本文我們來詳細講解如何使用拉力試驗機測定紙和紙板的抗張強度。這是一個在造紙、包裝和質檢行業中常見且重要的測試。

一、基本概念

1.抗張強度：指單位寬度的紙或紙板在斷裂前所能承受的最大張力，通常以千牛/米 (kN/m) 表示。它反映了材料抵抗拉伸破壞的能力。

2.斷裂長：指紙張因自重而斷裂時所需的長度，是一個與抗張強度相關的派生指標，用于比較不同定量的紙張。

3.伸長率：指試樣在拉伸至斷裂時的長度增加量與原始長度的百分比，反映了材料的韌性。

4.抗張指數：將抗張強度除以紙張的定量（克重），以牛米/克 (N·m/g) 表示。這個指標消除了定量不同的影響，便于比較不同克重紙張的內在強度。

二、測試標準

在進行測試前，必須遵循相應的國家標準或國際標準，以確保結果的可比性和準確性。常用的標準有：

GB/T 12914（中國國家標準）

ISO 1924（國際標準）

TAPPI T494（美國標準）

這些標準在原理上基本相同，但在試樣尺寸、夾距、拉伸速度等細節上可能略有差異。

三、測試設備與材料

1.拉力試驗機：

載荷傳感器：量程應適合被測樣品（通常為0-500N）。

兩個夾具：用于夾持試樣，應能防止試樣滑動和夾持部位過早斷裂。

測距裝置：用于測量夾具間的初始距離（夾距）。

伸長測量裝置（可選但推薦）：用于精確測量伸長率，通常是光學或視頻引伸計。

控制和數據處理系統：用于設置參數、控制測試過程、記錄數據和生成報告。

2.試樣：

尺寸：通常為長≥250mm，寬15mm ± 0.1mm。具體尺寸請參照所執行的標準。

制備：使用標準切紙刀切取，確保邊緣平整、無毛刺。

數量：每個方向（縱向和橫向）至少應測試10個有效試樣。

溫濕度處理：測試前，試樣必須在標準溫濕度條件下（如23±1°C， 50±2% RH）處理至平衡，并在該條件下進行測試。

三、注意事項與常見問題

1.夾持問題：夾具壓力不足會導致試樣滑動；壓力過大會導致夾口處應力集中而過早斷裂。選擇合適的夾面（如橡膠面）至關重要。

2.對齊問題：試樣必須與拉力方向平行，否則會產生剪切力，導致結果偏低。

3.邊緣效應：切取的試樣邊緣必須光滑，任何微小的缺口都會成為應力集中點，顯著降低測試結果。

4.溫濕度控制：紙是親水性材料，溫濕度對結果影響巨大。必須嚴格遵守標準溫濕度的要求。

5.儀器校準：定期對拉力試驗機的力值、速度和夾距進行校準，以確保數據的準確性。