。

4.溫濕度控制：紙是親水性材料，溫濕度對結(jié)果影響巨大。必須嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)溫濕度的要求。

5.儀器校準(zhǔn)：定期對拉力試驗機(jī)的力值、速度和夾距進(jìn)行校準(zhǔn)，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。