特紡材料撕裂性能分析

張榮

（航宇救生裝備有限公司，湖北襄陽441003）

特紡材料撕裂性能分析

張榮

（航宇救生裝備有限公司，湖北襄陽441003）

撕裂是傘衣織物和氣密膠囊涂覆織物的主要破壞形式之一。從載荷的作用機理和破壞形式分析，撕裂強力是不同于斷裂強力的一種材料性能，其表征參數與試驗方法相關。通過使用單舌法和梯形法對常用6種傘綢和氣密織物的撕裂強力進行測試，并對測試結果進行比較。結果發現，兩種方法的測試結果具有一定的線性相關性。試驗結果可為今后的設計選材提供參考，便于全面了解材料的性能。

降落傘；傘衣織物；撕裂性能

0 引言

撕裂性能是衡量降落傘傘衣和水上救生裝備產品的一項重要技術指標。降落傘傘衣材料除要求較大的抗拉斷裂強力外，還要求較大的抗撕裂強力，二者必須同時兼顧。因為傘衣織物多由錦絲綢制成，在速度較大時開傘，傘衣極易被灼傷形成破洞。在其后的傘衣脹滿以及穩定下降階段，氣動力就會以上述破洞形成的缺口為起點，按照載荷的作用方向將傘衣撕裂。一旦傘衣出現大面積撕裂，則由此而引起的失速、傘衣難以充氣脹滿等現象可導致降落傘的失效。

水上救生裝備產品的迅速發展是以聚氨酯涂覆織物的大量使用為前提的。救生衣的氣密膠囊、救生船的浮筒及應急浮囊的囊體等均用聚氨酯涂覆織物為主體材料。如果聚氨酯涂覆織物的撕裂強力達不到設計要求，一旦存在影響性能的機械損傷或在加工過程中造成的針眼、劃傷等薄弱點，則在囊體充氣過程中易出現爆裂，造成嚴重不良后果。

由于撕裂是降落傘傘衣和氣密膠囊主體的主要破壞形式之一，進行相關產品設計時不僅要考慮抗拉斷裂強力，還必須同時兼顧材料的抗撕裂強力。一般情況下，斷裂強力大的織物撕裂強力也大，但撕裂強力的載荷作用機理及其破壞形式不同于斷裂強力，盡管二者具有一定的內在聯系，但相互不能代替。

根據產品的具體使用部位及材料的破壞形式，國內外對于材料的撕裂強力的表征方法也不盡相同。文中選取降落傘和水上救生產品所用典型材料，通過單舌法、梯形法和落錘法三種試驗方法進行撕裂試驗，并對比實測數據，可更廣泛、更詳細地了解材料的抗撕裂性能，為產品設計選材提供理論參考，進而提高產品的使用性能。

1 試驗材料

根據水上救生裝備產品氣密囊體和降落傘傘衣主體材料的使用情況，選取聚氨酯膠布、544P錦絲格子綢、602錦絲格子綢、512錦絲斜紋綢、49201錦絲格子綢、49102單向彈性綢作為典型件進行撕裂強力試驗研究對象。

1.1 聚氨酯膠布

聚氨酯膠布可以看作是一種介于橡膠和塑料之間的材料，分子結構為線形結構，一經加熱，很容易熔融成為黏性流體，可用熱塑性塑料加工方法進行注模、壓出、壓延、擠出、吹塑等加工成型。制品不需硫化，在常溫下即具有天然橡膠的性能，伸長率與天然橡膠相同，但抗張強度為天然橡膠的兩倍以上，而且具有優良的氣密性、耐低溫、耐老化、耐磨等特點。聚氨酯膠布質量輕，斷裂強度和剝離強度高，耐老化性能好，成型加工采用高頻熱合工藝，與傳統的手工冷黏成型相比，工效高，生產條件好。

1.2 544P錦絲格子綢

544P錦絲格子綢經緯向采用33.3 dtex錦絲，以平紋格子組織織造而成，并根據需要進行涂層整理，涂層后可達到預期的透氣量要求，適用于作翼傘的翼面和肋片以滿足翼傘充氣后保持翼形并產生升力的要求。

1.3 602錦絲格子綢

602錦絲格子綢經緯向采用33.3 dtex錦絲66，以平紋格子組織織造而成，并根據需要進行防灼整理，具有致密、光滑、手感柔軟及抗撕性能較好等特點。適用于制作降落傘傘衣。

