纖維海綿作為一種多孔彈性材料，因其優(yōu)異的吸液、緩沖和密封性能，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生、家居清潔、工業(yè)密封等多個領(lǐng)域。在實際使用中，許多纖維海綿制品（如清潔海綿、醫(yī)用敷料等）需要長期處于濕潤狀態(tài)或反復(fù)經(jīng)歷吸液-受壓的循環(huán)過程。水分的存在會顯著影響高分子聚合物的力學(xué)性能，可能導(dǎo)致海綿骨架軟化、塌陷或永jiu變形，從而影響其使用壽命和功能可靠性。
因此，科學(xué)地評估泡水后纖維海綿在循環(huán)載荷下的力學(xué)行為，對于產(chǎn)品質(zhì)量控制、材料篩選和壽命預(yù)測至關(guān)重要。科準(zhǔn)測控小編認(rèn)為，通過模擬實際使用條件的循環(huán)壓縮測試，可以精準(zhǔn)量化材料的抗疲勞特性、彈性恢復(fù)率以及剛度變化，為研發(fā)和改進提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。本文將詳細(xì)介紹基于科準(zhǔn)測控KZ-68SC-05XY電子拉力試驗機進行該測試的原理、標(biāo)準(zhǔn)、儀器和操作流程。
一、 測試原理
循環(huán)壓縮測試的原理是對試樣反復(fù)施加并卸除特定的壓縮載荷或位移，以模擬材料在實際使用中受到的反復(fù)擠壓作用。在本測試中，我們采用力控制模式，即設(shè)定一個固定的力值（200N）作為每次循環(huán)的峰值。
測試的核心在于觀察材料在兩個關(guān)鍵力值點（應(yīng)力20%和40%所對應(yīng)的力值）之間的力學(xué)行為。通過連續(xù)多次的循環(huán)，我們可以監(jiān)測到：
剛度變化：隨著循環(huán)次數(shù)的增加，加載曲線斜率的變化，反映了材料是發(fā)生硬化還是軟化。
能量損耗：加載曲線與卸載曲線所形成的滯回環(huán)面積，代表了材料在每次循環(huán)中以內(nèi)能形式耗散的能量，直接關(guān)系到其緩沖和阻尼性能。
永jiu變形：每次循環(huán)結(jié)束后，試樣無法恢復(fù)到初始厚度的現(xiàn)象，這直接反映了材料的尺寸穩(wěn)定性和耐久性。
對于泡水后的樣品，水分子起到了增塑劑的作用，通常會降低纖維間的摩擦和分子鏈的剛性，可能導(dǎo)致其在循環(huán)載荷下表現(xiàn)出更大的變形和更快的性能衰減。
二、 測試標(biāo)準(zhǔn)
ASTM D3574 - 軟質(zhì)多孔材料——板狀、粘合和模制聚氨酯泡沫的測試方法。
ISO 3385 - 軟質(zhì)泡沫聚合物材料——用恒定載荷沖擊法測定疲勞性能。
GB/T 18944.1 - 高分子多孔材料 海綿與多孔橡膠制品 定負(fù)荷反復(fù)壓縮疲勞的測定。
三、 檢測儀器與條件
1、KZ-68SC-05XY 電子拉力試驗機
2、夾具
壓縮夾具（通常為上下一對平行平板），平板直徑或面積應(yīng)大于試樣尺寸，確保壓縮均勻。
3、試驗條件
樣品名稱：纖維海綿
樣品狀態(tài)：經(jīng)過泡水處理，并去除表面游離水分的濕態(tài)樣品。
試驗溫度：室溫 (23±2°C)
試驗類型：壓縮 - 循環(huán)控制（力控制）
試驗速度：5 mm/min
四、 測試流程
步驟一、樣品制備
從待測纖維海綿上切割規(guī)定尺寸（如50mm×50mm×20mm）的試樣。
將試樣wan全浸入去離子水中，使其充分飽和吸水。
取出后，靜置片刻或用紙巾輕輕吸去表面附著的水滴，但不擠壓內(nèi)部。記錄濕態(tài)初始厚度（H0）。
步驟二、儀器準(zhǔn)備
打開KZ-68SC-05XY電子拉力試驗機及電腦軟件。
選擇“壓縮"測試模式，并新建“循環(huán)測試"方法。
安裝壓縮夾具，并進行力值和位移的“清零"操作。
步驟三、參數(shù)設(shè)置
在軟件中設(shè)置測試參數(shù)：
控制模式：力控制。
目標(biāo)力值：200 N。
循環(huán)條件：在力值達(dá)到200N后，開始記錄在20%應(yīng)力（40N）至40%應(yīng)力（80N）之間的循環(huán)。
試驗速度：5 mm/min。
循環(huán)次數(shù)：設(shè)定為預(yù)定值（如100次）。
終止條件：循環(huán)次數(shù)達(dá)到或試樣發(fā)生破壞。
步驟五、安裝與測試
將處理好的濕態(tài)試樣居中放置在下方壓縮平板上。
啟動測試程序，上壓板將以5mm/min的速度下降，開始對試樣進行壓縮。
設(shè)備將自動執(zhí)行設(shè)定的循環(huán)壓縮過程，軟件實時繪制出力-位移或應(yīng)力-應(yīng)變曲線，并記錄每一次循環(huán)的數(shù)據(jù)。
步驟六、數(shù)據(jù)記錄與分析
測試結(jié)束后，軟件自動生成報告。關(guān)鍵分析數(shù)據(jù)包括：
各次循環(huán)的20%應(yīng)力與40%應(yīng)力下的變形量/應(yīng)變值。
滯回環(huán)面積隨循環(huán)次數(shù)的變化趨勢。
循環(huán)結(jié)束后試樣的殘余變形量（永jiu變形率）。
觀察試樣是否出現(xiàn)破裂、粉碎等破壞現(xiàn)象。
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