非织造布摩擦系数检测仪

摘要: 本文针对摩擦系数以及塑料薄膜的摩擦系数检测进行了详细的介绍，更以兰光实验室的材料检测经验为基础，列出了一些进行摩擦系数检测时应多加注意的事项，以帮助读者进行正确的测试，提高测试效率。关键词：摩擦系数,摩擦力,添加剂,试验制备 摩擦系数是考察包装薄膜的一项重要指标。因为在包装过程中的摩擦力常常既是动力又是阻力，因而其大小应控制在适当的范围内。在研究摩擦系数时，应特别注意温度对摩擦系数的影响很大，因此不仅要检测包装材料在常温下的摩擦系数，还应考察其在实际使用环境温度下的摩擦系数。1 摩擦系数1.1 摩擦系数介绍 摩擦系数是各种材料的基本性质之一。当两个相互接触的物体之间有相对运动或相对运动趋势时，其接触表面上产生的阻碍相对运动的机械作用力就是摩擦力。某种材料的摩擦性能可以通过材料的动静摩擦系数来表征。静摩擦力是两接触表面在相对移动开始时的最大阻力，其与法向力之比就是静摩擦系数；动摩擦力是两接触表面以一定速度相对移动时的阻力，其与法向力之比就是动摩擦系数。摩擦系数是针对一组摩擦副来讲的，单纯说某种材料的摩擦系数是没有意义的，同时必须指明组成摩擦副的材料的种类，并说明测试条件（环境温湿度、载荷、速度等）以及滑动材料。 多数学者认为摩擦力的本质是由两物体接触面上的分子间内聚力引起的。然而事实上，对于两个相互接触的物体来讲，只有在表面间的微观凸起才相互接触，而大多数地方是不接触的，因此实际接触面积远小于表观接触面积（即我们所测定的试样面积）。摩擦阻力与实际接触面积成正比（不是与表观接触面积成正比），一般实际接触面积又与表面上的正压力成正比，因此摩擦力与正压力成正比。不同材料间接触面上分子间的内聚引力不同，这将影响到物体间的摩擦力，因此不同材料间的摩擦系数也就不同。1.2 塑料薄膜的摩擦系数 高分子聚合物在软包装行业中获得了广泛的应用，材料表面的摩擦系数是包装机器运行速度以及包装物易开启性的主要影响因素之一，在制作过程中加入添加剂（如爽滑剂和抗粘连剂）是一种调节塑料表面摩擦系数的常见方式。 爽滑剂按照功能分为内爽滑剂和外爽滑剂两类：内爽滑剂能促进聚合物大分子链或链段相对运动，从而改善物料流动性；外爽滑剂则是与聚合物基团相容性差的极性有机化学品，在聚合物链的布朗运动作用下，这些分子迁移到薄膜表面形成一层油性表面，从而起到改善薄膜表面性能的爽滑作用并降低材料表面的摩擦系数。 抗粘连剂一般是粒径2μm～4μm的固体粉末，加进薄膜表层可以形成许多凸起，使薄膜层与层之间的实际接触面积减少，从而降低粘结力，相互滑动就会比较容易，有利于摩擦系数的降低。 此外，由于静电吸附力不但会影响薄膜之间的摩擦系数，还会影响材料的多种物理性能，因此抗静电剂也是常用的添加剂的一种。 不过不同种类的添加剂与薄膜结构的兼容性不一样，迁移到材料的表面并对材料的表面起到一定的润滑作用的添加剂存在时间及保存环境的依赖性，而且添加剂对材料表面的作用均匀性也往往并不是完全一致的，所以材料表面的摩擦系数会表现出不一致的特点。在进行材料摩擦系数的比较试验时应注意试验要同时进行，除非是进行材料老化效果的研究。2 材料摩擦系数的正确检测以及注意事项2.1 摩擦系数的检测 摩擦系数的检测方法相对来讲比较统一：使用一个试验板（安置在水平操作台上的），将一个试样用两面胶或其他方式固定在试验板上，另一试样裁切合适后固定在专用滑块上，然后将滑块按照具体操作说明放置在试验板上第一个试样的中央，并使两试样的试验方向与滑动方向平行且测力系统恰好不受力。