國(guó)產(chǎn)電子束纖維強(qiáng)力機(jī)在苧麻纖維質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用與試驗(yàn)分析

蔣敏等

摘要：

本文采用國(guó)產(chǎn)YM065SXW電子束纖維強(qiáng)力機(jī)（等速伸長(zhǎng)型CRE）與國(guó)產(chǎn)Y162A束纖維強(qiáng)力機(jī)（等速牽引型CRT）進(jìn)行苧麻精干麻束纖維斷裂強(qiáng)度測(cè)試的對(duì)比試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。分析結(jié)果表明，在標(biāo)準(zhǔn)大氣試驗(yàn)環(huán)境條件下，YM065SXW電子束纖維強(qiáng)力機(jī)測(cè)試的平均強(qiáng)力值比Y162A束纖維強(qiáng)力機(jī)大0.23 cN/dtex，對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果有顯著性差異。

關(guān)鍵詞：纖維強(qiáng)力機(jī)；苧麻精干麻；束纖維斷裂強(qiáng)度；對(duì)比試驗(yàn)；顯著性檢驗(yàn)

1 引言

纖維的斷裂強(qiáng)度是指纖維單位細(xì)度所承受的斷裂強(qiáng)力，是表示纖維強(qiáng)力和細(xì)度的綜合指標(biāo)。苧麻纖維的束纖維斷裂強(qiáng)度是指苧麻纖維抵抗拉伸破壞的強(qiáng)弱程度，是苧麻纖維重要品質(zhì)指標(biāo)之一，一般以厘牛/分特（cN/dtex）表示。苧麻原麻經(jīng)生物或化學(xué)工藝脫膠后的麻纖維稱(chēng)為苧麻精干麻。GB/T 20793—2006《苧麻精干麻》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)指標(biāo)包括束纖維斷裂強(qiáng)度[1]、殘膠率、含油率、白度、pH值和回潮率6項(xiàng)，其中束纖維斷裂強(qiáng)度一級(jí)≥4.50cN/dtex，二級(jí)≥4.00cN/dtex，三級(jí)≥3.50cN/dtex，它與脫膠工藝中酸處理和氧化劑處理的工序、敲麻工序有著密切的關(guān)系，對(duì)紗布質(zhì)量有著重大的影響。目前我國(guó)檢測(cè)苧麻精干麻束纖維強(qiáng)度仍使用的是1986年制定的GB/T 5882—1982《苧麻束纖維斷裂強(qiáng)度試驗(yàn)方法》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[2]，此標(biāo)準(zhǔn)在我國(guó)苧麻紡織加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史過(guò)程中發(fā)揮了重要的作用。

近些年來(lái)，束纖維斷裂強(qiáng)力檢測(cè)儀器在不斷發(fā)展和進(jìn)步[3]，檢測(cè)原理由原等速牽引型CRT（constant rate of traverse）改進(jìn)為等速伸長(zhǎng)型CRE（constant rate of extension）。CRT強(qiáng)力儀由于其固有的拉伸非線(xiàn)性缺陷存在著不可克服的測(cè)量誤差，同時(shí)限于機(jī)械慣性因素，拉伸速度不能快，否則會(huì)造成嚴(yán)重失準(zhǔn)，如今已很少使用； CRE強(qiáng)力儀力值在檢測(cè)過(guò)程中基本不產(chǎn)生位移，可以認(rèn)為不存在機(jī)械性影響，并采用微機(jī)控制自動(dòng)操作，自動(dòng)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析，人為產(chǎn)生誤差較低，機(jī)械性能良好、精度高、量程范圍大，是國(guó)際推薦的標(biāo)準(zhǔn)加載方式，已得到了廣泛推廣應(yīng)用。本文針對(duì)我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5882《苧麻束纖維斷裂強(qiáng)度試驗(yàn)方法》中存在著檢測(cè)效率低、準(zhǔn)確度不太高等問(wèn)題，通過(guò)采用國(guó)產(chǎn)YM065SXW電子束纖維強(qiáng)力機(jī)（等速伸長(zhǎng)型CRE）與國(guó)產(chǎn)Y162A束纖維強(qiáng)力機(jī)（等速牽引型CRT）進(jìn)行苧麻精干麻束纖維斷裂強(qiáng)度檢測(cè)的對(duì)比試驗(yàn)分析，以實(shí)現(xiàn)我國(guó)麻類(lèi)纖維檢驗(yàn)與國(guó)際接軌，為修訂GB/T 5882《苧麻束纖維斷裂強(qiáng)度試驗(yàn)方法》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)提供技術(shù)參考。

2 試驗(yàn)

2.1 原理

2.1.1 等速伸長(zhǎng)型（CRE型）強(qiáng)力機(jī)

