2.4.1. Nội dung nghiên cứu
Hiện nay nước ta chưa có tiêu chuẩn cụ thể nào quy định phương pháp thực nghiệm kéo giãn vải dệt kim có lõi đàn hồi Spandex. Vì vậy phương pháp, điều kiện cũng như quá trình xử lý kết quả thí nghiệm trong đề tài này được sử dụng trên cơ sở nghiên cứu, tham khảo và ứng dụng các tiêu chuẩn sau: tiêu chuẩn xác định độ giãn của vải dệt kim có độ giãn cao ASTM D2594, ASTM D1775, tiêu chuẩn xác định độ giãn của cổ tất, bàn tất TCVN 1598-90, TCVN 5099-90, các phương pháp thực nghiệm kéo giãn mẫu vải nửa chu trình, một chu trình.
Trên cơ sở tham khảo các phương pháp đã có trong nước và phương pháp thí nghiệm dành cho vải có độ co giãn thấp và cao của nước ngoài, kết hợp với điều kiện thí nghiệm hiện có thì phương pháp thực nghiệm cho vải có độ co giãn cao được thực hiện như sau: Mẫu vải lấy theo tiêu chuẩn ASTM D2594. Qúa trình kéo giãn mẫu có thể thực hiện theo hai phương pháp là trên máy kéo giãn hoặc bằng khung treo. Nếu thực hiện trên máy kéo giãn thì ta có thể thu được sự biến thiên độ giãn của mẫu vải dưới dạng các đường biểu đồ. Tuy nhiên do sự hạn chế của thiết bị nên ở đây là thực hiện kéo giãn bằng khung treo quả nặng. Mẫu vải được treo vào khung và cho trải qua các chu kỳ chịu tải sau đó để mẫu
một khoảng thời gian nhất định và tiến hành đo mẫu để xác định độ giãn của mẫu.
2.4.1.1. Chuẩn bị thiết bị thí nghiệm:
Thiết bị thí nghiệm được xác định theo tiêu chuẩn ASTM D2594, hình dạng thiết bị được mô phỏng như hình vẽ dưới gồm các bộ phận sau:
1. Giá treo khung là thanh thép cứng, có khoảng cách nhất định so với mặt phẳng thẳng đứng.
2. Khung treo mẫu: khung được làm thanh inox có trọng lượng không đáng kể có thể coi như bằng 0, đường kính khung có kích thước 3mm, chiều dài thanh inox là 12cm.
3. Qủa nặng: dùng để tạo các tải trọng khác nhau cho mẫu.
4. Thiết bị đo mẫu: là thước dây hay thước thẳng có độ chính xác tới mm. 5. Đồng hồ bấm giây: để kiểm tra các khoảng thời gian khác nhau trong
Tải trọng Tải trọng Giá treo Mẫu vải Móc treo Khung treo
Treo mẫu vải trên khung
Đồng hồ bấm giờ
Hình 2.3. Các thiết bị thí nghiệm khác 2.4.1.2. Chuẩn bị mẫu:
Mẫu được lấy theo tiêu chuẩn ASTM D2594. Cắt mẫu theo các hướng dọc và ngang với kích thước bán thành phẩm là 5cm x 35cm. Sau đó gập đôi mẫu theo chiều dài và tiến hành may mẫu, đường may cách mép 5cm. Thành phẩm mẫu sau khi may là 5 x 12,5cm.
2.4.1.4. Tiến hành thí nghiệm:
Bước 1: Treo mẫu vào khung treo sao cho đường may song song với khung treo, trong quá trình treo cần đóng bộ phận tháo lắp thật cẩn thận, tránh gây ảnh hưởng đến mẫu vải. Đầu còn lại của mẫu luồn vào khung treo dưới.
Bước 2. Đặt khung treo lên giá treo, bước này cần phải đặt thật cẩn thận sao cho hai khung treo song song với nhau và song song với mặt đất. Đặt móc treo vào khung treo dưới, sau đó đặt tải trọng vào khung thật cẩn thận, với mỗi mẫu thí nghiệm cần theo trình tự sau:
Bước 3. Cho mẫu lần lượt trải qua 5 chu kỳ, 4 chu kỳ đầu mỗi chu kỳ thực hiện trong 4-6s, ở đây ta chọn 5s; đến chu kỳ thứ 5 thực hiện trong khoảng 1h, Sau đó đo đo mẫu ở trạng thái kéo căng. Gọi kích thước mẫu ở trạng thái kéo căng sau 30s là L1.
2.4.1.5. Kết quả thí nghiệm:
Phương của vải thí nghiệm: (ngang hay dọc)
Bảng 2.1. Kết quả thí nghiệm (phương pháp 1)
Gi (kg) 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,4 Lần đo 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 L L1 L2 L3 L4 L5
Gi: Giá trị tải trọng đặt vào mẫu (kg). L0: Là chiều dài ban đầu của mẫu (mm). L: Chiều dài mẫu sau 30s có Gi (mm) L1: chiều dài mẫu sau khi bỏ tải được 2s L2: chiều dài mẫu sau khi bỏ tải được 30s L3: chiều dài mẫu sau khi bỏ tải được 60s L4: chiều dài mẫu sau khi bỏ tải được 120s L5: chiều dài mẫu sau khi bỏ tải được 1h 2.4.1.6. Xử lý kết quả đo:
a. Biến dạng toàn phần tuyệt đối: Ltp= L1-L0 (mm) (2.1) b. Biến dạng toàn phần tương đối
ε = ΔL L0
x100 (%) (2.2)
c. Độ giãn trung bình của mẫu ứng với mỗi giá trị tải trọng là:
εtb= ε1+ε2+ε3
3 (%) (2.3)
(N/m2
) (2.5)
Trong đó: ΔL: Độ tăng kích thước của mẫu (mm). L0: Chiều dài ban đầu của mẫu, L=125mm.
