HVI测试棉纤维断裂比强度的影响因素分析
张晓军
【摘 要】论文主要针对HVI测试棉纤维断裂比强度的影响因素进行分析，从HVI测试棉纤维断裂比强度的条件、测试中常见的问题、正交试验及其分析等方面进行深入研究与探索，主要目的在于推动其快速发展与进步。
【Abstract】This paper focuses on the analysis of influencing factors of cotton fiber breaking strength under HVI test， in-depth studies and explores from the conditions of cotton fiber breaking strength of HVI test， the common problems in the test， orthogonal test and its analysis， the main purpose is to promote its rapid development and progress.
【关键词】HVI；棉纤维；强度
【Keywords】HVI； cotton fiber； strength
【中图分类号】S561 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）08-0136-02
1 HVI测试棉纤维断裂比强度的条件
我国政府相关部门对于进行棉纤维物理性质实验的措施规定中明确指出，在HVI测试棉纤维断裂比强度过程中应严格根据以下三方面的要求进行：首先，科研人员应该对实验环境进行检测调整，使其与环境的二级大气标准相一致，控制温度在21℃左右，相对湿度在66%左右；其次，在试验检测前应进行相应的实验样本调湿工作，在实验样本的回潮率大于标准回潮率时，科研人员应该对其进行预调湿工作，同时其调湿时间应该在25h左右；最后，科研人员在对试验样本进行检测的过程中，各实验样本都应该进行三次左右的检测，以保证实验的科学性。
2 HVI测试棉纤维断裂比强度的常见问题
首先，样本的回潮率。样本在大气压力、空气相对湿度、样本平衡前自身含水量等因素的作用下，其自身棉纤维的回潮率为6.5%～7.5%。在标准情况下，科研人员利用HVI方法反复对一种样本进行检测，在其回潮率逐渐提升的情况下，棉纤维的强度逐渐提高。
其次，样本的相应湿度。科研人员在使用相关设备对样本进行检测后，实验设备对样本中的纤维进行抽取，在进行相应的处理后纤维进入拉断设备中进行下一步检测，其过程约为30s左右。在纤维进入拉断设备期间，检测棉纤维会在相对湿度的影响下发生改变，从而导致检测结果出现不同。
最后，实验检测次数。科研人员在棉纤维长度强度检测过程中，相同的检测样本在一定的时间间隔中（相对湿度保持不变），HVI设备上检测的次数相一致，其试验检测结果也存在着一定的不同。其中科研人员在对皮辊棉棉纤维断裂比强度进行检测时，这种问题最为明显。
3 正交试验及其分析
3.1 HVI测试棉纤维断裂比强度的正交试验设计
在这一过程中，要充分考虑棉花的特性以及加工过程的变化，尤其是皮辊棉，其加工方式与其他类棉花存在差异性，这就导致其均匀性发生变化，通常情况下，加工后的皮辊棉均匀度相对较差，所以说，上文所提到的回潮率、相对湿度和测试次数三种因素对于HVI测试锯齿棉和皮辊棉断裂比强度的影响程度是不同的[1]。为了使大家对这一情况能够有更深入的了解，本文通过正交试验设计来分别探讨这三种因素对鋸齿棉和皮辊棉断裂比强度的影响，分析影响权重。
3.2 试验样品选择
对于锯齿棉和皮辊棉，在选取样品时使用随机抽取的模式，每份样品随机抽取的重量要保证在800g以上。接下来相关工作人员要将每份试样进行均匀混合，平均分成三等份，然后将这三等份样品分别放置在设置好的湿度环境中，且湿度环境各不相同，进行湿度的平衡调节，在满足试验所要求的回潮率之后，停止调节。
3.3 正交实验设计
在设计时，要根据回潮率、相对湿度、试验次数三个不同因素进行针对性考虑，并综合实际要求来选取三个因素的三个不同水平进行试验。在整个试验过程中，不需要考虑交互作用的影响，经过综合考量，选取L9（34），下面进行因素水平对照表和正交实验的设计，如表1、2所示：
3.4 正交实验结果与分析
根据相关的试验标准，使用HVI分别对样品进行棉纤维断裂比强度测试，然后根据测试结果展开分析，确定各因素的影响比重。在这一过程中，要对锯齿棉和皮辊棉两种不同样品进行三因素状态下三水平所对应的棉纤维断裂比强度之和以及极差的计算，用K1/K2/K3分别代表强度比之和，用R代表极差，结果如表3所示：