通常采用如下形式的检测结构。[align=center][img]http://www.labthink.net/upImages/2006122185748808.jpg[/img][/align][align=center]图1. 检测方法示意图[/align]注：A. 滑块；B. 试验板；C. 支持底座；E. 测力系统；F. 恒速驱动系统；I. 尼龙丝对于摩擦系数试验有以下几点需要说明：首先，对于薄膜摩擦系数的检测方法标准以ASTM D1894和ISO 8295（GB 10006等效采用ISO 8295）为主，其中，对试验板（又称试验台）的制作工艺要求很高，不但要保证台面的水平及光滑，并且要求用非磁性材料制作。标准不同，对于试验条件的要求也不相同。例如对于试验速度的选择，ASTM D1894中要求是150±30mm/min，但是ISO 8295（GB 10006等效采用ISO 8295）中要求是100mm/min，试验速度不同会明显影响试验结果。第二，加温试验可以实现，需要注意的是在进行加温试验时要保证滑块的温度是室温，仅对试验板进行升温，这点在ASTM D1894标准中有明确说明。第三，同样的测试结构也可以用来检测金属以及纸张等材料的摩擦系数，但是对于不同的试验对象，滑块的重量、行程、速度等参数都是不同的。第四，采用这种方法时需要注意由于运动物体的惯性给试验带来的影响。第五，通常，材料的摩擦系数是小于1的，但是有些文献中也提到了摩擦系数大于1的情况，例如橡皮与金属间的动摩擦系数就在1～4之间。2.2 摩擦系数试验的注意事项

非织造布 1.是一种不需要纺纱织布而形成的织物，只是将纺织短纤维或者长丝进行定向或随机排列，形成纤网结构，然后采用机械、热粘或化学等方法加固而成。它直接利用高聚物切片、短纤维或长丝通过各种纤网成形方法和固结技术形成的具有柔软、透气和平面结构的新型纤维制品。 　　我国国家标准GB/T 5709——1997《纺织品 非织造布 术语》对非织造布的定义是：定向或随机排列的纤维，通过摩擦、抱合、或粘合，或者这些方法的组合而相互结合制成的片状物、纤网或絮垫，不包括纸、机织物、针织物、簇绒织物以及湿法缩绒的毡制品。简单的讲就是： 它不是由一根一根的纱线交织、编结在一起的，而是将纤维直接通过物理的方法粘合在一起的，所以，当你拿到你衣服里的粘称时，就会发现，是抽不出一根根的线头的。非织造布突破了传统的纺织原理，并具有工艺流程短、生产速度快，产量高、成本低、用途广、原料来源多等特点。 　　它的主要用途大致可分为： 　　（1）医疗卫生用布：手术衣、防护服、消毒包布、口罩、尿片、 妇女卫生巾等； 　　（2）家庭装饰用布：贴墙布、台布、床单、床罩等； 　　（3）服装用布：衬里、粘合衬、絮片、定型棉、各种合成革底布等； 　　（4）工业用布：过滤材料、绝缘材料、水泥包装袋、土工布、包覆布等； 　　（5）农业用布：作物保护布、育秧布、灌溉布、保温幕帘等； 　　（6）其它：太空棉、保温隔音材料、吸油毡、烟过滤嘴、袋包茶叶袋等。 　　非织造布的特性定义及用途分类 　　耐久性，一次性。绝缘，导电。柔软性，刚挺性。细密性，膨胀性。 　　各向同性，各向异性。过滤性，透气不透水。弹性性，硬挺性。 　　轻，松，暖。薄如蝉翼，厚重如毡。防水透湿。 　　熨烫，缝合，模压成型。阻燃，抗静电。透水，防水，耐磨，起绒性。 　　耐褶皱，弹性佳，高吸湿，拒水性。 　　