破解泡水海绵耐久性难题：电子拉力试验机循环压缩测试方案

纤维海绵作为一种多孔弹性材料，因其优异的吸液、缓冲和密封性能，被广泛应用于医疗卫生、家居清洁、工业密封等多个领域。在实际使用中，许多纤维海绵制品（如清洁海绵、医用敷料等）需要长期处于湿润状态或反复经历吸液-受压的循环过程。水分的存在会显著影响高分子聚合物的力学性能，可能导致海绵骨架软化、塌陷或永久变形，从而影响其使用寿命和功能可靠性。

因此，科学地评估泡水后纤维海绵在循环载荷下的力学行为，对于产品质量控制、材料筛选和寿命预测至关重要。科准测控小编认为，通过模拟实际使用条件的循环压缩测试，可以精准量化材料的抗疲劳特性、弹性恢复率以及刚度变化，为研发和改进提供关键数据支撑。本文将详细介绍基于科准测控KZ-68SC-05XY电子拉力试验机进行该测试的原理、标准、仪器和操作流程。

一、 测试原理

循环压缩测试的原理是对试样反复施加并卸除特定的压缩载荷或位移，以模拟材料在实际使用中受到的反复挤压作用。在本测试中，我们采用力控制模式，即设定一个固定的力值（200N）作为每次循环的峰值。

测试的核心在于观察材料在两个关键力值点（应力20%和40%所对应的力值）之间的力学行为。通过连续多次的循环，我们可以监测到：

刚度变化：随着循环次数的增加，加载曲线斜率的变化，反映了材料是发生硬化还是软化。

能量损耗：加载曲线与卸载曲线所形成的滞回环面积，代表了材料在每次循环中以内能形式耗散的能量，直接关系到其缓冲和阻尼性能。

永久变形：每次循环结束后，试样无法恢复到初始厚度的现象，这直接反映了材料的尺寸稳定性和耐久性。

对于泡水后的样品，水分子起到了增塑剂的作用，通常会降低纤维间的摩擦和分子链的刚性，可能导致其在循环载荷下表现出更大的变形和更快的性能衰减。

二、 测试标准

ASTM D3574 - 软质多孔材料——板状、粘合和模制聚氨酯泡沫的测试方法。

ISO 3385 - 软质泡沫聚合物材料——用恒定载荷冲击法测定疲劳性能。

GB/T 18944.1 - 高分子多孔材料 海绵与多孔橡胶制品 定负荷反复压缩疲劳的测定。

三、 检测仪器与条件

1、KZ-68SC-05XY 电子拉力试验机

1. 夹具

压缩夹具（通常为上下一对平行平板），平板直径或面积应大于试样尺寸，确保压缩均匀。

3、试验条件

样品名称：纤维海绵

样品状态：经过泡水处理，并去除表面游离水分的湿态样品。

试验温度：室温 (23±2°C)

试验类型：压缩 - 循环控制（力控制）

试验速度：5 mm/min

四、 测试流程

步骤一、样品制备

从待测纤维海绵上切割规定尺寸（如50mm×50mm×20mm）的试样。

将试样完全浸入去离子水中，使其充分饱和吸水。

取出后，静置片刻或用纸巾轻轻吸去表面附着的水滴，但不挤压内部。记录湿态初始厚度（H0）。

步骤二、仪器准备

打开KZ-68SC-05XY电子拉力试验机及电脑软件。

选择“压缩”测试模式，并新建“循环测试”方法。

安装压缩夹具，并进行力值和位移的“清零”操作。

步骤三、参数设置

在软件中设置测试参数：

控制模式：力控制。

目标力值：200 N。

循环条件：在力值达到200N后，开始记录在20%应力（40N）至40%应力（80N）之间的循环。

试验速度：5 mm/min。

循环次数：设定为预定值（如100次）。

终止条件：循环次数达到或试样发生破坏。

步骤五、安装与测试

将处理好的湿态试样居中放置在下方压缩平板上。

启动测试程序，上压板将以5mm/min的速度下降，开始对试样进行压缩。

设备将自动执行设定的循环压缩过程，软件实时绘制出力-位移或应力-应变曲线，并记录每一次循环的数据。

步骤六、数据记录与分析

测试结束后，软件自动生成报告。关键分析数据包括：

各次循环的20%应力与40%应力下的变形量/应变值。

滞回环面积随循环次数的变化趋势。

循环结束后试样的残余变形量（永久变形率）。

观察试样是否出现破裂、粉碎等破坏现象。

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