根据以上数据我们就可以对各因素的影响程度进行深入分析，并对不同类型的样品进行针对性说明，详细论述回潮率、相对湿度、试验次数的影响。经过总结，得出如下结论：
首先，科研人员在对皮辊棉纤维强度进行检测期间，A的极差值相对较大，证明试验检测次数对试验检测结果具有较强的影响，之后是回潮率，最后是相对湿度。这主要是由于皮辊棉在制作期间籽棉没有经过长时间融合，导致其自身具有极差的均匀性。科研人员在对其进行试验检测时稳定性也相对较弱，所以试验检测次数对该实验结果具有较强的影响。
其次，科研人员在对锯齿棉纤维强度进行检测期间，C的极差值相对较大，说明自身的回潮率对试验检测结果具有较大的影响，相对湿度与试验检测次数对实验结果的影响则相对较小，这主要是由于棉纤维具有较浅的聚合度，其分子链相对较长。在回潮率提升后，分子链之中的氢键作用被降低，使各原纤结构与各分子的移动能力得以提升，使原纤结构与分子自身的张力具有较强的均匀性，进一步增加了受力分子链数目，使棉纤维的强度得以提升，所以在棉纤回潮率提升过程中其断裂比强度也随之上升。
最后，相对湿度对实验检测结果造成较为严重的影响是由于HVI设备在实际运行期间，所抽取的试验检测棉纤维含量相对较少，几毫克的棉纤维的吸收水分与释放水分的能力相对较强。在试验检测过程中，如果实验环境的相对湿度突然发生改变，则会导致棉纤维自身的含水量发生较大改变，进而对实验检测结果造成一定的影响。
4 结语
科研人员在对锯齿棉纤维断裂强度进行检测的过程中，棉纤维回潮率对试验检测结果有着较大的影响，接着是相对湿度，最后为检测次数。为了提升HVI试验检测数据的科学性与合理性，科研人员应利用科学的方法对实验环境中的相对湿度与温度进行管控，同时将监测样本的调湿平衡时间进行科学的延长（49h），使棉纤维具有较好的回潮率（7.4%～8.1%）。
在对皮辊棉纤维进断裂比强度检测的过程中，试验检测次数对检测结果有着较大的影响，其次为回潮率，最后为相对湿度。因此科研人员在进行皮辊棉实验过程中可以根据科学的方法提高试验检测次数，提高实验结果的准确性。另外，棉纤维自身的回潮率与强度相互联系，所以纺织企业在工作期间，遇到棉纤维强度较弱发生断路问题时，可以利用提升棉纤维的回潮率进一步提升棉纤维自身的强度。
【参考文献】
【1】郑凯，将明亮，张玲妹，等.HVI测试棉纤维断裂比强度的影响因素分析[J].棉纺织技术，2011（06）：4-6.
【摘 要】论文主要针对HVI测试棉纤维断裂比强度的影响因素进行分析，从HVI测试棉纤维断裂比强度的条件、测试中常见的问题、正交试验及其分析等方面进行深入研究与探索，主要目的在于推动其快速发展与进步。
【Abstract】This paper focuses on the analysis of influencing factors of cotton fiber breaking strength under HVI test， in-depth studies and explores from the conditions of cotton fiber breaking strength of HVI test， the common problems in the test， orthogonal test and its analysis， the main purpose is to promote its rapid development and progress.
【关键词】HVI；棉纤维；强度
【Keywords】HVI； cotton fiber； strength
【中图分类号】S561 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）08-0136-02
1 HVI测试棉纤维断裂比强度的条件
我国政府相关部门对于进行棉纤维物理性质实验的措施规定中明确指出，在HVI测试棉纤维断裂比强度过程中应严格根据以下三方面的要求进行：首先，科研人员应该对实验环境进行检测调整，使其与环境的二级大气标准相一致，控制温度在21℃左右，相对湿度在66%左右；其次，在试验检测前应进行相应的实验样本调湿工作，在实验样本的回潮率大于标准回潮率时，科研人员应该对其进行预调湿工作，同时其调湿时间应该在25h左右；最后，科研人员在对试验样本进行检测的过程中，各实验样本都应该进行三次左右的检测，以保证实验的科学性。
2 HVI测试棉纤维断裂比强度的常见问题
首先，样本的回潮率。样本在大气压力、空气相对湿度、样本平衡前自身含水量等因素的作用下，其自身棉纤维的回潮率为6.5%～7.5%。在标准情况下，科研人员利用HVI方法反复对一种样本进行检测，在其回潮率逐渐提升的情况下，棉纤维的强度逐渐提高。
