1、ICS 85-010Y 30 囝垦中华人民共和国国家标准GBT 22898-2008纸和纸板 抗张强度的测定恒速拉伸法(1 00 mmmin)Paper and board-Determination of tensile properties-Constant rate of elongation method(1 00 mmmin)ISO 19243：2005，Paper and board Determination of tensile properties-Part 3：Constant rate of elongation method(100 mmmin)，MOD2008-12-
2、30发布 2009-090 1实施宰瞀鬻鬻瓣訾糌瞥鐾发布中国国家标准化管理委员会仪1”刖 吾CBT 22898-200B本标准修改采用ISO 19243：2005纸和纸板 抗张强度的测定 第3部分：恒速拉伸法(100 mmmin)。本标准与IsO 19243：2005相比，主要差异如下：在规范性引用文件中将ISO标准引用的国际标准转化为与之相应的国家标准，即GBT 450纸和纸板试样的采取及试样纵横向、正反面的测定(GBT 450-2008，ISO 186：2002，MOD)；在规范性引用文件中将ISO标准引用的国际标准转化为与之相应的国家标准，即GBT 4512纸和纸板定量的测定(GBT 4
3、5122002，eqv ISO 535：1995)；在规范性引用文件中将ISO标准引用的国际标准转化为与之相应的国家标准，即GBT10739纸、纸板和纸浆试样处理和试验的标准大气条件(GBT 10739-2002，eqv ISO 187：1990)。本标准由中国轻工业联合会提出。本标准由全国造纸工业标准化技术委员会归口。本标准起草单位：四川长江造纸仪器有限责任公司、中国制浆造纸研究院、国家纸张质量监督检验中心。本标准主要起草人：殷报春。纸和纸板抗张强度的测定恒速拉伸法(100 mmmin)GBT 22898-20081范围本标准规定了使用100 ramrain恒定拉伸速度的试验仪器测定抗张强度
4、、断裂时伸长率、抗张能量吸收和抗张挺度的方法，并规定了抗张指数、抗张能量吸收指数、抗张挺度指数和弹性模量的计算公式。与其他抗张强度性能相比，抗张挺度对伸长量的测定准确度要求更高。如果使用较低的准确度进行伸长量的测定，得到的抗张挺度值将与本标准不一致。本标准适用于所有纸和纸板，包括高伸长率的纸，如皱纹纸和伸性纸袋纸。本标准不适用于低密度的纸，如卫生纸及其制品。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用
5、文件，其最新版本适用于本标准。GBT 450纸和纸板试样的采取及试样纵横向、正反面的测定(GBT 450-2008，ISO 186：2002，MOD)GBT 4512纸和纸板定量的测定(GBT 45122002，eqv ISO 536：1995)GBT 4513纸和纸板厚度的测定(GBT 45132002，idt ISO 534：1988)GBT 10739纸、纸板和纸浆试样处理和试验的标准大气条件(GBT 10739-2002，eqv ISO 187：1990)3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。31抗张强度tensile strength在本标准试验方法规定的条件下，单位宽度的纸和纸板
