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化学长丝导电性能测试方法

嘉峪检测网 2017-05-26 14:15

导读:导电性能是导电长丝的一个重要特性指标,用于表征导电长丝的电学性能。

导电性能是导电长丝的一个重要特性指标,用于表征导电长丝的电学性能。FZ/T 54042—2011《导电涤纶牵伸丝》中附录A规定了导电涤纶牵伸丝试验方法,但该方法只适用涤纶,且仅测试试样单位电阻,没有体积比电阻。

为了满足导电长丝行业的测试需求,需要制定适用范围更广、代表性更强的行业标准,行业标准FZ/T 50035—2016《合成纤维 长丝电阻试验方法》在此背景下提出并制定。  

 

测试指标制定

针对长丝导电性能考核指标,在FZ/T 54042—2011《导电涤纶牵伸丝》中附录A中仅考核试样单位电阻(单位长度电阻值),对于不同线密度的长丝而言,其导电性能不能有效区分;通过相关国内、国际标准检索,标准起草小组参照ISO3931:2013(E)《碳纤维 体积比电阻测试方法》,在方法标准中增加体积比电阻测试指标, 该指标能评价不同线密度长丝导电性能。

单位电阻按(1)式计算:

化学长丝导电性能测试方法

式中:RL —试样单位电阻, 单位为欧姆每厘米(Ω/cm);

R—试样电阻测试值,单位为欧姆(Ω);

L —电极之间距离,单位为厘米(cm)。

 体积比电阻按(2)式计算:

化学长丝导电性能测试方法

式中:ρV —体积比电阻,单位为欧姆厘米(Ω• cm);

ρ—试样线密度,单位为分特(dtex),以试样名义线密度为准,反之按GB/T 14343测定;ρ—试样密度,单位为克每立方厘米(g/cm3)。

 试验数据显示单位电阻与试样线密度密切相关,导电长丝试样单位电阻随线密度增加(长丝的根数增加)成比例地减少;同理,长丝试样体积比电阻(Ω•cm)测试值的波动区间与测试方法精度相关,基本处于同一测试水平,因而体积比电阻仅与试样材质、导电工艺相关,而与线密度无关,更能表征某种导电长丝电学性能。

 

调湿和试验大气条件 

考虑到纺织品静电性能测试均在低湿环境条件(温度20℃±2℃,湿度35%±5%)下进行,主要的测试方法包括:1)GB/T 12703.1 静电压半衰期;2)GB/T 12703.2电荷面密度;3)GB/T 12703.3 电荷量 ;4)GB/T 12703.4电阻率;5)GB 12014 防静电服附录A点对点电阻。 

为了与后道纺织品试验条件保持一致,长丝导电性能测试标准同样规定采用低湿环境(20℃±2℃,35%±5%),考虑到无低湿环境条件的实验室情况,允许在非规定条件下试验,但要在试验结果中注明。 

 

试样调湿时间

考虑到调湿和试验环境(20℃±2℃,35%±5%),纺织品相关静电性能测试方法中,针对试样均有一个预烘的过程,目的使试样达到干燥状态,随后在20℃±2℃、35%±5%条件下调湿平衡。

在测试长丝导电性能的过程中,也采取了预烘的步骤,规定调湿时间:导电涤纶长丝2 h,导电锦纶长丝4h。

 

试验次数

通过对5种导电锦纶丝各10个卷装的测试发现,在95%置信度时,如果每个卷装取一根试样,半宽值/平均值最大为24.4%;每个卷装取三根试样,半宽值/平均值最大为11.2%,可信程度大大提高。

因此在标准中规定批量样品时,取10卷装,每个卷装制三根试样。

 

测试电压的选择

导电长丝不是真正的导体,不同电压下电阻是不同的,所以标准中应规定一种测试电压。标准起草小组分别在100V、500V条件下测试试样发现,测试电压大,单位电阻小,但差异很小。

因此在标准中规定测试电压100V,但也允许其他测试电压,但要在试验结果中注明。

 

测试张力选择

标准起草小组按照GB/T 6505《化学纤维 长丝热收缩率试验方法》、GB/T 14344《化学纤维 长丝线密度试验方法》和GB/T 14344《化学纤维 长丝拉伸性能试验方法》等长丝标准中对张力的要求,规定测试时试样的张力为牵伸丝:(0.05±0.005)cN/ dtex;低弹丝:(0.20±0.02)cN/dtex。

考虑到产品标准中对导电指标的级差较大,优、一等品要差10倍以上,而一般测试数据的离散性小于20%;涤纶导电牵伸丝一直是将试样拉直就测试,并没有规定要加多少张力,说明张力对数据的影响不大。

这次标准制定虽作了规范,但也允许在非仲裁试验时,可以不加规定的张力,只需将试样拉直就行。另外,由于其他类型的长丝可参照使用,所以也规定了其他长丝张力求取方法,作为标准的附录,这与GB/T 6505、GB/T 14343和GB/T 14344中的预加张力求取方法相同。

 

导电液的选择

导电长丝是在长丝基体中加入导电材料,有的是加在长丝表面的或均匀地加在长丝基体中,表面导电的;有的是加在长丝轴芯的,表面不导电。

所以标准中规定要有导电液,以保证使试样中导电体与高阻计的测试电极接触良好,并根据表面导电和不导电的长丝,规定了不同的涂导电液的方式和数量,导电液按GB/T 12703.4《纺织品 静电 性能的评定 第4部分:电阻率》9.8中的规定制成。

 

测试数据重复性

标准起草小组在确定标准各项技术细节后,对5种导电长丝进行了重复性测试,考察数据波动情况。

 

比对试验

在完成上述试验认证和确定试验方法后,江阴市纤维检验所和上海市纤维检验所专门选择了三种规格的样品进行了比对试验。按t检验方法小于95%置信度规定的t值,两家实验室数据无差异。

 

与国际、国外同类标准的异同情况分析

标准起草小组根据查新资料,涉及到纤维、纱线电阻性能测试方法,国际上只有ISO 13931—2013《碳纤维 体积比电阻测定》、AATCC 84—2011 《纱线电阻试验方法》没有涉及导电长丝导电性能试验方法。

与ISO 13931 比较见下表:

可以看出本标准比ISO 13931、AATCC 84的测试指标多,影响测试的因素都作了详细的规定,如按 ISO 13931、AATCC 84测试涤纶、锦纶导电丝,其数值的 精度、离散性均不如本标准。

 

来源:中国纤检

关键词: 导电

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