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耐折度仪的核心工作原理是:模拟材料在实际使用中 “反复折叠” 的场景,通过 “固定张力下双向反复折叠试样,直至试样断裂”,统计断裂前的折叠次数(或折叠角度对应的耐折力),评估材料的抗反复折叠性能—— 折叠次数越多、耐折力越大,材料的柔韧性和耐用性越强。

一、核心原理类比(快速理解)
就像我们用手捏住一张纸的两端,在同一个折痕处反复 “对折 - 展开 - 再对折”,直到纸张被折断,数一下折了多少次 —— 仪器只是用机械结构替代人工,保证 “折叠角度、张力、速度” 完全标准化,让测试结果更精准、可重复,避免人工操作的力度不均、角度偏差影响数据。
二、详细工作步骤(从准备到出结果)
1. 试样准备:统一测试基准
将待测试样(纸、纸板、薄膜、织物等)切成标准尺寸的长条(比如纸张常用 15mm×140mm,符合 GB/T 457-2002《纸和纸板耐折度的测定(肖伯尔法)》);
测试前将试样放在标准环境中平衡(温度 23℃±1℃,湿度 50%±2%),避免温湿度导致材料变硬或变软,影响耐折性能;
部分材料(如纸板)需在试样中心预制微小折痕,确保折叠力集中在同一位置,避免断裂位置偏移。
2. 夹持固定:施加恒定张力
将试样的一端固定在仪器的 “固定夹持器” 上,另一端固定在 “活动夹持器” 上;
仪器自动对试样施加固定张力(比如纸张测试通常为 9.81N,约 1kg 拉力)—— 张力的作用是让试样保持紧绷,折叠时折痕清晰,避免松弛导致折叠力分散;
两个夹持器的间距固定(通常为 100mm),确保试样的有效折叠长度一致。
3. 双向反复折叠:机械驱动
仪器启动后,通过电机或凸轮机构带动 “活动夹持器” 做双向摆动,实现反复折叠:
第一次摆动:活动夹持器向一侧旋转至固定角度(通常为 ±135°,即从水平位置向左折 135°,再向右折 135°,完成一次 “双向折叠”);
折叠速度固定(如 175 次 / 分钟,符合国标要求),确保每次折叠的力度和节奏一致;
折叠过程中,折痕始终集中在试样的中心位置(夹持器连线的中点),模拟实际使用中 “同一位置反复折叠” 的场景。
4. 断裂检测与计数:记录耐折次数
随着折叠次数增加,试样的纤维逐渐疲劳、断裂:
当试样完全断裂时,仪器的 “断裂检测装置”(通常为光电传感器或张力传感器)会立即触发 —— 要么是断裂后试样张力消失,要么是光线被切断,传感器捕捉到信号;
仪器的 “计数器” 同步停止工作,记录下断裂前的 “总折叠次数”(单位:次)—— 这个次数就是材料的 “耐折度值”;
对于高韧性材料(如薄膜、布料),部分机型还会同时记录 “折叠过程中的最大耐折力”(单位:N),反映材料抵抗折叠的力值大小。
5. 数据输出:量化耐折性能
仪器直接显示核心数据:耐折次数(如 “120 次”),部分高端机型会统计多组试样的平均值、标准差(用于质量控制);
核心逻辑:折叠次数越多→材料纤维韧性越强→耐折性能越好(比如书写纸耐折次数通常在数百次,而牛皮纸可达到数千次,纸板因厚度大可能仅几十次)。
三、关键原理补充(为什么这么设计?)
固定折叠角度的必要性:折叠角度越大,材料的弯曲程度越剧烈,断裂速度越快;固定 ±135°(或其他标准角度)是为了让不同材料的测试条件统一,结果具有可比性 —— 比如不能用 90° 折叠测纸张,用 180° 折叠测纸板,否则无法横向对比。
恒定张力的作用:如果张力过小,试样折叠时会松弛,折痕不明显,纤维受力均匀,耐折次数会偏高;如果张力过大,试样本身已受拉应力,折叠时容易提前断裂,结果偏低 —— 国标规定的 9.81N 张力是平衡后的最优值,能真实反映材料本身的耐折性。
双向折叠的意义:实际使用中材料的折叠多为 “双向”(如书本翻页、纸箱折叠),单向折叠(仅向一侧折)无法模拟真实场景,双向折叠更贴合实际应用需求,测试结果更具参考价值。
断裂检测的精准性:试样断裂是瞬间发生的,传感器需具备毫秒级响应速度,避免漏记或多记折叠次数 —— 光电传感器通过 “光线是否被试样遮挡” 判断,张力传感器通过 “张力是否突变” 判断,两种方式均能精准捕捉断裂瞬间。
四、应用场景与原理适配
造纸厂:检测纸张的耐折性能(如书写纸、卫生纸、包装纸),判断是否符合使用要求(比如卫生纸需耐多次擦拭折叠,包装纸需耐运输过程中的挤压折叠);
包装厂:评估纸板、纸箱的耐折性,避免运输或使用中因反复折叠导致破损;
纺织厂:测试布料的耐折皱性能(如服装面料、工业用布),反映面料的耐用性。
耐折度仪的工作原理可简化为:固定张力 + 固定角度→双向反复折叠试样→捕捉断裂瞬间→统计折叠次数→量化耐折性能,核心是 “标准化折叠条件 + 精准断裂检测”,通过模拟实际折叠场景,客观评估材料的柔韧性和耐用性,是造纸、包装、纺织等行业质量检测的核心设备。
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