在一定的參數(shù)條件下，拉伸束纖維試驗(yàn)試樣，直至斷裂，通過(guò)電子裝置指示出最大負(fù)荷值，換算成斷裂強(qiáng)度[4]。國(guó)產(chǎn)YM065SXW-1000電子束纖維強(qiáng)力機(jī)是用于測(cè)試棉麻絲毛化纖等纖維試樣的束纖維強(qiáng)力及伸長(zhǎng)率，采用等速伸長(zhǎng)（CRE）檢測(cè)機(jī)理，多CPU控制，自動(dòng)完成動(dòng)作控制，同步完成數(shù)據(jù)處理，大屏幕液晶直接顯示試驗(yàn)過(guò)程數(shù)據(jù)，打印輸出，設(shè)置程序由界面指引，測(cè)試過(guò)程流暢。其強(qiáng)力測(cè)定范圍0～1000N，試驗(yàn)速度1mm/min～1500 mm/min，上、下夾持器距離0～500mm氣動(dòng)夾持，適用于GB/T 12411《黃、紅麻纖維試驗(yàn)方法》、GB/T 5882《苧麻束纖維斷裂強(qiáng)度試驗(yàn)方法》和ISO3060《紡織品 棉纖維 平列纖維束斷裂強(qiáng)度的測(cè)定》等標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.2 等速牽引型（CRT型）強(qiáng)力

在一定的參數(shù)條件下，拉伸束纖維試驗(yàn)試樣，直至斷裂，由擺桿和扇形刻度尺偏轉(zhuǎn)的角度指示其強(qiáng)力值，稱(chēng)重試樣，根據(jù)單位重量的纖維根數(shù)和修正系數(shù)計(jì)算平均束纖維斷裂強(qiáng)度[5]。國(guó)產(chǎn)Y162A束纖維強(qiáng)力機(jī)適用于測(cè)定棉、苧麻、化纖等纖維強(qiáng)力，采用等速牽引（CRT）檢測(cè)機(jī)理，其強(qiáng)力測(cè)定范圍0～3000cN，下夾持器下降動(dòng)程0～50mm，下夾持器下降速度4 mm/s～25 mm/s，上下夾持器距離調(diào)節(jié)范圍0～20mm。

2.2 環(huán)境條件

采用GB/T 6529—2008《紡織品 調(diào)濕和試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)大氣》[6]中的標(biāo)準(zhǔn)大氣條件，溫度為（20±2）℃，相對(duì)濕度（65±4）%。

2.3 儀器及參數(shù)

YM065SXW-1000電子束纖維強(qiáng)力機(jī)（紹興元茂機(jī)電設(shè)備有限公司）； Y162A束纖維強(qiáng)力機(jī)（常州二紡機(jī)）；扭力天平，感量0.01 mg（上海第二天平儀器廠(chǎng)）；纖維切斷器，40 mm（常州二紡機(jī)）。上下夾持器距離為10mm，下夾持器的空載下降速度為300 mm/min。

2.4 試樣及制備

2.4.1 試樣

從湖南省纖維檢驗(yàn)局2013—2014年苧麻精干麻公證檢驗(yàn)樣品中抽取100個(gè)批次的試樣，每個(gè)試樣重約30g，編號(hào)為1#～100#。

2.4.2 制備

將1#～100#精干麻試樣分別平鋪于臺(tái)面上，自精干麻基、梢對(duì)折處剪斷，再向基部剪取10cm，混合均勻經(jīng)梳理后，隨機(jī)抽取其內(nèi)的纖維，每個(gè)試樣質(zhì)量約4g，分成兩份小樣，每份約2g。

2.5 方法與過(guò)程及計(jì)算

方法與過(guò)程及計(jì)算按GB/T 5882《苧麻束纖維斷裂強(qiáng)度試驗(yàn)方法》[2]標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

3 結(jié)果與討論

3.1 兩種強(qiáng)力機(jī)檢測(cè)苧麻精干麻束纖維斷裂強(qiáng)度結(jié)果

將兩份精干麻纖維小樣，分別采用YM065SXW-1000電子束纖維強(qiáng)力機(jī)與國(guó)產(chǎn)Y162A束纖維強(qiáng)力機(jī)進(jìn)行束纖維斷裂強(qiáng)度測(cè)試，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可看出，YM065SXW電子束纖維強(qiáng)力機(jī)檢測(cè)的苧麻束纖維斷裂強(qiáng)度平均值比Y162A束纖維強(qiáng)力機(jī)高0.23 cN/dtex，束纖維斷裂強(qiáng)度變異系數(shù)CV值比Y162A束纖維強(qiáng)力機(jī)小2.77%，故其強(qiáng)度值離散程度較小[7] 。

