同片試樣能否重復進行摩擦系數試驗的驗證分析

摘要：影響摩擦系數試驗的因素眾多，試樣自身狀態即為其中一項。本文通過對塑料復合膜、鍍鋁復合膜兩種樣品上分別裁取一片試樣，并對每一片試樣進行重復多次的摩擦系數試驗，對比分析了試樣多次摩擦后摩擦系數的變化情況，結合試驗原理、設備參數及適用范圍、試驗過程等內容，為摩擦系數的測試及研究提供參考。

關鍵詞：摩擦系數、摩擦系數儀、塑料復合膜、鍍鋁復合膜、摩擦次數、靜摩擦系數、動摩擦系數

1、意義

摩擦系數是影響包裝材料使用性能的重要因素，包裝過程中的打滑、跑偏等現象均與材料的摩擦系數不當有關。因此，如何控制適宜的摩擦系數及對摩擦系數進行準確測試是包裝材料性能研究及質量控制的重要內容之一。通常，可通過添加爽滑劑等添加劑控制包裝材料的摩擦系數，但包材的挺度、表面的粗糙度等也會影響其摩擦效果。而摩擦系數試驗是通過模擬材料的實際運動，根據所測得材料表面與摩擦面之間由靜止到相對滑動過程中的壓力與摩擦力計算相應的摩擦系數。所以，試驗過程中材料的表面狀態將直接影響測試結果。

本文對同一材料表面進行重復多次摩擦系數試驗，針對性地研究重復摩擦對材料表面狀態及試驗結果產生的影響。

2、試驗樣品

本次試驗分別以常見的塑料復合膜、鍍鋁復合膜為試驗樣品。

3、試驗方法

本次摩擦系數試驗依據方法標準GB 10006-1988《塑料薄膜和薄片摩擦系數測定方法》進行，分別對塑料復合膜、鍍鋁復合膜兩種樣品上同一片試樣進行重復多次摩擦試驗。

測試面為內表面(熱封面)與外表面。

4、試驗設備

本文采用MXD-02摩擦系數儀對樣品進行測試，該設備由濟南蘭光機電技術有限公司自主研發生產。

4.1 試驗原理

通過滑塊對測試面施加固定的壓力，設備的力值傳感器則可實時監測相接觸的兩摩擦面相對運動過程中的力值變化，從而得到試樣與摩擦面間的摩擦系數。根據對重復摩擦試驗所測得摩擦系數的變化情況，推斷試樣可否重復進行摩擦系數試驗。

圖1  MXD-02摩擦系數儀

4.2 適用范圍

(1) 本設備專業用于測量塑料薄膜和薄片、鋁箔、鋁塑復合膜、通信電纜光纜用金屬材料復合帶、金屬制品、橡膠、紙張、紙板、編織袋、紡織品、無紡布、輸送帶、木材、涂層、剎車片、雨刷、鞋材、輪胎等材料滑動時的靜摩擦系數和動摩擦系數，還可以用于化妝品、滴眼液等日化用品的爽滑性測試。

(2) 本設備滿足多項國家和標準，如ISO 8295、GB 10006、ASTM D1894、TAPPI T816等。

4.3 設備參數

0 ~ 5 N，測試精度為0.5級；行程分為70 mm、150 mm兩種可供選擇；標準滑塊的質量為200 g，并可根據用戶或相關標準的需要定制其他質量的滑塊；試驗速度為100 mm/min或150 mm/min，其他試驗速度可根據需要進行調整；一次試驗便可同時測定試樣的動、靜摩擦系數；試驗臺面和測試滑塊均經過消磁處理和剩磁檢測，有效地降低了系統的測試誤差；專業軟件可以自動進行單件、成組試驗的結果統計分析和原始數據的再分析、成組曲線疊加比較，多種報告模式直觀快速地將測試結果展示給客戶；支持Lystem^TM實驗室數據共享系統，統一管理試驗報告和試驗結果。

5、試驗過程

(1) 裁樣：從待測試的兩種樣品中均裁取8 cm × 20 cm、63 mm × 100 mm試樣各1片。裁制過程中應避免用手接觸試樣，所裁制試樣片應平整、無污染。

(2) 參數設置：在設備的控制軟件上設置試樣名稱、試驗速度、滑塊質量等參數信息。

(3) 裝樣：取其中一種樣品的兩片試樣，將8 cm × 20 cm試樣用膠帶固定在設備的試驗臺面上并保持平整，將63 mm × 100 mm試樣固定在滑塊上，滑塊通過牽引裝置與力值傳感器相連。將滑塊放置在設備臺面的試樣上，使滑塊的運動方向與牽引方向平行。

(4) 試驗：開始試驗，設備顯示試樣從靜止到運動過程中的實時力值，并在試驗結束后顯示試驗結果。

(5) 重復測試：再次將滑塊放置在試驗臺面上的試樣表面，并開始試驗。重復測試3次。

(6) 按照上述裝樣—試驗—重復測試的過程測試另一種樣品的摩擦系數。

6、試驗結果

重復測試條件下，兩種樣品的摩擦系數測試結果見表1。

表1  兩種試樣摩擦系數重復試驗的測試結果

7、結論

從試驗結果可知兩種樣品的同一片試樣經重復摩擦系數試驗后的測試結果并不相同，所測試鍍鋁復合膜樣品的靜摩擦系數隨測試次數的增多而減小，動摩擦系數則呈現相反的趨勢，且試驗后可發現試樣表面存在明顯的摩擦痕跡；所測試塑料復合膜樣品的靜摩擦系數與動摩擦系數均隨測試次數的增多而增大。總結不同種類薄膜摩擦系數的變化規律及探究這種變化的原因仍需大量的研究及試驗，但通過本次試驗可以得出以下結論——鑒于摩擦系數試驗的特殊性，并不適宜用同一片試樣做摩擦系數的重復性驗證試驗，試樣也不可重復使用。
濟南蘭光機電技術有限公司是一家專業從事包裝檢測設備研發生產與包裝檢測服務的高新技術企業，現有設備可用于不同種類包裝材料阻隔性能、機械性能、衛生性能等幾乎全項的性能指標測試及研究。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業中的企事業單位增進技術溝通與合作。