医疗卫生：手术衣，帽，罩，石膏药棉，妇女卫生巾，婴儿尿布，湿面巾，卫生内裤，防尘罩。 　　农业：丰收布，大棚布。 　　工业：软盘内衬，喇叭布，过滤材料，音箱隔音毡，密封环内衬，电缆布，玻璃钢增强巾，工业擦布，防震衬垫，绝缘材料，胶带基衬，管基衬，通风管道，沙皮布。 　　包装：复合水泥袋，箱包衬布，包装基衬，被絮，储放袋，移动式提花箱包布。 　　服装制鞋：服装衬，絮片，鞋头硬衬，鞋跟衬，内衣裤，人造鹿皮，合成革，保暖鞋衬，布鞋底衬。 　　汽车工业：废纺隔离热毡，防震毡，顶篷，坐垫内衬，地毯，车门内衬，汽车过滤芯，成型坐垫。 　　家用服饰：沙发内包布，地毯，贴墙布，擦镜布，茶叶袋，吸尘器滤袋，购物袋，印花床单，应酬罩，软垫，睡袋，干洗擦布，百洁布，窗帘，台布，灯罩。 　　土木工程，建筑：加固，加筋，过滤，油毛毡底布，排水板，屋面防水材料，铁路，公路，护堤，水坡，港口隔音，下水道，防热，分离，排水。 　　其他用途：运载火箭，导弹头部防热锥体，尾喷管喉衬，高级印钞纸，航天飞机耐热瓦，地图布，年历布，人造布，油画布。

一、陶瓷砖摩擦系数常识摩擦系数：使物体克服摩擦力作用产生滑动或有滑动趋势时作用于物体上的切向力和垂直方向上力的比值。静摩擦系数：使物体克服静摩擦力作用即将产生滑动或有滑动趋势时作用于物体上的切向力和垂直方向上力的比值。二、测试方法1. 摆锤法摩擦系数(Pendulum friction test)(1)测试原理：通过摆锤末端橡胶滑块划过样品表面摩擦阻力消耗的原理进行防滑性能测定 (2)测试标准：EN 14231:2003、EN 1339(Annex I)、Refer to BS 7932:2003(2013)、ASTM E303-93(2013)、BS 7976-2:2002、BS 7188(Clause 5)、AS45 6:2013(附录A)、BSEN 13036-4:2003、GB/T 24508-2009(6.5.16), CEN/TS 15676-2007、CEN/TS 16165-2012(附录C)。2. 推拉法摩擦系数(Horizontal DynamometerPull-Meter Method)(1)测试原理：通过逐渐施加水平的推拉力使得滑块移动所需的力与滑块的重量比计算出摩擦系数 (2)测试标准：ASTM C1028-07,GB/T 4100-2015(附录M),AS 4586:2013(附录B)。3. 斜坡法(油湿状态)(Oil-wet ramp test)(1)测试原理：通过测试人员穿特制鞋在涂布机油的实验样品上行走以测定动态临界角 (2)测试标准：DIN51130:2014-02, AS 4586:2013(附录D), CEN/TS 16165-2012(附录B), GB/T 26542011。4. 斜坡法(赤脚状态)(Barefoot ramp test)(1)测试原理：通过测试人员赤脚在潮湿的实验样品上行走以测定动态临界角l(2)测试标准：DIN51097:1992, AS 4586:2013(附录C), CEN/TS 16165-2012(附录A), BS 8445:2012, GB/T 26542011。5. 动摩擦系数(1)测试原理：μ=F/M，摩擦系数=拖动滑块匀速运动时的拉力/滑块的重量 (2)测试标准：EN13893, ASTM 2394。6. 抗滑阻(1)测试原理：以一定速度下压，使承载块以一定角度倾斜，终滑落失效，得出摩擦系数 (2)测试标准：ASTM 2047。