6、断裂前所能承受的最大张力。32抗张指数tensile index抗张强度除以定量。33伸长量elongation试样长度的增加量。34伸长率strain试样的伸长量与初始试验长度的比值。注：试样的初始试验长度与两夹持线间的初始距离相同。GBT 22898-200835断裂时伸长率strain at break最大抗张力下的伸长率。36抗张能量吸收tensile energy absorption将单位表面积(试验长度宽度)的试样拉伸至最大抗张力时所吸收的能量。37抗张能量吸收指数tensile energy absorption index抗张能量吸收除以定量。38抗张挺度tensile st
7、iffness单位宽度的抗张力与伸长率之间关系曲线的最大斜率。39抗张挺度指数tensile stiffness index抗张挺度除以定量。310弹性模量modulus of elasticity抗张挺度除以厚度。4原理使用试验仪以恒定的拉伸速度将规定尺寸的试样拉伸至断裂，自动记录抗张力和伸长量。从记录下的数据可以计算出抗张强度、断裂时伸长率、抗张能量吸收和抗张挺度。5仪器51抗张试验仪5 1 1包括抗张力测定装置(比如传感器)、伸长量测定装置及抗张力一伸长量曲线与伸长量坐标轴之间面积的计算装置。试验仪设计为以100 mmmin：10 ramrain的恒定拉伸速度拉伸试样，并记录抗张力和伸长
8、量。注：由于传感器和试验仪的变形，实际的拉伸速度会小于动夹头的移动速度。然而，该速度的差异对抗张强度值的影响通常可以忽略不计。51 2试验仪应具有两个用于夹持试样的夹头。每个夹头应设计为能在试样全宽上以一条直线(夹持线)牢固地夹持住试样且不损坏试样，并具有夹持力的调节装置。注：夹持线是用一个圆柱面与一个平面或者两个轴线互相平行的圆柱面夹持试样得到的接触区域。对某些等级的纸，也许不适合使用线接触的夹头，可能应采用其他类型的夹持表面。可以使用其他类型的夹头，但试验过程中试样不应有滑动或损伤。5 13试样被夹持后，两条夹持线应互相平行，其夹角不超过lo(见图1)。试验过程中，两夹持线在试样平面上的夹
9、角变化应不超过05。试样中心线应与夹持线垂直，偏差应不超过r。5 1 4如果怀疑试样滑移，则应进行改变夹持力的试验。如果夹持力影响到断裂时伸长率，意味着试样可能在夹头中产生了滑移。如果断裂时伸长率与夹持力无关，则说明试样在夹头内没有滑移。5 1 5在试样的长边方向，施加的张力应与试样的中心线平行，夹角应不大于1。两夹持线问的距离(试验长度)应为100 miD土05 mm。2GBT 22898-2008夹持线互相平行。角度应不大于1。试样中心线与夹持线垂直，角度应不大于l。图1 夹持线与试样的关系5 1 6试验仪的抗张力和伸长量的记录准确度应符合表1规定。表1 抗张力和伸长量韵记录准确度张力方向
10、与试样中心线平行角度应不大于2。参数 伸长量 抗张力抗张强度 对真实力值的准确度土10蹦断裂时伸长率 准确度土01 mm抗张能量吸收 准确度士01 mm 对真实力值的准确度士10抗张挺度 在O-1 mm范围内，准确度土001 mm 对真实力值的准确度土105 1 7伸长量由两夹头距离的变化计算得出，或者使用变形量测定装置得到。注：如果伸长量是通过动夹头的移动距离计算得到的，应考虑传感器和试验仪的变形，并予以调整。5，2取样装置切取规定尺寸的试样(见73)。6试验仪的调节和校准6 1试验仪应根据制造商的使用说明书进行校准，确保符合表1的规定。6 2正确设定夹头位置，使试验距离为100 mmo5
11、mm。在夹头内夹持一条薄的铝箔，测量两夹持压痕之间的距离，以此检查试验长度。6 3调节试验速度至100 mmmin土10 ramrain。调节夹持压力，使试样既无滑移又无损伤。7试样的制备71取样如果试验用于评价一批产品的性能，应按照GBT 450规定进行取样。如果用其他方法取样，应确保试样具有代表性。3GBT 22898-200872温湿处理按GBT 10739规定对试样进行温湿处理，并在试验过程中保持相同的温湿环境条件。与其他物理试验相似，本试验对试样水分的变化非常敏感。应小心拿取试样，避免用裸手接触试样的试验区域。试样应远离可能引起其水分变化的湿气、热源及其他影响因素。73试样制备73
