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增加zhen刺道数的主要目的是使材料达到较高的zhen刺密度,但是zhen刺道数的增加也会对材料的其它性能造成影响。下面介绍给定zhen刺密度时,不同的zhen刺道数对材料性能的影响。
材料面密度及密度都随zhen刺道数的加大而加大后趋于恒定(纤维网重量一定),zhen刺道数小于等于3时材料面密度的增长率不大,而当zhen刺道数超过3道以后材料面密度会有显著增长。材料面密度随zhen刺道数的加大而加大的原因在于,当给定的zhen刺密度上一道zhen刺来完成时,刺针的运动非常剧烈,但当同样的zhen刺密度出多道zhen刺来完成时,刺针的运动相对缓和,因此,zhen刺道数越多,zhen刺运动的强度越小,使纤维网变形的可能性小,致使材料面密度加大。另外,zhen刺道数越多,刺针可以较为均匀地分布在材料上,使得纤维在材料上的分布越均匀,材料的重量不匀率越小。
作为工程用过滤材料,要求在保证有一定的伸长条件下,机械强度尽可能高0。但是单纯增加zhen刺密度以提高材料的强度,一方面会使材料的紧密度大大增加,手感变硬,伸长率减小。另外zhen刺密度的提高对纤维的损伤程度也增加,这样通过提高zhen刺密度改善材料的机械性能也是有限的。为了解决这一矛盾,可以通过增加zhen刺道数来实现。zhen刺道数增加,每一道的zhen刺密度相对较低,材料单位面积内所受的zhen刺数减少,纤维在zhen刺过程中能产生足够的滑移,从而减少了刺钩对纤维的损伤;同时由于zhen刺道数的增加,纤维网中zhen刺密度的分配更为均匀,材料的结构得到改善,在提高材料强度的同时,又改善了材料的其它性能。
经过多道zhen刺比一次zhen刺而成的材料所承受的断裂载荷要大,而且随着zhen刺道数的增加有上升趋势;zhen刺道数增加,材料的压缩性能下降而回弹性能提高;zhen刺道数增加,zhen刺材料的初始模量提高,断裂伸长下降。但对拉伸断裂强度、断裂功的影响并不显著;zhen刺道数增加,材料的撕裂强度逐渐下降。
研究中发现,zhen刺非织造材料的撕裂是纤维束的断裂而不是单根纤维的断裂。zhen刺道数少,材料的紧密度较低,纤维之间的纠缠程度较小,易彼此发生滑移,在撕裂过程中各自承担一定的负荷。然而在zhen刺道数过大时,纤维之间的纠缠程度加剧,材料紧密度增加,撕裂过程中纤维之间不易滑移形成纤维束,断裂只发生在单纤维上,从而影响了材料的撕裂性能。缠程度加剧,材料紧密度增加,撕裂过程中纤维之间不易滑移形成纤维束,断裂只发生在单纤维上,从而影响了材料的撕裂性能。