1.4 512錦絲斜紋綢

512錦絲斜紋綢經緯向采用50 dtex錦絲，以1/2斜紋組織織造而成，并根據需要進行防灼整理，具有手感柔軟、表面光滑和抗撕性能較好等特點。512錦絲斜紋綢具有一定的透氣量要求，適用于制作降落傘傘衣。

1.5 49201錦絲格子綢

49201錦絲格子綢經緯向采用33.3 dtex錦絲66，以平紋格子組織織造而成，并根據需要進行軋光和防灼整理，具有手感柔軟、表面光滑、抗撕性能較好等特點。由于采用原料錦絲66的熔點比錦絲6高40，適用于制作降落傘傘衣。

1.6 49102單向彈性綢

49102單向彈性綢經絲采用33.3 dtex高強錦絲，緯絲采用44.4 dtex氨綸絲與22.2 dtex錦絲雙向包覆，以平紋格子組織織造而成。由于緯向采用了氨綸包覆絲，織物具有較大的單向彈性，透氣量隨壓差變化的趨勢增大。適用于制作高速開傘的降落傘傘衣。

2 撕裂強力試驗

2.1 撕裂機理和撕裂過程曲線

織物在使用過程中經常受到集中負荷作用，造成局部損壞而斷裂。織物邊緣在集中負荷作用下被撕開的現象稱為撕裂。試驗方法不同，其載荷的作用機理及其破壞形式也都不同。撕裂試驗方法主要有舌形法（單縫法和雙縫法）、梯形法和落錘法。目前飛行員救生裝備和降落傘產品多用單縫舌形法（單舌法）和梯形法。

2.2 試驗方法

2.2.1 單舌法

單舌法的試樣為長方形，經向試驗時試樣的短邊平行于經紗，緯向試驗時試樣的短邊平行于緯紗。在試樣的正中剪一條垂直于短邊的剪口，然后將剪開的兩個短邊分別夾在試驗機的上下夾鉗內，按斷裂強力試驗方法進行試驗。

2.2.2 梯形法

梯形法試樣為長方形，經向試驗時試樣的短邊平行于經紗，緯向試驗時試樣的短邊平行于緯紗。長方形試樣的兩端分別劃一條一定角度的斜線。試驗時按兩條斜線的位置分別夾在試驗機的上下夾鉗內。根據不同試驗方法規定，試樣長邊正中可以開剪一條垂直的剪口，也可以不剪，按斷裂強力試驗方法進行試驗。

3 結果和討論

3.1 試驗結果

聚氨酯膠布等6項材料的撕裂試驗結果見表1。

表1 舌形法和梯形法試驗結果N

3.2 試驗結果分析

3.2.1 撕裂強力值的比較

由表1可知，聚氨酯膠布、544P錦絲格子綢、602錦絲格子綢、512錦絲斜紋綢、49201錦絲格子綢和49102單向彈性綢材料的單舌法和梯形法兩種試驗撕裂強力值有明顯差異，梯形法測試結果大于單舌法測試結果。

3.2.2 相關性

試驗中每種材料經緯向各選取5個試樣分別進行單舌法和梯形法撕裂強力試驗，表1所列數據是每組試樣的平均值。經初步統計，單舌法和梯形法試驗結果的相關性見表2。

4 結論

采用2種不同撕裂方法進行撕裂強力的測定，發現不同撕裂方法測得的撕裂強力的大小不同，其為梯形法測試結果大于單舌法測試結果。

通過對6種不同織物進行單舌法和梯形法撕裂強力的對比測試，并對2種測試方法的撕裂機理和測試結果進行研究，發現2種撕裂測試法雖然撕裂機理和撕裂狀態不同，但其測試結果卻有一定的線性相關性。

表2 舌形法與梯形法斷裂強力的比值

《紡紗機械用膠圈》標準通過專家審查

2016年12月10日全國紡織機械與附件標準化技術委員會紡織器材分技術委員會(以下簡稱“紡織器材分會”)在江蘇南通召開了《紡紗機械用膠圈》紡織行業標準(送審稿)專家審查會。會議邀請高等院校、科研院所、紡織企業及膠圈制造企業的專家對標準的范圍、要求、試驗方法等條款進行細致、嚴謹的審查，以保證標準的適用性和先進性。

紡織器材分會按照工業和信息化部和中國紡織工業聯合會科技發展部要求，根據紡織器材行業發展的實際需要，組織成立了由陜西紡織器材研究所、無錫二橡膠股份有限公司、安徽八一紡織器材廠、如東紡織橡膠有限公司等單位組成的《紡紗機械用膠圈》紡織行業標準修訂起草工作組。

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

張榮（1965-），男，高級工程師，主要從事航空紡織材料技術研制工作。