原纸弹性模量测定方法

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1、万方数据原纸弹性模量测定方法●王冬梅(深圳职业技术学院媒体与传播学院，广东深圳518055)摘要：分析了原纸弹性模量测试的必要性，以定量分别为230g-ITI-2和350g-m1的国产牛皮纸为例，参照塑料拉伸和弯曲弹性模量的测试标准，用电子拉伸计测量纸弹性模量。测试结果表明原纸的纵向弹性模量总是大于横向弹性模量，原纸的弹性模量与其定量没有直接的关系。关键词：原纸；弹性模量；定量中图分类号：鸭77文献标识码：A文章编号：1001—6309(2008)02-0082-03一、引言纸和纸板在包装中的主要用途有：用做包裹材料、用于制袋、生产纸盒和生产结构型材料(如瓦楞纸板、蜂窝纸板等)。

2、我们通常将用于生产结构型材料的纸称为原纸。当纸用于商品外包装时，纸的力学性能通常由耐折度、撕裂度、环压强度、耐破度、戳穿强度等性能指标表示。随着国际上对“白色污染”问题的重视。EPS发泡塑料的禁用，纸包装材料越来越多地制成结构型材料用于缓冲包装之中，而评估缓冲材料缓冲性能的参数通常是缓冲系数。用原纸制作结构型缓冲材料的方式非常多，究竟哪种结构方式适合于产品的缓冲包装呢?我们不可能把每种结构形式均制出原型产品进行性能测试。因此，有必要根据原纸的力学性能推算结构型材料的缓冲性能。GIBSONtq曾经研究过六角形蜂窝结构的力学性能与蜂窝原材料力学性能之间的关系。主要是用结构参数和蜂窝原

3、材料的弹性模量联系起来，Kelli—c眦四公式也给出了瓦楞纸板的强度与原纸强度之间的关系。这些经典的理论均可作为新型结构型纸质缓冲材料开发的依据。为了推算结构型纸质材料的缓冲性能与原纸之间的关系，通常需要用到原纸材料的弹性模量。原纸的弹性模量也是评价原纸的抗弯和环压性能的一个综合指标。目前很难查到纸的弹性模量测试方法．也未见其测试标准。由于原纸是一种非常易于弯曲且很薄、边压强度又较低的材料，使得原纸的压缩弹性模量测量起来非常困难。文献【3】曾用挺度仪测量纸板弯折150的挺度，再根据挺度的定义和计算公式：S=F·r=-G：厂(1)式(1)中，S是蜂窝原纸的挺度，F是Taber挺度仪

4、悬臂的载荷。r是弯曲力矩的有效半径，C是挺度仪顺时针或逆时针旋转150时的读数，／是重量系数，0．5。根据挺度仪的工作原理，杨氏模量E可以描述为：豇：5岛Wt厶研J·式(2)中，W是试样的宽度，t是试样的厚度，将方程(1)代入方程(2)得：肚j粤马(3)tanl5·_矿f根据公式(3)可以计算原纸的弹性模量，它更趋向于表征原纸的弯曲弹性模量，这样的测试方法比较繁琐，且数据的准确性依赖于挺度仪精度和人工读数。本文试图借鉴文献【4】塑料弹性模量测试方法测量，并结合原纸的特性。找出比较适合于原纸弹作者简介：王冬梅(1976一)，博士，副教授，主要研究方向为多孔材料的力学性能、环保型缓冲

5、材料、运输包装等．国内外公开发表学术论文30余篇。并有多篇被SCI和E1等检索机构收录；联系电话：0755-26731100，13682400754；E—mail：sxxawdm@oa．szpt．net，sxxawdm@sina．eom。822008年-3第27卷第2期l天和童弧万方数据性模量的测试方法。二、测试材料及方法原纸采用定量分别为230g-m-2和350g·Illt"2的国产牛皮纸板．其纸厚分别是0．29mm和0．49ram。采用边压强度取样仪取样，试样尺寸规格为12．7minx125ram。纵横向各10条。试样在20℃、相对湿度为65％下处理24h，取出试样在5min

6、内完成实验。试验仪器为5000N电子拉伸计，由于原纸较薄(其厚度<0．5mm)。用电子拉伸计的夹具固定时很难夹紧，易于打滑，因此在测试纸条固定时要在不影响原纸性能的情况下。先给试样一个预应力才能固定好，所以测试结果的应力应变点并非始于0点。电子拉伸计的标距是65ram，应变率为(1=L-O．5)mm·n,lJrl-1。参照的实验标准为：J跗6544-1993中华人民共和国机械行业标准．塑料拉伸和弯曲弹性模量试验方法。三、试验结果及分析根据弹性模量的定义，它指的是在弹性极限内。线性应力与线性应变的比值。从原纸的拉伸力位移曲线可知，该材料的纵向拉伸线性区在位移为0．5一lmm之间。横

7、向拉伸线弹性区在0．5～0．8mm。原纸弹性模量的计算可根据其定义来计算：豇等⋯⋯⋯(4)△占’’式(4)中，19"为拉伸应力，8为拉伸应变，根据应力应变的定义，盯和8可以分别描述为：P庐万筘÷⋯⋯⋯⋯⋯旧L其中：卜原纸的拉伸载荷；卜一原纸的厚度；b一试样的宽度，本试验中b=12．7姗；卜啦伸位移，单位：衄；卜试验时拉伸计的跨度。本试验中L--65姗。定量350g·m电和230g·m{纵横向拉伸应力应变如图1(a)和图1(b)所示。为了便于弹性模量的计算。将初始弹性变形区放大，得