皮革的拉伸强度和负泊松比特性
- 2月18日
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皮革的众多特性中，抗拉强度至今仍是一个非常广泛而复杂的研究课题。皮革具有独特的结构和质地，受到动物自身特性和不同鞣制工艺的影响。
测试皮革的拉伸强度在结果的可重复性和一致性方面可能具有挑战性：尽管可以在行业技术书籍中找到许多例子，但制革行业尚未确定如何最好地利用皮革的拉伸强度来实现最大的表面产量。
在2022 年 IULTCS 会议上，Fratelli Carlessi 公司展示了一项关于整张皮革机械性能的深入研究，采用了用于干燥和调理的创新技术和机械。
让我们来分析一下最有趣的结果：
全皮抗拉强度研究
几个世纪以来，制革业对皮革的各种机械性能进行了大量的研究和测试，包括对拉伸强度的理论和实践分析。
皮革的拉伸和张紧性能受多种基本特性的影响。仅举几例，我们发现：
纤维的排列和浓度：它们的排列和密度因皮肤的不同区域而异，而这些区域又受到动物生活状况的影响；
湿度水平以及各个部位的脂肪分布情况。
遗憾的是，对皮革张力的研究不如对其他材料的研究那样彻底：过去人们通过切割和测试皮革样本在不同区域的性能，并根据其相对于背部区域的方向进行评估。
这种方法使制革厂能够更好地了解皮革不同区域的拉伸和伸长性能，并据此绘制出相应的图谱，从而更好地预测其在成品中的性能。
然而，必须考虑一个重要因素：皮革的各个部分，无论多么不同，都是相互联系和关联的。如果我们能够更好地理解和利用构成皮革整体的纤维之间的联系，就有可能最大限度地发挥其真正的潜力。
什么是收缩和泊松比？
我们目前对皮革的拉伸强度的了解是，在应力作用下，大多数样品在纤维开始断裂之前都会经历一定程度的收缩，从而导致样品撕裂。
根据定义，颈缩是指材料在拉伸作用下横截面发生的局部变形。这种效应由泊松比决定，泊松比衡量材料在垂直于外力方向上的膨胀或收缩程度。
具体来说，泊松比是一个正值或负值，它定义了横向应变和轴向应变之间的比例关系：
泊松比为正值时，垂直面积会收缩；
负泊松比预示着垂直面积的膨胀。
虽然大多数材料的泊松比为正值，但拉胀材料的泊松比为负值：当受到拉伸时，它们会在垂直于应力方向的方向上增厚。这归功于其特殊的内部结构，这种结构赋予了拉胀材料诸多优异的性能，例如高机械强度和卓越的阻尼性能。
皮革中存在的拉胀特性
在对CRC 烘干机进行的一些测试中，观察到了一种有趣的现象：在某些皮革上发现了负泊松比，这决定了表面在垂直于框架施加的张力的方向上发生膨胀。
该测试通过多次拉紧和稳定蒙皮来进行，以便以相同的强度拉伸腹部和背部区域：CRC 实际上能够在框架的两侧施加不同调节的张力。
负泊松比行为呈线性出现，从背部开始向外侧扩散，干燥结束时，背部区域仍然存在负泊松比行为。
根据我们的测试，似乎整张受拉皮革的表面积会朝着意想不到的方向增加：并非所有样品都表现出明显的负泊松比特性，但这种现象发生的频率相当高，而皮革的收缩并不明显。
我们可以肯定地说，皮革的纤维结构是独特的，具有巨大的潜力：通过干燥利用皮革的负泊松比特性，不仅可以提高表面积产量，还可以提高皮革的均匀性和整体质量。
皮革干燥的重要性
影响生皮抗拉强度的关键工序之一是干燥过程。为了精确控制生皮的张力和干燥过程，我们采用最先进的鞣革设备对生皮的抗拉性能进行了研究。
Fratelli Carlessi CRC烘干机可让您：
通过精密的气流通道，以完全可控的方式干燥和保养皮革；
精确地拉紧和放松皮革，将不同的拉力充分传递到不同的区域；
在皮革干燥过程中，向操作人员持续实时地反馈张力、温度和湿度水平。
Fratelli Carlessi 为制革行业提供的解决方案不仅保证了皮革加工质量和可重复性的一致性，而且还使制革厂能够降低能源消耗、劳动力成本、生产时间和碳排放。
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