3.2 統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)結(jié)果

3.2.1 K-S檢驗(yàn)結(jié)果

采用柯?tīng)柲缌_夫-斯米爾諾夫非參數(shù)檢驗(yàn)（簡(jiǎn)稱(chēng)K-S檢驗(yàn)）[8，9]，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)。其檢驗(yàn)輸出結(jié)果見(jiàn)表2。

3.2.2 分析與討論

由表2可知，K-S檢驗(yàn)中，樣本數(shù)據(jù)呈近似正態(tài)分布，因此可進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。

3.3 t檢驗(yàn)結(jié)果

采用SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件[9-10]對(duì)其進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。在SPSS界面點(diǎn)擊：分析—比較均值—獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，得到組統(tǒng)計(jì)量和獨(dú)立樣本檢驗(yàn)輸出結(jié)果見(jiàn)表3和表4。

表3 組統(tǒng)計(jì)量

表4 獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)

從表3可以看出，YM065SXW電子束纖維強(qiáng)力機(jī)測(cè)試的均值為4.0049 cN/dtex，Y162A束纖維強(qiáng)力機(jī)測(cè)試均值為3.7767 cN/dtex，很明顯，YM065SXW電子束纖維強(qiáng)力機(jī)測(cè)試的強(qiáng)力值比Y162A束纖維強(qiáng)力機(jī)測(cè)試大，標(biāo)準(zhǔn)差及標(biāo)準(zhǔn)誤差YM065SXW電子束纖維強(qiáng)力機(jī)比Y162A束纖維強(qiáng)力機(jī)的都小，表明YM065SXW電子束纖維強(qiáng)力機(jī)測(cè)試的強(qiáng)力值數(shù)據(jù)越聚集且樣本抽樣誤差越小，也表明所抽取的樣本能夠較好地代表總體。

從表4中的levene檢驗(yàn)可以看出 sig=0.009<0.05，即方差相等的假設(shè)不成立；從表4中的均值方程的t檢驗(yàn)可以看出，方差不相等的情況，sig =0.000<0.05，應(yīng)該拒絕原假設(shè)，即兩種強(qiáng)力機(jī)檢測(cè)的平均束纖維斷裂強(qiáng)度有顯著性差異。

4 結(jié)論

（1）YM065SXW電子束纖維強(qiáng)力機(jī)測(cè)試的強(qiáng)力值比Y162A束纖維強(qiáng)力機(jī)測(cè)試的強(qiáng)力值大0.23 cN/dtex，標(biāo)準(zhǔn)差及標(biāo)準(zhǔn)誤差YM065SXW電子束纖維強(qiáng)力機(jī)比Y162A束纖維強(qiáng)力機(jī)小。

（2）采用YM065SXW電子束纖維強(qiáng)力機(jī)和Y162A束纖維強(qiáng)力機(jī)進(jìn)行苧麻精干麻束纖維斷裂強(qiáng)度試驗(yàn)，其對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果有顯著性差異。

5 建議

等速伸長(zhǎng)型強(qiáng)力機(jī)（CRE型）是國(guó)際推薦的標(biāo)準(zhǔn)加載方式，在我國(guó)毛紡、棉紡、化纖領(lǐng)域已得到了較為廣泛的應(yīng)用，建議盡快修訂GB/T 58821—1986《苧麻束纖維斷裂強(qiáng)度試驗(yàn)方法》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，以確保麻類(lèi)纖維公證檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和提高檢驗(yàn)工作效率，使麻類(lèi)纖維檢驗(yàn)方法盡快與國(guó)際接軌。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB/T 20793—2006 苧麻精干麻 [S].

[2] GB/T 5882—1986 苧麻束纖維斷裂強(qiáng)度試驗(yàn)方法[S].

[3] 余東蔚.淺析CRE型與CRT型強(qiáng)力機(jī)強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率測(cè)定結(jié)果差異[J].中國(guó)纖檢，1995，（5）：15-16.

[4] GB/T 4710—1984 羊毛束纖維斷裂強(qiáng)度試驗(yàn)方法[S].

[5] GB/T 6101—1985 棉纖維斷裂強(qiáng)度試驗(yàn)方法-束纖維法[S].

[6] GB/T 6529—2008 紡織品 調(diào)濕和試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)大氣[S].

[7] 周富臣.常用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法及應(yīng)用實(shí)例[M].北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2006.

[8] 邱軼兵.試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理[M].合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2008.

[9]張文彤.SPSS統(tǒng)計(jì)分析基礎(chǔ)教程[M].北京：高等教育出版社，2010.

[10]時(shí)立文.SPSS19.0統(tǒng)計(jì)分析從入門(mén)到精通[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003.

（作者單位：湖南省纖維檢驗(yàn)局/國(guó)家苧麻產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心）