摩擦造成的磨损是所有织物受外界机械影响后造成失效的主要原因之一,因此织物的耐磨性能一直是纺织材料学的重要研究对象。现有评价织物耐磨性能最典型的是以马丁代尔法为代表的耐磨测试方式,该测试方式是磨料与面料以面与面的接触方式进行摩擦,具有简单易用的特点,但存在如下缺点:无法测知摩擦力集中于点时织物的表现,即织物折皱尖端处的磨损状态;无法得知织物何时出现破洞;且大多耐磨性能评定需进行人工观测,具有一定主观性,没有精确的量化指标。为此,本课题组研制出一种新型气流式织物耐磨仪,专门用以测量织物折皱点的耐磨性能。在一定充气压力下,耐磨仪磨料对织物折皱点进行摩擦,当织物折皱点磨损,会产生孔洞,导致气体流量的变化。通过伯努利方程将变化气流量转化成与破损孔洞面积相等效的圆形孔洞的直径。以该等效孔径的大小来评价织物的折皱耐磨性能,即可实时给出织物在给定摩擦条件下随时间的破坏程度;同时也可通过所记录的曲线和数据判断开始实验到等效孔径值到达突变点时所需的摩擦时间作为评价指标,并以外观评价作为辅助评价指标。本课题研究内容涉及以下五个方面:(1)在前期设计完成气流式织物耐磨仪基础上对其进行完善与改进。稳固了箱体以及内部元件之间的连接。升级了步进电机驱动器、流量传感器、温度传感器以及压力数显表,大幅度降低了驱动系统电磁噪声干扰。同时增加了油水分离器、电磁阀以及2个调压阀,显著提高了使用中压力的稳定程度。(2)基于气流式织物耐磨仪,研究适用的数据采集系统和运动控制系统,通过电容滤波、电感滤波方式将传感器采集的信号进行硬件滤波处理,再通过Lab VIEW软件对采集的数据进行数字滤波以及软件处理,大幅度压制了噪声对结果的影响,直接实时输出磨损孔洞的等效孔径值,完成气流式织物耐磨仪对织物折皱点摩擦的测试。(3)根据流动连续性原理以及伯努利方程推导出等效孔径公式,并用钻孔涤纶薄膜对等效孔径公式进行修正,得出准确的等效孔径公式。即可通过Lab VIEW软件将变化气流量直接转化成等效孔径值,以此来表征织物折皱耐磨性能。(4)选定等效孔径值、摩擦时间作为羽绒面料折皱耐磨性能的主要评价指标,以外观评价作为辅助评价指标。在实验的基础上,通过数学方法对实验数据进行分析,确定最佳的充气压力、磨料目数。(5)从羽绒面料的规格参数和服用性能参数两方面入手,运用灰色关联度分析羽绒面料规格参数:平方克重、面料厚度、经纬密以及服用性能:悬垂性、透气率对织物折皱耐磨性能的影响,通过直观分析面料后处理方式对面料的折皱耐磨性能的影响;采用LLY-15B型织物防钻绒试验机对破损织物的防钻绒性进行测试,通过皮尔森相关性分析破损织物的防钻绒性对面料折皱耐磨性能的影响。最后探讨气流式织物耐磨仪与马丁代尔耐磨仪在结构、测试原理、测试方法、测试结果评价方面的区别。得出以下结论:(1)在测试条件相同的情况下,等效孔径值越大,则织物的折皱耐磨性能越差,反之则越好;同样,在相同测试条件下,摩擦时间越短,则织物折皱耐磨性能越差,反之则越好。当两种面料出现相近的等效孔径值时,通过织物折皱点的起毛情况以及从内部往外看孔洞的大小,孔洞位置是否集中等方面来进行外观辅助评价。(2)气流式织物耐磨仪测试参数中最佳充气压力为9kpa;最佳磨料目数为600目。(3)织物折皱耐磨性能六个因素的影响程度依次为悬垂系数>平方克重>纬密>面料厚度>经密>透气率;面料后处理方式会影响面料的折皱耐磨性能;破损织物的防钻绒性对面料折皱耐磨性能几乎没有影响。(4)马丁代尔耐磨仪的结构相对于气流式织物耐磨仪来说较为简单,但需要一定间隔内取下试样进行人工评价,存在一定主观性,气流式织物耐磨仪能客观实时输出等效孔径值,反映织物折皱耐磨性能。同时两者的评价方式和所针对的破坏失效形式也完全不相同,在这方面两者不能相互替代。通过马丁代尔耐磨仪与气流式织物耐磨仪对羽绒面料进行耐磨性测试的实验结果对比可知,气流式织物耐磨仪更加稳定,同种材料、相同测试条件下所测数据离散度较小。