HVI測(cè)試棉纖維斷裂比強(qiáng)度的影響因素分析

張曉軍

【摘 要】論文主要針對(duì)HVI測(cè)試棉纖維斷裂比強(qiáng)度的影響因素進(jìn)行分析，從HVI測(cè)試棉纖維斷裂比強(qiáng)度的條件、測(cè)試中常見的問題、正交試驗(yàn)及其分析等方面進(jìn)行深入研究與探索，主要目的在于推動(dòng)其快速發(fā)展與進(jìn)步。

【Abstract】This paper focuses on the analysis of influencing factors of cotton fiber breaking strength under HVI test， in-depth studies and explores from the conditions of cotton fiber breaking strength of HVI test， the common problems in the test， orthogonal test and its analysis， the main purpose is to promote its rapid development and progress.

【關(guān)鍵詞】HVI；棉纖維；強(qiáng)度

【Keywords】HVI； cotton fiber； strength

【中圖分類號(hào)】S561 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）08-0136-02

1 HVI測(cè)試棉纖維斷裂比強(qiáng)度的條件

我國(guó)政府相關(guān)部門對(duì)于進(jìn)行棉纖維物理性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的措施規(guī)定中明確指出，在HVI測(cè)試棉纖維斷裂比強(qiáng)度過程中應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)以下三方面的要求進(jìn)行：首先，科研人員應(yīng)該對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)調(diào)整，使其與環(huán)境的二級(jí)大氣標(biāo)準(zhǔn)相一致，控制溫度在21℃左右，相對(duì)濕度在66%左右；其次，在試驗(yàn)檢測(cè)前應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)樣本調(diào)濕工作，在實(shí)驗(yàn)樣本的回潮率大于標(biāo)準(zhǔn)回潮率時(shí)，科研人員應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行預(yù)調(diào)濕工作，同時(shí)其調(diào)濕時(shí)間應(yīng)該在25h左右；最后，科研人員在對(duì)試驗(yàn)樣本進(jìn)行檢測(cè)的過程中，各實(shí)驗(yàn)樣本都應(yīng)該進(jìn)行三次左右的檢測(cè)，以保證實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性。

2 HVI測(cè)試棉纖維斷裂比強(qiáng)度的常見問題

首先，樣本的回潮率。樣本在大氣壓力、空氣相對(duì)濕度、樣本平衡前自身含水量等因素的作用下，其自身棉纖維的回潮率為6.5%～7.5%。在標(biāo)準(zhǔn)情況下，科研人員利用HVI方法反復(fù)對(duì)一種樣本進(jìn)行檢測(cè)，在其回潮率逐漸提升的情況下，棉纖維的強(qiáng)度逐漸提高。

其次，樣本的相應(yīng)濕度?？蒲腥藛T在使用相關(guān)設(shè)備對(duì)樣本進(jìn)行檢測(cè)后，實(shí)驗(yàn)設(shè)備對(duì)樣本中的纖維進(jìn)行抽取，在進(jìn)行相應(yīng)的處理后纖維進(jìn)入拉斷設(shè)備中進(jìn)行下一步檢測(cè)，其過程約為30s左右。在纖維進(jìn)入拉斷設(shè)備期間，檢測(cè)棉纖維會(huì)在相對(duì)濕度的影響下發(fā)生改變，從而導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)不同。

最后，實(shí)驗(yàn)檢測(cè)次數(shù)?？蒲腥藛T在棉纖維長(zhǎng)度強(qiáng)度檢測(cè)過程中，相同的檢測(cè)樣本在一定的時(shí)間間隔中（相對(duì)濕度保持不變），HVI設(shè)備上檢測(cè)的次數(shù)相一致，其試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果也存在著一定的不同。其中科研人員在對(duì)皮輥棉棉纖維斷裂比強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，這種問題最為明顯。

3 正交試驗(yàn)及其分析

3.1 HVI測(cè)試棉纖維斷裂比強(qiáng)度的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在這一過程中，要充分考慮棉花的特性以及加工過程的變化，尤其是皮輥棉，其加工方式與其他類棉花存在差異性，這就導(dǎo)致其均勻性發(fā)生變化，通常情況下，加工后的皮輥棉均勻度相對(duì)較差，所以說，上文所提到的回潮率、相對(duì)濕度和測(cè)試次數(shù)三種因素對(duì)于HVI測(cè)試鋸齒棉和皮輥棉斷裂比強(qiáng)度的影響程度是不同的[1]。為了使大家對(duì)這一情況能夠有更深入的了解，本文通過正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)來分別探討這三種因素對(duì)鋸齒棉和皮輥棉斷裂比強(qiáng)度的影響，分析影響權(quán)重。

3.2 試驗(yàn)樣品選擇

對(duì)于鋸齒棉和皮輥棉，在選取樣品時(shí)使用隨機(jī)抽取的模式，每份樣品隨機(jī)抽取的重量要保證在800g以上。接下來相關(guān)工作人員要將每份試樣進(jìn)行均勻混合，平均分成三等份，然后將這三等份樣品分別放置在設(shè)置好的濕度環(huán)境中，且濕度環(huán)境各不相同，進(jìn)行濕度的平衡調(diào)節(jié)，在滿足試驗(yàn)所要求的回潮率之后，停止調(diào)節(jié)。

