实验三 纸和纸板撕裂度测试
一、实验目的
1．加深对纸和纸板撕裂度概念及其物理意义的理解。
2．理解纸张内部纤维构成及其方向性对纸和纸板撕裂度的影响。
3．掌握纸和纸板撕裂度测试原理和方法。
二、实验材料及实验设备
材料：撕裂度在0～1000N之间的各种纸张和纸板，如牛皮纸、胶版纸、纸袋纸等。
设备：ZSE-1000型纸张撕裂度测定仪。
三、实验原理
ZSE-1000型纸张撕裂度测定仪（图1-3）测定纸的内部撕裂阻抗或称撕裂度，仪器的工作原理基于把被测试样撕裂一定的长度所消耗的功，在通常的情况下是用16张纸互相重叠在一起进行撕裂试验。因此，将撕裂这些纸张所消耗的总功除以撕裂试样的张数和撕裂距离的乘积，所得结果就是撕开一张试样所需要的力，以克数表示。仪器标尺和刻度就是按照撕裂试样16张，撕裂距离为86mm（试样撕裂长度为43mm，撕裂距离为其2倍）的条件刻制的。
图1-3 ZSE-1000型纸张撕裂度测定仪
1—支架；2—扇形体；3—摆锤限制器；4—指针限制器；5—指针；6—按钮；7—扇形体；8—刀杆；9，12—试样夹；10—摆支轴；11—把手；13—标尺；14—水平调节螺丝
为了使试验结果和读数尽可能精确，在撕裂以后，指针指在刻度标尺的200～600mN范围，因此对于较厚的纸与纸板，可以采用少于16张的试样叠在一起试验，一般采用8、4、2、1张，按照所得试验结果，应用下式求出实际的撕裂度值：
其中：a——撕裂度，mN；
s——在试验方向上的平均刻度读数；
p——换算因数即刻度的设计层数16；
n——同时撕裂试样的层数。
本仪器可用来试验包装纸、书写纸、照相纸、工业技术用纸及各适当厚度的纸板。
四、实验步骤
1．试样制备
试样应精确地按规定截取，长度约为76mm，宽度为（63±0.5）mm，把试样装在仪器上，用附在仪器上的切纸刀切开20mm的裂口，裂口的终端到试样另一边的长度为（43±0.5）mm。
2．测定过程
测定应该在经过校准的仪器上进行。在每次测定前，须先检查一下仪器安放是否水平，必要时可以拧动水平调节螺丝（14）调节水平，直到扇形体（7）上表示重心位置的刻线与在仪器基座上或限制器上的相应标记相吻合。此标记通常就取摆动限制器（3）的左端面，搬动扇形体及其附属物升高到左面起撕位置，摆动限制器（3）靠本身弹簧的弹力，顶住扇形体（7）的右面边缘，在试样夹（9）（12）的夹口上插入试样，并拧紧夹口，抬起刀杆（8），将试样的下端切成一个20mm长的裂口，再把指针（5）拨到垂直位置，紧靠指针限制器（4），按下按钮（6）进行撕裂。当扇形体摆向原位时，用左手顺势平稳将它接住并记下读数。为使测定时读数能介于200～600mN间，需要有足够的张数叠在一起撕裂，记下一起撕裂的试样的张数（可用1～16张）并按前述公式计算每次测定的撕裂度值，分别在纸的两个主方向（纵向和横向）上的测定不得少于5次。
注：实验数据以撕裂一张试样所需力的毫牛数来表示，因为读数标尺被制成实际撕裂力的1/16，所以应将测得的平均数乘以16再除以一起撕裂的试样张数。记下试样纵横两个方向上测定结果的平均值。
五、分析与讨论
1．比较同种纸张纵向和横向的撕裂度大小，并分析其原因。
2．比较不同种类相同方向（纵向或横向）的纸张撕裂度大小，并分析其原因。
3．请举例分析纸张撕裂度在纸包装材料使用过程中的作用。
4．简述纸张撕裂度测试原理。