CSTM-化学纤维摩擦系数试验方法编制说明

化学纤维摩擦系数试验方法团体标准编制说明一工作简况1任务来源本标准根据中国材料与试验团体标准委员会（CSTM标准委员会）关于下达《化学纤维摩擦系数试验方法》（材试标字〔2020〕203号文）编制，计划编号为CSTMLX120000522-2020。在纺织领域，纤维的摩擦性能越来越受到关注，目前纤维摩擦系数测试方法不统一、参数不一致、数据差异大，没有相关试验方法的国家标准或行业标准，为了满足市场需求，制定规范的化学纤维摩擦系数试验方法是必要的。2主要工作过程2020年11月，标准正式立项。2020年11月～12月，了解各生产企业及检测机构现行的试验方法状况，查阅国内外相关标准资料和文献，为标准修订打下基础。2021年1月～8月，进行相关试验条件的探索，起草标准文本初稿。2021年9月，起草小组讨论，并形成征求意见稿。2021年××月，根据专家反馈意见修改完成送审材料，并正式对外函审；2021年××月～××月，根据专家函审反馈的意见，修改完成报批稿并上报。3主要参加单位和工作组成员及其所做的工作本标准归口单位：纺织材料及纺织品领域委员会。本标准主要起草单位：中纺标检验认证股份有限公司等。起草单位通过企业调研和查阅国内外相关的标准及文献资料，经过深入细致的对比研究和综合考虑，确定了标准的制定内容，并进行了相关的试验，确定标准文本的初稿，在此基础上多次进行讨论修改，形成标准征求意见稿。二标准编制原则及依据1本标准在制定时主要遵循以下原则1.1遵循科学性、先进性、统一性和合理性的原则，反映国内外主流的检测技术水平和发展趋势。1.2标准的格式按照GB/T1.1《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》并参照化纤行业标准制定的一般规范。2标准制定依据本标准通过对国内外纤维摩擦系数测试方法进行广泛、深入的研究，以及参考国内常用测试方法和仪器使用说明，确定了本标准的主要内容：绞盘法。2.1国内相关测试方法2.1.1绞盘法绞盘法是将纤维两端用相同重量m的张力夹夹住，悬挂于一可以转动的圆辊上，然后在张力夹下施力F。当F值等于或略大于被测纤维包压在纤维辊上的静摩擦力时，该悬挂体失去平衡而滑移，得静摩擦力。若此时使纤维辊产生逆时针旋转，并调节F值重新达到悬挂体的平衡，则F力值为该转速下的动摩擦力。国内最常见的仪器为Y151型纤维摩擦系数测定仪，其原理就是采用绞盘法。2.1.2抽拔法抽拔法是将单根纤维从纤维条中抽出，可直接测单纤维抽出力值。其中，不加压可测单纤维的抱合力Fof；加压可测单纤维的摩擦阻力FTf。这种形式的变体，可测单纤维在粘结剂中的粘结力。2.1.3刮动法刮动法是通过杠杆的平衡重锤调节刮杆（或刮刀、或纤维）的正压力值，通过移动下纤维架实施摩擦测量。刮杆握持处悬臂式力传感器，可测纤维间相互摩擦作用力。是一个极精巧的纤维摩擦测试装置。2.2国外相关测试方法2.2.1纤维—柱形系统法纤维—柱形系统法是使用经典摩擦理论来确定摩擦系数。F为滑动时的偏转力，L为纤维系统上的正压力。2.2.2力粘滑或力三角形测试方法如下图，有效长度为L的长丝加载后悬挂于A点，B是水平纤维支架，水平纤维一端固定，使得纤维在所能承受的压力范围内充分伸直，其有效长度为4cm。水平纤维在平台C的作用下能沿垂直纤维上下移动。纤维之间接触区域的压力可通过平台C的移动或负载M的大小而得到改变。R的实际大小可以通过（a）所示的力三角形计算出来，接触点相对于A点的垂直距离为s。平台C在平台D的带动下也可以向右移动，此时整个纤维系统因接触点的摩擦会随着平台移动，直到摩擦力与悬挂纤维回复力平衡，此处点滑移即将开始。