12、1如需测定抗张指数、抗张挺度指数或抗张能量吸收指数，应按GBT 4512规定测定试样定量。如需测定弹性模量，应按GBT 4512规定测定试样厚度。7 3 2从无损伤的样品上，切取宽度为15 mm土01 mm，长度足够夹持在两夹头之间的试样。应避免用裸手接触试样的试验区域，试验区域内不应有水印、折痕和皱褶。应确保试样在被测样本中具有代表性。试样的两长边应平直，在整个夹持长度内其平行度应不超过士01 mm。切口应整洁、无损伤。切取足够数量的试样，使要求的每个方向(纵向或横向)至少可进行10次试验。注：若所得的试样能满足以上要求，且与一次一个切出的试样得到相同的结果，则可以一次同时切取几个试样。7
13、3 3允许使用25 ram士01 mm或50 mm0I mm的试验宽度，但应在试验报告中注明。8试验步骤8 1确保试验仪已按第6章要求进行校准。将试样放人夹头内，轻轻拉直试样以排除任何可见的松弛。避免用手指接触到两夹头之间的试验区域。牢固夹持试样并进行试验。8 2在要求的每个方向(纵向或横向)各进行至少lo次试验。舍去所有在距夹持线2 mm范围内断裂的试样的试验数据。注：如果超过20的试样在距夹持线2 mm范围内断裂，检查试验仪是否符合规定并采取适当的补救措施。如果试验仪与51的规定相一致，则接受该结果。否则，舍弃该特定试样的所有试验数据。9计算和报告91概述对试样纵向和横向分别计算并报告试验
14、结果。为区分报告的结果，使用下标MD和CD分别表示试样的纵向和横向。例如：哜uo用于纵向抗张指数，a；cn用于横向抗张指数，碍。u用于抗张指数几何平均值。典型的抗张力一伸长量曲线如图2所示。F抗张力，单位为牛顿(N)；a伸长量，单位为毫米(ram)；z曲线最大斜率处的切线与伸长量轴线的交点；FT最大抗张力，单位为牛顿(N)；*断裂时伸长量，单位为毫米(mm)；u抗张力伸长量曲线下方的面积，单位为毫焦尔(mJ)。其余符号见式(6)。图2典型的抗张一伸长量曲线9 2抗张强度测定每个试样的最大抗张力，计算最大抗张力的平均值，按式(1)计算抗张强度磷一字 ”式中：砖抗张强度，单位为千牛顿每米(kNm)
15、；FT最大抗张力的平均值，单位为牛顿(N)；6一一试样宽度，单位为毫米(mm)(通常为15 ram)。报告抗张强度，保留三位有效数字。93抗张指数按式(2)计算抗张指数：d=一I 000a型 GBT 22898-2008式中：磷抗张指数，单位为千牛顿米每千克(kNmkg)；a抗张强度，单位为千牛顿每米(kNm)；u一试样定量，单位为克每平方米(gm2)，报告抗张指数，保留三位有效数字。94断裂时伸长率所有伸长量的值应从点z，即曲线最大斜率处的切线与伸长量轴线的交点(见图2)开始计算。在抗张力一伸长量曲线上测定从点z到最大抗张力处对应的伸长量(见图2)，得到每个试样的断裂时伸长量。计算断裂时伸长
16、量的平均值，并按式(3)计算断裂时伸长率：ET一100_8T(3)式中：eT一一断裂时伸长率(伸长量对初始试验长度的百分率)，；石断裂时伸长量的平均值，单位为毫米(ram)；z试样的初始试验长度，单位为毫米(ram)(100 mm)。如果伸长量的测定准确度较高，则用两位小数报告断裂时伸长率；如果伸长量的测定准确度较低，则用一位小数报告断裂时伸长率。9，5抗张能量吸收对每个试样，测定从点z到最大抗张力对应的点之间抗张力一伸长量曲线下方的面积(见图2)。计算面积的平均值，并按式(4)计算抗张能量吸收：W；一!型! 甜式中：w抗张能量吸收(TEA)，单位为焦尔每平方米(Jm2)；uT抗张力一伸长量曲
