ВСТУПЛЕНИЕ

Механические свойства волокон

Механические свойства волокон проявляются в результате действия на них внешних механических сил растяжения, изгиба, трения и других.

Под действием растяжения волокна проявляют такие свойства, как прочность и удлинение.

Прочность или разрывная нагрузка Р_г (сН) - это наибольшее усилие растяжения, которое испытывает волокно в момент его разрыва. Т.е. прочность волокон определяет их способность сопротивляться растягивающим усилиям.

Относительная разрывная нагрузка Ро (сН/текс) - характеризует зависимость прочности волокон от их толщины (линейной плотности) и определяется по формуле:

Ро = Рр/Т

В таблице 2 дана характеристика прочности волокон в мокром и сухом состоянии, которая выражена разрывной нагрузкой.

Прочность химических волокон зависит от степени их вытягивания и стабилизации в процессе производства. При большем вытягивании волокон при их формировании прочность волокон возрастает. Стабилизация волокон высокими температурами приводит к ориентации макромолекул, и, как следствие, - к увеличение прочности волокна.

Таблица 2. Прочность волокон

Прочность натуральных волокон зависит от линейной плотности волокна. Чем более тонким и плотным является волокно, тем более высокую прочность оно проявляет.

Прочные волокна: капрон, анид, лен, лавсан, вінол. Непрочные волокна: шерсть, ацетатные, вискоза, хлопок.

Прочность волокон влияет на прочность пряжи и материалов, которые из них изготавливают.

Прочность волокон может меняться при их увлажнении.

Удлинение текстильных волокон - это их способность увеличивать свою длину вследствие растяжения.

Удлинение характеризуется двумя показателями:

а) абсолютное разрывное удлинение 1_г (мм) - показывает прирост длины волокна в момент его разрыва и определяется по формуле:

1_Г = L1 - Lo,

где: Lo- это начальная длина волокна, мм;

L1 - длина волокна в момент разрыва, мм.

б) относительное удлинение Lo (%) - показывает, какую часть от первоначальной длины волокна составляет его абсолютное удлинение до момента разрыва и определяется по формуле:

Lо = Lг/L*100(%)

В случае применения меньшего растягивающего усилия, чем разрывная, с последующей разгрузкой волокна, определяют полную деформацию удлинение и три ее составные части (компоненты).

Полная деформация удлинения L (%) - это деформация максимального удлинения волокна вследствие растяжения без его разрушению.

Составляющие полного удлинения: упругая, эластическая и пластическая деформации.

1. Упругая деформация - это та часть прироста длины волокна, которая исчезает практически мгновенно после его разгрузки.

Чем выше часть упругой деформации в волокне, тем выше качество изделий из этого волокна, тем лучше они будут сохранять форму, меньше будут сминаться.

2. Эластичная деформация - это та часть прироста длины волокна, которая исчезает после его разгрузки постепенно, на протяжении некоторого времени.

3. Пластическая деформация - это та часть прироста длины волокна, которая не исчезает после его разгрузки.

При увеличении удлинения волокна часть упругой деформации уменьшается, а эластической и пластической - растет. Поэтому, если волокно имеет большое удлинение, изделия из него плохо сохраняют форму, сильно зминаються.

В таблице 3 приведены виды удлинение волокон при деформации растяжения и после освобождения от нее. Из данных таблицы видно, что лучшие упругие качества проявляют волокна капрона, лавсана, нитрона и шерсти.

Таблица 3. Деформация удлинения волокон

Трение волокон имеет большое значение для процессов их переработки в текстильные изделия.

Трение - это сила противодействия свободному перемещению двух тел (волокон), которые сталкиваются при нормальном давлении их одно на одно.

Перемещению волокон препятствуют неровности их поверхностей.

Основная характеристика трения - где коэффициент тангенциального сопротивления (К_т.₀.) скольжение волокон, которые сталкиваются.

К_т.o. - определяется как отношение силы трения Т к силе нормального давления N для двух физических тел, которые свободно скользят друг по одному, по формуле:

Же т.м. = Т/N

Чем выше коэффициент тангенциального сопротивления скольжению, тем лучшая формоустойчивость материалов, более высокая их износостойкость, меньшая пілінгуємість.

Высокий К_т.а. имеют волокна шерсти и хлопка.

Устойчивость волокон к истиранию. Истирание волокон происходит в результате их столкновения с поверхностью твердых предметов или жестких материалов. Волокна при стирании становятся более тонкими, теряют прочность, все это вызывает износ материалов в изделиях.

Волокна имеют разную устойчивость к истиранию. Наиболее устойчивыми к истиранию является волокна капрона, аніду, лавсана, вінолу, льна.

Наименее устойчивы - волокна шерсти, хлопка, ацетатные, нитрон.