L: Chiều dài mẫu khi đặt tải trọng sau 30s (mm). ε: Độ giãn của mẫu (%).
f: Lực tác dụng của mẫu trên 1 đơn vị vòng mẫu (N/mm). F: Lực tác dụng của mẫu (N).
Pn: Lực nén lên một đơn vị diện tích mẫu khi bị kéo căng (N/mm2) g: Gia tốc trọng trường, lấy g= 9,8 m/s2
Gi: Tải trọng tác dụng vào mẫu (kg). W: Độ rộng của mẫu ban đầu, W= 50mm
2.4.2. Thực nghiệm kéo giãn mẫu theo từng cấp độ giãn khác nhau.
Với phương pháp này ta sẽ kéo mẫu theo các cấp độ giãn đã xác định trước. Ứng với mỗi độ giãn máy kéo giãn sẽ cho ta giá trị lực kéo tức thời tại thời điểm đó và sự biến thiên lực ở quá trình tiếp theo.
Phương pháp thí nghiệm này giống với phương pháp thí nghiệm trên về phương pháp lấy mẫu và điều kiện thí nghiệm.
2.4.2.1. Chuẩn bị thiết bị thí nghiệm:
Mẫu thí nghiệm được thực hiện trên máy kéo đứt RT-1250A. Máy có tính năng cho phép thử độ bền giãn, nén, xé, nén thủng…. xơ, sợi, vải và các sản phẩm khác.
Mô tơ của máy cho phép điều chỉnh tốc độ thay đổi theo biến tần.
Để thực hiện thí nghiệm kéo giãn băng vải ta cần làm bộ gá là thiết bị kẹp cho phép ta thực hiện kéo giãn mẫu vải trên máy. Thiết bị gá này gồm hai chiếc, một cái dùng để gá cố định phần dưới, một cái gá lên trên. Trên thiết bị có chốt cho phép ta có thể tháo ra dễ dàng để kẹp mẫu.
1
2 3
Trong đó
1 là bộ phận kẹp vào máy 2 là khung để treo mẫu vải
2.4.2.2. Chuẩn bị mẫu:
Mẫu được lấy theo tiêu chuẩn ASTM D2594. Cắt mẫu theo các hướng dọc và ngang với kích thước bán thành phẩm là 5cm x 35cm. Sau đó gập đôi mẫu theo chiều dài và tiến hành may mẫu, đường may cách mép 5cm. Thành phẩm mẫu sau khi may là 5 x 12,5cm.
2.4.2.3. Điều kiện thí nghiệm: Mẫu được thí nghiệm theo điều kiện chuẩn: Điều kiện tiêu chuẩn vùng nhiệt đới là:
Nhiệt độ phòng : 25±20 C Độ ẩm : 65±2 % 2.4.2.4. Tiến hành thí nghiệm:
Tháo chốt của máy kẹp thiết bị gá vào máy, sau đó tháo chốt của thiết bị gá kẹp mẫu vào thiết bị. Điều chỉnh máy bắt đầu thực hiện quá trình kéo giãn mẫu vải. Trong quá trình kéo giãn mẫu ta sẽ thu được các giá trị lực kéo tức thời ứng với từng độ giãn. Để thu được lực kéo ở các độ giãn khác nhau ta làm như sau: cho mẫu vải chạy tới độ giãn theo yêu xác định giá trị lực cho trước sau đó cho máy dừng ngay lại và ghi lại giá trị lực tức thời. Sau đó ta tiếp tục cho máy chạy tới độ giãn tiếp theo và ghi lực tương ứng. Ta cứ làm như vậy cho tới khi máy chạy tới độ giãn yêu cầu là 60% và ta cũng ghi lại giá trị lực tức thời. Ta giữ nguyên độ giãn mẫu là 60% trong 1,5h để xem xét quá trình biến đổi lực.
Sau 1,5h ta cho mẫu trở về trạng thái tự do và tiến hành đo ngay giá trị độ giãn tại thời điểm này.
2.4.2.5. Kết quả thí nghiệm:
Bảng 2.2. Kết quả thí nghiệm (phương pháp 2) Độ giãn (%) Ԑ Giá trị lực tức thời F1n Giá trị lực sau 15 phút F2n Biến thiên kích thước của chiều dài
mẫu ΔL 10% 20% ….. 60% 2.4.2.6. Xử lý kết quả đo
a. Biến dạng toàn phần tuyệt đối:
Ltp= L1-L0 (mm) (2.6) b. Biến dạng toàn phần tương đối
ε = ΔL L0
x100 (%) (2.7)
c.Lực kéo trung bình ứng với mỗi độ giãn là: Ftb= (F1+F2+F3)/3 (N) (2.8) d. Lực tác dụng lên một đơn vị vòng mẫu:
(N/m2) (3.0)
Trong đó: ΔL: Độ tăng kích thước của mẫu (mm). L0: Chiều dài ban đầu của mẫu, L=125mm. L: Chiều dài mẫu sau khi bỏ lực kéo 1s (mm). ε: Độ giãn của mẫu (%).
f: Lực tác dụng của mẫu trên 1 đơn vị vòng mẫu (N/mm). F: Lực tác dụng của mẫu (N).
Pn: Lực nén lên một đơn vị diện tích mẫu khi bị kéo căng (N/mm2) g: Gia tốc trọng trường, lấy g= 9,8 m/s2
Gi: Tải trọng tác dụng vào mẫu (kg). W: Độ rộng của mẫu ban đầu, W= 75mm