其次，样本的相应湿度。科研人员在使用相关设备对样本进行检测后，实验设备对样本中的纤维进行抽取，在进行相应的处理后纤维进入拉断设备中进行下一步检测，其过程约为30s左右。在纤维进入拉断设备期间，检测棉纤维会在相对湿度的影响下发生改变，从而导致检测结果出现不同。
最后，实验检测次数。科研人员在棉纤维长度强度检测过程中，相同的检测样本在一定的时间间隔中（相对湿度保持不变），HVI设备上检测的次数相一致，其试验检测结果也存在着一定的不同。其中科研人员在对皮辊棉棉纤维断裂比强度进行检测时，这种问题最为明显。
3 正交试验及其分析
3.1 HVI测试棉纤维断裂比强度的正交试验设计
在这一过程中，要充分考虑棉花的特性以及加工过程的变化，尤其是皮辊棉，其加工方式与其他类棉花存在差异性，这就导致其均匀性发生变化，通常情况下，加工后的皮辊棉均匀度相对较差，所以说，上文所提到的回潮率、相对湿度和测试次数三种因素对于HVI测试锯齿棉和皮辊棉断裂比强度的影响程度是不同的[1]。为了使大家对这一情况能够有更深入的了解，本文通过正交试验设计来分别探讨这三种因素对鋸齿棉和皮辊棉断裂比强度的影响，分析影响权重。
3.2 试验样品选择
对于锯齿棉和皮辊棉，在选取样品时使用随机抽取的模式，每份样品随机抽取的重量要保证在800g以上。接下来相关工作人员要将每份试样进行均匀混合，平均分成三等份，然后将这三等份样品分别放置在设置好的湿度环境中，且湿度环境各不相同，进行湿度的平衡调节，在满足试验所要求的回潮率之后，停止调节。
3.3 正交实验设计
在设计时，要根据回潮率、相对湿度、试验次数三个不同因素进行针对性考虑，并综合实际要求来选取三个因素的三个不同水平进行试验。在整个试验过程中，不需要考虑交互作用的影响，经过综合考量，选取L9（34），下面进行因素水平对照表和正交实验的设计，如表1、2所示：
3.4 正交实验结果与分析
根据相关的试验标准，使用HVI分别对样品进行棉纤维断裂比强度测试，然后根据测试结果展开分析，确定各因素的影响比重。在这一过程中，要对锯齿棉和皮辊棉两种不同样品进行三因素状态下三水平所对应的棉纤维断裂比强度之和以及极差的计算，用K1/K2/K3分别代表强度比之和，用R代表极差，结果如表3所示：
根据以上数据我们就可以对各因素的影响程度进行深入分析，并对不同类型的样品进行针对性说明，详细论述回潮率、相对湿度、试验次数的影响。经过总结，得出如下结论：
首先，科研人员在对皮辊棉纤维强度进行检测期间，A的极差值相对较大，证明试验检测次数对试验检测结果具有较强的影响，之后是回潮率，最后是相对湿度。这主要是由于皮辊棉在制作期间籽棉没有经过长时间融合，导致其自身具有极差的均匀性。科研人员在对其进行试验检测时稳定性也相对较弱，所以试验检测次数对该实验结果具有较强的影响。
其次，科研人员在对锯齿棉纤维强度进行检测期间，C的极差值相对较大，说明自身的回潮率对试验检测结果具有较大的影响，相对湿度与试验检测次数对实验结果的影响则相对较小，这主要是由于棉纤维具有较浅的聚合度，其分子链相对较长。在回潮率提升后，分子链之中的氢键作用被降低，使各原纤结构与各分子的移动能力得以提升，使原纤结构与分子自身的张力具有较强的均匀性，进一步增加了受力分子链数目，使棉纤维的强度得以提升，所以在棉纤回潮率提升过程中其断裂比强度也随之上升。
最后，相对湿度对实验检测结果造成较为严重的影响是由于HVI设备在实际运行期间，所抽取的试验检测棉纤维含量相对较少，几毫克的棉纤维的吸收水分与释放水分的能力相对较强。在试验检测过程中，如果实验环境的相对湿度突然发生改变，则会导致棉纤维自身的含水量发生较大改变，进而对实验检测结果造成一定的影响。
4 结语
科研人员在对锯齿棉纤维断裂强度进行检测的过程中，棉纤维回潮率对试验检测结果有着较大的影响，接着是相对湿度，最后为检测次数。为了提升HVI试验检测数据的科学性与合理性，科研人员应利用科学的方法对实验环境中的相对湿度与温度进行管控，同时将监测样本的调湿平衡时间进行科学的延长（49h），使棉纤维具有较好的回潮率（7.4%～8.1%）。
在对皮辊棉纤维进断裂比强度检测的过程中，试验检测次数对检测结果有着较大的影响，其次为回潮率，最后为相对湿度。因此科研人员在进行皮辊棉实验过程中可以根据科学的方法提高试验检测次数，提高实验结果的准确性。另外，棉纤维自身的回潮率与强度相互联系，所以纺织企业在工作期间，遇到棉纤维强度较弱发生断路问题时，可以利用提升棉纤维的回潮率进一步提升棉纤维自身的强度。
【参考文献】
【1】郑凯，将明亮，张玲妹，等.HVI测试棉纤维断裂比强度的影响因素分析[J].棉纺织技术，2011（06）：4-6.
