蓝博惠科专家来解答：影响耐破度仪测试结果有哪些原因

影响耐破度仪测试结果有哪些原因

耐破度的检测包括纸、纸板、瓦楞纸板、铝箔等材料，是指在规定条件下，单位面积上所能承受的垂直于试样表面的最大压力，单位kPa，耐破度是一项综合性强度指标。

我们以瓦楞纸箱为例，瓦楞纸箱在使用和运输过程中难免要遭受冲撞作用，为抵抗这种作用，使之免受破坏，瓦楞纸箱应有足够的耐破强度。瓦楞纸板的耐破强度与箱纸板（瓦楞原纸）的耐破度、瓦楞纸板的厚度、粘合强度等有着密切关系。可以认为是各层纸耐破度值的总和，它是一项公认的具有重要意义的性能指标，要提高瓦楞纸板的耐破强度，就应严格控制原纸的质量及瓦楞纸板的各项生产工艺过程。

l   测试纸箱耐破度有何意义？

通过对瓦楞纸板耐破度的检测来预测瓦楞纸板抵抗受到外力挤压的能力，是瓦楞纸板一种静态抗挤压能力的反应。耐破强度反映了纸板单位面积上在垂直方向所能承受均匀增大的最大压强，反映了纸箱在实际运输环境中承受静态的局部挤压时保护产品的能力。

l   影响耐破度测试的因数

（1）相对湿度对测试结果的影响

瓦楞纸板耐破度与原纸纤维长度、韧性以及纤维之间的结合力有密切的关系，纸所含水分对纤维之间的结合力影响较大，因而耐破度受相对湿度的影响也十分显著，有资料表明，瓦楞纸板耐破度与相对湿度之间的关系如图1表示，瓦楞纸板耐破度值在相对湿度为40%时为最大。

因此，我们在瓦楞纸板的测试中，一定要严格按照GB/T10739规定进行预处理和检测，这样才能保证结果的准确性和可比性。

                       图一 耐破度与相对湿度的关系

（2）仪器液压系统残存空气的影响
耐破度仪所加的传压物质（硅油/甘油）具有一定的可压缩性。当它受压后，体积缩小，密度增大，液体的这一特性可用其膨胀系数表示：

                                β= ∆V       （1）

                                   V∆P

       式中，V--液体初始体积，cm³

                               ∆V--液体加压后缩小的体积，cm³

                               ∆P--压力变化量，N/cm²                             

                                β --膨胀系数，cm²/N
一般来讲，液体膨胀系数较小，对于传力准确度要求不太高时，可以认为它是不可压缩的。但当空气残留于仪器内腔时，由于空气密度小，体积可压缩，β十分大，因此，此时这个混合系统膨胀系数β显著增大，系统成为可压缩状态。因此应用同样速度推移活塞（也就是说式（1）中∆V不变）给系统加压时，系统内压力增加的实际速度低于额定速度，导致耐破度测定的读数低于试样耐破度的真实值，这可以从下面推导中看出：

                     β₁= ∆V₁        （2）无空气状态

                   V₁∆P₁

                     β₂= ∆V₂        （3）有空气状态

                  V₂∆P₂

        式中，V₁=V₂ ,∆V₁=∆V₂

                                  （2）    得 β₁ =    ∆P₂

           （3）         β_{2 =}   ∆P₁

           由于β₂>β₁，所以∆P₂ < ∆P₁

通过实验表明，油缸中残存空气量对耐破度值的影响如下表：

从表中可以看出，残存空气愈多，耐破度值下降的越大，实验表明，若压力表内含有空气影响会更大，如表内有1/3没有充满甘油，它将减小泵的有效速度33%，耐破度值降低约为30%。

因此，在耐破度仪的使用中，一定要通过仪器的排气装置，将油缸内、压力表内的空气排完，以保证仪器的准确度。

（3）试样夹持力的影响
试验在夹紧时，纸板内部结构发生变化，使其局部受损，紧度有所提高，瓦楞纸板变脆，伸长特性下降，从而导致耐破度值随压力增加而降低，据实验表明，夹紧力对耐破度值影响如图二表示，可见夹紧力对测试结果影响是比较显著的，当夹紧力超过1000kPa后，耐破度值变化趋于平稳。因此，在实际检测中，一定要注意这些问题。

GB/T1539规定：

            耐破度＜1500，夹持力400kPa；                耐破度1500~2000kPa，夹持力600kPa；

            耐破度2000~2500kPa，夹持力800kPa；    耐破度＞2500，夹持力1000kPa。

                          图二 夹持力对耐破度测试结果的影响

（4）橡胶膜弹性误差的影响

耐破度仪表示的耐破度值，实际上包含有使胶膜发生弹性变形所需的压力，也就是弹性阻力。

耐破度值=读数-胶膜弹性阻力

正常情况下，胶膜弹性阻力应在一定的范围内，如果橡胶膜弹性阻力误差大，则耐破度值误差也相应增大。

对于新换的橡胶膜，由于未受过拉伸的作用，它的弹性不稳定，因此，一定要做一定次数的空测，使胶膜弹性稳定后，再做正式测量使用，否则，由于橡胶膜弹性不稳定而影响测试结果。空测多少次为宜，请看胶膜阻力变化曲线图三，试验证明，新胶膜需空测30次为宜。

                             图三   胶膜阻力变化曲线空测次数(次）

l   如何选用耐破度仪型号？

一般市场上的耐破度仪分为两种型号，一种是纸张耐破度仪，另一种是纸板耐破度仪。型号选择主要依据材料耐破度的大小。

以深圳蓝博仪器的耐破度仪为例，蓝博仪器的耐破度仪分为两种型号，16031和16032。16031型的测试范围为（50~2000）kPa，主要适用于单层纸、多层纸和铝箔等，不适用于测试瓦楞纸板或衬垫纸板等复合材料。符合标准GB/T1539、GB/T454、QB/T1057、ISO2758 、ASTMD774 、JIS8112 、TAPPIT 403标准。

16032型的测试范围为（250~6000）kPa，主要适用于瓦楞纸板、硬纸板、纺织品和高耐破度的材料。符合GB/T1539、GB/T6545、QB/T1057、ISO 2759、 TAPPI T 807 T810标准。

l   耐破度的检测

（1）试验操作

用取样设备从样品中均匀切取试样（试样应覆盖整个夹盘面积），放入试样，仪器自动夹紧试样并施加设定好的夹持力（使夹持力能够防止试样滑动，夹持力应可调整），然后施加液压压力，直至试样破裂，测定正、反面各10个有效数据，报告结果精确至1kPa。

注：当试样有明显滑动时（试样滑出夹盘或在夹持面积内起了皱褶），应该舍去。如有疑问，应用一个较大试样迅速确定试样是否滑动。如果破裂形式（如在测量面积周边处断裂）表明因夹持力过高或在夹持时夹盘转动致使试样损伤，则因舍弃此试验数据。

（2）耐破指数计算

    耐破指数(X)可按式(1)计算：

              X=p/g……………………………………(1)

    式中：

             X-耐破指数，千帕平方米每克(kPa·m²/g)

             P-平均耐破度，单位为千帕(kPa)，

             g-纸板的定量，单位为克每平方米(g/m²)。

   耐破指数应保留三位有效数字，一般瓦楞原纸需要考核耐破指数。

“16031/16032   耐破度仪”实物图