接触点的水平移动距离为，如（b）所示，依靠装置所带的可移动显微镜捕捉到一系列值。这样可以通过力三角形计算出纤维与纤维间的摩擦系数。2.2.3反射光法如下图，装置放置于25℃的带玻璃窗口的金属盒子里。纤维F包覆在柱形C上，其末端分别附在两个弹簧片L、L1上。通过读取纤维相对开始滑动区域的两个偏移量的比例大小结合欧拉公式来确定摩擦系数。通过改变柱形的旋转方向，可计算出纤维两个方向的摩擦系数。2.2.4纳米压痕仪法纳米划痕技术能定量分析材料表面的刻划变形、破裂机理和摩擦形态。NanoIndenter相对于常规划痕试验设备具有以下优点：加工表面的形貌在刻划前、刻划中和刻画后可以被直接记录，操作简单，可相对直观地研究刻划过程中试件的弹—塑性变形；能够实现控制精确的低载荷划痕，载荷和位移的分辨率高，并且可以连续记录加载、卸载过程中载荷与位移的变化；可完成多种力学性能的测试。三标准的主要内容3.1适用范围本标准适用于各类化学短纤维、长丝的静、动摩擦系数的测试，包括纤维与纤维间和纤维与金属间的摩擦系数。从客户需求来看，摩擦系数试验缺少相应的国家标准或行业标准，给检测机构和厂家造成诸多不便。从试验参数来看，参数设置未达成统一，测试结果没有可比性，因此，标准的适用范围应根据现有情况进行制定，本试验方法几乎满足所有的化学纤维及长丝。3.2规范性引用文件本标准规定了化学纤维摩擦系数的试验方法，因此标准中包含试验操作步骤，同时根据需要引用了GB/T6529《纺织品调湿和试验用标准大气》和GB/T8170《数字修约规则与极限数值的标识和判定》。3.3原理根据国内外相关摩擦系数试验方法和厂家常用摩擦系数测试仪使用说明，以绞盘法原理制定了本标准的化学纤维摩擦系数试验方法。3.4仪器与工具本标准制定的化学纤维摩擦系数测试方法使用仪器，应满足标准要求，试验转速连续可调。辅助工具为：镊子、梳子、透明胶带和张力夹。3.5试样本标准的试验样品可以是长度大于30mm的化学短纤维，也可以是卷装长丝。3.6调湿与试验用大气为了保证试样的稳定性，本标准规定了试样在标准大气中调湿24h后进行试验。3.7程序本标准规定了化学纤维摩擦系数的测试步骤，包括纤维样品和长丝样品。张力夹的重量应根据纤维的线密度进行选取，选取的预张力的大小对纤维摩擦系数的测试结果有一定的影响。动摩擦系数测试时，选取的测试速度对摩擦系数的测试结果有一定影响，因厂家的生产工艺不同，设备运转速度也不一样，因此，本标准统一了动摩擦系数的测试速度，对于不同产品的动摩擦系数在相同条件下可以进行比较。为满足各厂家的测试需求，本标准也规定了可以根据客户要求选取其他测试速度。考虑到单根纤维较细小，而一般纤维样品较多，为了保证取样的均匀性和样品的代表性，本标准规定了测试3个辊轴，每个辊轴10根纤维，可以有效地记录测试结果。3.8试验结果根据绞盘法的试验原理和欧拉定律，本标准制定了摩擦系数的计算公式以及结果修约。本标准还给出了几种常见的化学纤维的摩擦系数，可用作日常试验的参考数据。3.9试验报告本标准规定试验报告的格式和内容，以及要求体现任何偏离本标准的细节或影响试验结果的因素。四标准是否涉及专利？如果涉及专利，应有明确的知识产权说明本标准不涉及专利。五采用国际标准和国外先进标准情况，与国际、国外同类标准水平的对比情况，国内外关键指标对比分析或与测试的国外样品、样机的相关数据对比情况无。六与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准的协调性本标准的制订遵循国家有关行业政策，符合国家法律法规，标准的编写符合GB/T1.1《标准化工作导则第1部分：