徐晨光，孟家光，魏 冬，薛 涛

(西安工程大学纺织科学与工程学院，陕西西安 710048)

0 前言

超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)具有许多优异的性能，其密度为0.97 g/cm3，制备的产品重量轻。另外，超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)具有高强度、耐磨性的特点，还可以耐强酸强碱等化学品的腐蚀[1]。因此，用超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)作为原料来编织的防割手套会有很好的物理性能。防切割性能是防割手套很重要的力学指标，除此之外，防割手套的其他综合力学性能也是影响其质量的重要指标，其中包括耐摩擦性、抗撕裂性、抗穿刺性，防护手套检测EN388标准更是将这四个基本性能参数作为检测指标进行等级评分。

本试验结合机械防护用具EN388标准，对防割手套的耐摩擦性、抗撕裂性和抗穿刺性进行综合的测试及性能分析，评定所测试的防割手套的各性能等级[2－3]。

1 试验部分

1.1 实验材料设备和仪器

1.1.1 实验设备

实验中所用仪器如表1所示。

表1 实验所用仪器

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维

1.1.3 防割手套制备过程及后处理

以超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维，在7针全自动手套机上以小拇指、无名指、中指、食指、小掌、大拇指、大掌、螺纹口的顺序，依次编织成UHMWPE纤维防割手套，再使用含固量为70%的水性聚氨酯(WPU)、12g的保水剂，以40℃的干燥温度、30℃的涂覆温度对防割手套进行涂层处理[4]

1.2 测试方法

1.2.1 耐摩擦性能测试

选用YG(B)401E型马丁代尔平磨仪对防割手套的耐摩擦性能进行测试，如图1为YG(B)401E型马丁代尔平磨仪，在温度(20±2)℃、相对湿度(65±5)%的条件下对织物试样进行耐磨性能的测试。试样直径应为38.0±0.50mm，每个试样重复试验10次，取均值[5]。

图1 YG(B)401E型马丁代尔平磨仪

1.2.2 抗撕裂性测试

选用YG033型织物撕裂仪对防割手套的抗撕裂性进行测试，如图2为织物撕裂仪，在温度(20±2)℃，相对湿度(65±5)%的条件下对织物试样进行耐磨性能的测试。试样的有效尺寸为100mm×63mm，每个试样测试3次，取平均值[6]。

图2 织物撕裂仪

1.2.3 抗穿刺性测试

选用YG(B)026D型电子织物强力机，试样的调湿、测试的标准大气条件为20℃±4℃、相对湿度为65%±4%，根据国家标准 GB/T19976－2005《纺织品顶破强力的测定钢球法》，取样5块，分别测试取平均值[7]。

图3 电子织物强力机

2 结果讨论

2.1 耐摩擦性能分析

织物是由纱线组成的，而纱线又是由纤维或单纤组成的，所以织物的磨损可以归结为主要是由于织物中的纤维或单丝受到机械损伤或纤维间的相互联系遭到破坏的结果[8]。防割手套在外力的作用下发生机械磨损，其主要包括切割和磨损两个现象，当纤维一旦被割伤，其裂口在反复拉伸与弯曲的作用下，就会产生应力集中，使伤口开裂扩大，以致纤维断裂；磨损发生在机械与防割手套的表面，它完全取决于两个接触物的正压力。表2为防割手套耐摩擦性能测试结果。

表2 防割手套耐摩擦性能测试结果(次)

由表2可以看出，WPU涂层后防割手套的耐摩擦性能优于无WPU涂层的防割手套。这是由于涂层整理对织物耐磨性起到增强的作用，涂层适当的增强了织物表面并相互粘连以改善织物的耐磨性，并且在经过涂层整理后，减少了纤维露在织物的表面，这也有利于提高织物的耐磨性。

2.2 抗撕裂性能分析

织物中纱线受到与其轴向相垂直的外力，逐根受到最大负荷发生断裂时称为撕破强力[9]。织物的撕破是比较常见和容易发生的一种破坏形式，防割手套经常以撕破为破坏形式出现，为了提高防割手套的使用寿命，必须对其撕破性能进行研究。表3为防割手套抗撕裂性能测试结果。

表3 防割手套抗撕裂性能测试结果(次)

表3中，涂层后的防割手套的抗撕裂性测试平均值大于无涂层手套，涂层后防割手套的表面形成的膜对纤维形成了粘连，并阻止纤维的相互移动，导致防割手套的抗撕裂性能增强。

2.3 抗穿刺性能分析

手套织物穿刺破坏过程实际就是织物中纱线的滑移与纱线横截面切割破坏的响应过程[10]。防割手套的抗穿刺性是消费者选择手套很看重的一个项目，在日常的机械作业中，尖锐的物体容易对手部造成伤害。因此，对防割手套的抗穿刺性能也必须进行测试，如表4为防割手套抗穿刺性能测试结果。从表4中可以得出，涂层手套的抗穿刺性能大大优于未涂层的手套。这是由于，涂层工序对防割手套表面形成了一层保护层，可以有效防止尖锐物品的穿刺，而防割手套作为针织物产品，它的抗穿刺性能较差。防割手套作为针织物，可以通过改用较粗的纱线或者适当提高针圈密度来提高抗穿刺性能。

表4 防割手套抗穿刺性能测试结果(N)

2.4 两种手套性能对比

表5 两种手套性能对比

从表5中可以看出，涂层手套的耐摩擦性、抗撕裂性和耐穿刺性均优于无涂层的手套。

EN388标准是在手套通用标准EN420的基础上规定了劳动防护手套的机械性危害防护手套的技术要求、试验方法、标志标识和使用说明，适用在机械危害方面的各种防护性手套，也用来确定手套的防冲击割伤和抗静电特性。

所谓“机械危害”指的是由摩擦、刀割、撕裂和刺穿而造成的危险。EN388标准即是通过测试手套的摩擦性、抗割性、抗撕裂性和耐刺穿性，对四个基本测试性能进行评级(1—5级)，每个基本测试等级越高代表该手套相对应的耐磨性、抗割性、抗撕裂性或者耐穿刺性越好，那么机械危害防护就能达到相应的效果，表6为EN388标准测试的评分等级。

表6 EN388标准测试的评分等级

通过对防割手套的各个指标进行考量，参照机械防护用具EN388标准，本课题所研究生产的防割手套的耐磨性等级3级、抗撕裂性等级3级和抗穿刺性等级2级，各性能指标基本达到相应等级。

3 结论

本实验结合机械防护用具EN388标准，对防割手套的耐摩擦性、抗撕裂性和抗穿刺性进行综合的测试及性能分析，评定所织造的防割手套的各性能等级，考查所制造的防割手套是否满足市场需求。通过对防割手套的各个指标进行考量，参照机械防护用具EN388标准，本课题所测试的防割手套的耐磨性等级3级、抗撕裂性等级3级和抗穿刺性等级2级，各性能指标基本达到相应等级，可以满足市场所求。