Лекция 6 Характеристика механических свойств нитей
Учебные вопросы
1. Разрывная нагрузка и удлинение нитей.
2. Классификация нитей по растяжимости.
3. Свойства и ассортимент швейных ниток
К основным характеристикам механических свойств нитей относятся: разрывная нагрузка - Рр (наибольшее усилие, сН или гсН, выдерживаемое нитью к моменту разрыва), разрывное удлинение - Lp (приращение длины нити к моменту ее разрыва, выражаемое в абсолютных единицах или процентах). Для сопоставления прочности нитей различной толщины вводится понятие относительной разрывной нагрузки, приходящейся на единицу линейной плотности нити - Ро.
Ро= Рр/ Т (24),
где Т - линейная плотность, текс
Lp = L1 – L0 (25),
где L1 - длина образца к моменту разрыва, м; L0 – первоначальная длина образца, м.
Относительное разрывное удлинение (p,%) показывает, какую часть от первоначальной длины образца составляет его абсолютное удлинение к моменту разрыва.
Lр
p
= 100% (26),
Lо
Сопротивление нитей разрывающим усилиям определяется структурой и свойствами составляющих их волокон, молекулярной и надмолекулярной структурой высокополимеров, прочностью связей в молекулярных цепях и между ними, формой и длинной молекул, их распрямленностью и ориентацией относительно оси волокна, а также структурой самих нитей.
У комплексных нитей прочность и удлинение зависит в основном от механических свойств составляющих их элементарных нитей. Однако, если элементарные нити не одинаково распрямлены, обладают различной прочностью и удлинением, на отдельных участках нитей возникают перенапряжения, происходит ступенчатый разрыв, что значительно снижает прочность нитей.
В пряже волокна ограниченной длины удерживаются трением, поэтому прочность пряжи зависит не только от механических свойств и равномерности волокон, но и от характера поверхности волокон - ее формы и длинны, ориентированности и распрямлённости, закреплённости волокон в пряже круткой.
При обрыве пряжи только часть волокон участвует в разрыве, остальные же растаскиваются. Степень использования прочности волокон в кардной пряже около 40-30 %, в аппаратной 20-30 %. Этим в значительной степени объясняется большая прочность комплексных нитей, чем пряжи.
Процесс растяжения текстурированных нитей осуществляется в три этапа. Сначала при нагрузках, составляющих 2,5-3 % разрывных, происходит ориентация оси первичной нити вследствие распрямления витков и изгибов текстурированной нити, а затем под действием приложенной вдоль оси нагрузки, первичная нить деформируется и, наконец, происходит ее обрыв.
Текстурированные нити под действием внешних сил деформируются вследствие распрямления извитков. Устойчивая извитость заставляет их после снятия нагрузки быстро восстанавливать первоначальную форму. Деформация текстурированных нитей носит ярко выраженный релаксационный характер. Процесс быстро завершается как под нагрузкой, так и после ее снятия. Благодаря этому выработанные из них изделия хорошо сохраняют форму в процессе эксплуатации.
Сравнительные разрывные характеристики пряжи и нитей приведены в табл. 8.
Таблица 8 - Разрывные характеристики пряжи и нитей.
Сырье |
Разрывная характеристика |
|
Относительная разрывная нагрузка, сН/текс |
Относительное разрывное удлинение ,% |
|
1 |
2 |
3 |
Пряжа: |
||
Хлопчатобумажная |
10-16 |
6.5 |
Шерстяная аппаратная |
3 – 3,5 |
8 |
Шерстяная гребенная |
5 - 7 |
7 |
Льняная |
15 - 20 |
2 |
Вискозная |
8 – 10 |
10 |
Комплексные нити |
||
Шелк-сырец |
30-35 |
18 |
Вискозные |
15-18 |
18 |
Ацетатные |
14-15 |
20 |
Капроновые |
38-45 |
25 |
Текстурированные нити |
||
Эластик (капроновый) |
9-16 |
170-290 |
Мэрон ( капроновый) |
30-32 |
80 |
Согласно классификации Ф.Х.. Садыковой, текстурированные комплексные нити по своей структуре подразделяются на три вида: высокой растяжимости (100% и более), повышенной растяжимости (до100%), обычной растяжимости (до30%).
К высокорастяжимым относятся нити, полученные методом вязания - распускания, и нити эластик. Методом вязания-распускания получают нити с плохой извитостью. Процесс их производства заключается в вязании трубчатой ленты, фиксации нитей в изогнутом положении путем термообработки и распускание ленты. Эти нити обладают устойчивой извитостью.
Нити эластик образуются из двух полиамидных термопластичных нитей с высокой правой и левой круткой. После фиксации термообработкой спирального расположения витков нити раскручиваются, стращиваются и слегка скручиваются между собой. Образуется нить со спиральными извитками, отдельные из которых сукрутятся и петляют. Нити эластик применяют для вязания чулочно-носочных изделий и некоторых видов трикотажных полотен для спортивной одежды.
К нитям повышенной растяжимости относятся мэрон (из полиамидных нитей) и белан (из полиэфирных нитей), имеющие спиральную извилистость. Их получат способом, описанным для нитей эластик, но чтобы уменьшить растяжимость, подвергают дополнительной обработке в термокамере или в автоклаве. Внешне нити мэрон и белан мало отличаются от нитей эластик. Сохраняя рыхлость и хорошие теплозащитные свойства, они обладают меньшей растяжимостью, что расширяет область их применения в ткацком и трикотажном производстве.
К нитям обычной растяжимости относится аэрон, получаемый аэродинамическим способом. Комплексная нить в ненатянутом состоянии подвергается действию турбулентных потоков, которые разделяют ее на отдельные элементарные нити. Изгибаясь, они образуют мельчайшие петельки, перепутывающиеся между собой.