17、线下方面积的平均值，单位为毫焦尔(mJ)6试样的初始宽度，单位为毫米(ram)(通常为15 ram)；卜一试样的初始试验长度，单位为毫米(ram)(ioo ram)。报告抗张能量吸收，保留三位有效数字。96抗张能量吸收指数按式(5)计算抗张能量吸收指数：1000WbT 训GBT 22898-2008式中：W￥抗张能量吸收指数，单位为焦尔每克(Jg)；抗张能量吸收，单位为焦尔每平方米(Jm2)；一试样定量，单位为克每平方米(gm2)。报告抗张能量吸收指数，保留三位有效数字。97抗张挺度借助于计算机，对每个试样，通过对大量抗张力和伸长量数值进行适当的线性回归分析，求出抗张力一伸长量曲线的最大斜率(
18、见图2)。按式(6)计算抗张力一伸长量曲线的最大斜率：q 一垒、 一一、8m。式中：s抗张力一伸长量曲线的最大斜率，单位为牛顿每毫米(Nmm)；F抗张力增量，单位为牛顿(N)；8伸长量增量，单位为毫米(mm)。伸长量增量舭选择01 mm。线性回归分析应包括至少10组抗张力一伸长量数值。计算最大斜率的平均值亏，并按式(7)计算抗张挺度：FbSmaxb式中：Eb抗张挺度，单位为千牛顿每米(kNm)；亏。最大斜率的平均值，单位为牛顿每毫米(Nmm)；6试样的初始宽度，单位为毫米(ram)(通常为15 ram)；卜 试样的初始试验长度，单位为毫米(rnm)(100 mm)。计算并报告抗张挺度，保留三位
19、有效数字。注：由于纸张平面的拉伸和压缩挺度相同，式(7)中省略了下标T。98抗张挺度指数按式(8)计算抗张挺度指数：Ew一堡 硼式中：E”抗张挺度指数，单位为兆牛顿米每千克(MN t mkg)；Eb抗张挺度，单位为千牛顿每米(kNra)；”试样定量，单位为克每平方米(gm2)。报告抗张挺度指数，保留三位有效数字。99弹性模量按式(9)计算弹性模量：一壁f式中：E一弹性模量，单位为兆帕(MPa)；Eb抗张挺度，单位为千牛顿每米(kNm)；试样厚度，单位为毫米(mm)。报告弹性模量，保留三位有效数字。S(8)10精确度GBT 22898-2008101重复性在标准实验室条件下，对取自同一样品的试样
20、进行重复试验。随纸张等级不同，抗张强度和抗张挺度试验结果的变异系数约为35，抗张能量吸收的变异系数约为510。102再现性北欧纸浆、纸和纸板试验委员会内部的7个实验室对相同的纸和纸板试样进行试验。抗张挺度按公式(7)计算。再现性如表2所示。表2实验室间不同纸张等级的抗张性能和变异系数(试验长度：100 mill，拉伸速度：100 mmmin)抗张强度 断裂时伸长率 抗张能量吸收 抗张挺度试样种类kNm cV Cv“ 3m2 CV kNm cv新闻纸，MD 262 19 11 81 164 43 395 102新闻纸，CD 109 33 19 87 128 78 152 170纸袋纸，MD 83
21、4 43 24 64 131 85 888 60纸袋纸，CD 488 19 69 34 231 35 422 142单一纸板，MD 193 17 】7 93 212 88 2 311 60单一纸板，cD 669 22 57 42 279 37 730 74复合纸板，MD 193 17 21 53 262 52 1 948 60复合纸板，CD 727 22 51 30 264 47 682 77注：cy一变异系数；MD一纵向；cD一横向。11试验报告试验报告应包括以下项目：a)本国家标准编号；b)试验的日期和地点；c)用于准确鉴别试样的全部信息；d)所用的温湿处理条件；e)试样方向；f)使用夹头的类型；g)如测定抗张挺度，在0 mm1 mm范围内伸长量的记录准确度h)第9章中规定的试验结果；i)如试样宽度不是15 mm，报告试样宽度；j)试验结果的变异系数；k)偏离本标准并可能影响试验结果的任何情况。