3.3 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)回潮率、相對(duì)濕度、試驗(yàn)次數(shù)三個(gè)不同因素進(jìn)行針對(duì)性考慮，并綜合實(shí)際要求來選取三個(gè)因素的三個(gè)不同水平進(jìn)行試驗(yàn)。在整個(gè)試驗(yàn)過程中，不需要考慮交互作用的影響，經(jīng)過綜合考量，選取L9（34），下面進(jìn)行因素水平對(duì)照表和正交實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，如表1、2所示：

3.4 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

根據(jù)相關(guān)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，使用HVI分別對(duì)樣品進(jìn)行棉纖維斷裂比強(qiáng)度測(cè)試，然后根據(jù)測(cè)試結(jié)果展開分析，確定各因素的影響比重。在這一過程中，要對(duì)鋸齒棉和皮輥棉兩種不同樣品進(jìn)行三因素狀態(tài)下三水平所對(duì)應(yīng)的棉纖維斷裂比強(qiáng)度之和以及極差的計(jì)算，用K1/K2/K3分別代表強(qiáng)度比之和，用R代表極差，結(jié)果如表3所示：

根據(jù)以上數(shù)據(jù)我們就可以對(duì)各因素的影響程度進(jìn)行深入分析，并對(duì)不同類型的樣品進(jìn)行針對(duì)性說明，詳細(xì)論述回潮率、相對(duì)濕度、試驗(yàn)次數(shù)的影響。經(jīng)過總結(jié)，得出如下結(jié)論：

首先，科研人員在對(duì)皮輥棉纖維強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)期間，A的極差值相對(duì)較大，證明試驗(yàn)檢測(cè)次數(shù)對(duì)試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果具有較強(qiáng)的影響，之后是回潮率，最后是相對(duì)濕度。這主要是由于皮輥棉在制作期間籽棉沒有經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間融合，導(dǎo)致其自身具有極差的均勻性?？蒲腥藛T在對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)時(shí)穩(wěn)定性也相對(duì)較弱，所以試驗(yàn)檢測(cè)次數(shù)對(duì)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有較強(qiáng)的影響。

其次，科研人員在對(duì)鋸齒棉纖維強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)期間，C的極差值相對(duì)較大，說明自身的回潮率對(duì)試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果具有較大的影響，相對(duì)濕度與試驗(yàn)檢測(cè)次數(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響則相對(duì)較小，這主要是由于棉纖維具有較淺的聚合度，其分子鏈相對(duì)較長(zhǎng)。在回潮率提升后，分子鏈之中的氫鍵作用被降低，使各原纖結(jié)構(gòu)與各分子的移動(dòng)能力得以提升，使原纖結(jié)構(gòu)與分子自身的張力具有較強(qiáng)的均勻性，進(jìn)一步增加了受力分子鏈數(shù)目，使棉纖維的強(qiáng)度得以提升，所以在棉纖回潮率提升過程中其斷裂比強(qiáng)度也隨之上升。

最后，相對(duì)濕度對(duì)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果造成較為嚴(yán)重的影響是由于HVI設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行期間，所抽取的試驗(yàn)檢測(cè)棉纖維含量相對(duì)較少，幾毫克的棉纖維的吸收水分與釋放水分的能力相對(duì)較強(qiáng)。在試驗(yàn)檢測(cè)過程中，如果實(shí)驗(yàn)環(huán)境的相對(duì)濕度突然發(fā)生改變，則會(huì)導(dǎo)致棉纖維自身的含水量發(fā)生較大改變，進(jìn)而對(duì)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果造成一定的影響。

4 結(jié)語

科研人員在對(duì)鋸齒棉纖維斷裂強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)的過程中，棉纖維回潮率對(duì)試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果有著較大的影響，接著是相對(duì)濕度，最后為檢測(cè)次數(shù)。為了提升HVI試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)的科學(xué)性與合理性，科研人員應(yīng)利用科學(xué)的方法對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境中的相對(duì)濕度與溫度進(jìn)行管控，同時(shí)將監(jiān)測(cè)樣本的調(diào)濕平衡時(shí)間進(jìn)行科學(xué)的延長(zhǎng)（49h），使棉纖維具有較好的回潮率（7.4%～8.1%）。

在對(duì)皮輥棉纖維進(jìn)斷裂比強(qiáng)度檢測(cè)的過程中，試驗(yàn)檢測(cè)次數(shù)對(duì)檢測(cè)結(jié)果有著較大的影響，其次為回潮率，最后為相對(duì)濕度。因此科研人員在進(jìn)行皮輥棉實(shí)驗(yàn)過程中可以根據(jù)科學(xué)的方法提高試驗(yàn)檢測(cè)次數(shù)，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。另外，棉纖維自身的回潮率與強(qiáng)度相互聯(lián)系，所以紡織企業(yè)在工作期間，遇到棉纖維強(qiáng)度較弱發(fā)生斷路問題時(shí)，可以利用提升棉纖維的回潮率進(jìn)一步提升棉纖維自身的強(qiáng)度。

【參考文獻(xiàn)】

【1】鄭凱，將明亮，張玲妹，等.HVI測(cè)試棉纖維斷裂比強(qiáng)度的影響因素分析[J].棉紡織技術(shù)，2011（06）：4-6.endprint