2.10. Определение извитости текстильных волокон и элементарных нитей

Цель работы. Изучение характеристик интенсивности и устойчивости из­витости волокон и элементарных нитей, методов определения их и применяе­мой аппаратуры.

Задание. 1. Изучить прибор ИВ-3 для определения извитости и мето­дику проведения испытаний.

2. Определить степень и устойчивость извитости шерсти, извитых хими­ческих волокон и элементарных нитей.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Извитость характеризует непрямолинейность продольной оси во­локон и нитей. Она оказывает влияние на выбор системы пря­дения волокон, ход технологических процессов переработки во­локон в пряжу, свойства и внешний вид пряжи, текстурирован-ных нитей и получаемых из них изделий.

Среди натуральных волокон извитостью обладает шерсть (размеры и форма извитков шерсти зависят от ее тонины, по­роды овец и др.). Химическим волокнам и текстурированным нитям извитость придают механическими, физико-химическими или химическими способами.

Об извитости судят по характеристикам, определяющим ча­стоту и степень извитости, ее устойчивость к различного рода воздействиям и дающим описание извитости.

Частота извитости I — число волн г, приходящееся на 1 см длины волокна или нити; рассчитывается по формуле

i = Z*10/Lо. (²-²)

где Z- число волн (рис. 2.33); Lо— начальная длина пераспрямлспного об­разца, мм.

Степень избитости i— приращение длины волокна или отрезка элементарной нити к моменту полного распрямления, выраженное в процентах от длины в нераспрямленном состоя­нии; определяется по формуле

i = (L-L₀) 100/L₀, (2.3)

где L — длина образца в момент полного распрямления извитков, мм.

Устойчивость извитости У_i — степень извитости во­локна или нити /1 после приложения к ним каких-либо нагрузок или деформаций, выраженная в процентах от начальной степени извитости /; определяется по формуле

У_i = I₁.100 /L₀ (2.4)

Отметим, что при определении всех характеристик извитости очень важно правильно выбрать предварительное натяжение волокна /п₀, которое не должно превышать 0,003 сН/текс.

Описание геометрии извитка дают следующие характери­стики (см. рис. 2.33): радиус кривизны извитка г (мм), кривизна извитка /<=1Д (мм-¹), угол наклона а к оси нити или во­локна, угол извитости р (град).

Определение характеристик извитости. При определении ха­рактеристик извитости применяют следующие методы: стандарт-

* Для текстурированных комплексных нитей интенсивность извитости определяют также по этой формуле, по называют растяжимостью или удли­нением за счет извитости.

ый и проекционный (по зарисовкам проекций волокон или отрезков элементарных нитей на экран). Стандартный метод регламентирует применение прибора ИВ-3, схема лицевой па­нели которого приведена на рис. 2.34.

Включение прибора. Проверив заземление корпуса прибора, регулировочными винтами 16 устанавливают прибор в горизонтальном положении, наблюдая за шаровым уровнем 14. Затем включают прибор в сеть напряжением 220 В. При этом рукоятка 15, включающая передачу движения нижнему зажиму //, должна находиться в нижнем положении, а лампочка / для освещения шкалы 2, фиксирующая приращение длины образца в момент распрямления, должна загореться.

Калибровка прибора. Перестановкой шпильки стерж­ня 8 устанавливают начальную длину образца Ь₀, а рукояткой 5 — нагрузку т\ на рычаг 10 датчика, наблюдая за показа­ниями шкалы 6. Медленно вращая рукоятку 3 по часовой стрелке или против нее, устанавливают рычаг 10 датчика в ис­ходное положение, по достижении которого загорается лам­почка 4. При этом вращение рукоятки 3 следует сразу пре­кратить.

Порядок работы на приборе. Поворачивая ру­коятку 7 против часовой стрелки, открывают зажимы 9 и 11, Затем, пользуясь пинцетом, закрепляют в них исследуемую эле­ментарную пробу. При этом рукоятка 3 должна находиться в таком положении, чтобы рычаг 10 датчика не касался пробы. Перемещая рукояткой 13 окуляр 12 вдоль пробы, подсчитывают число волн Т.. После этого отводят окуляр 12 в сторону и уста­навливают рукоятку 3 в крайнее правое положение, поворачивая ее по часовой стрелке. При этом рычаг 10 датчика подходит к пробе. При помощи рукоятки 5, наблюдая за показаниями шкалы 6, устанавливают необходимую нагрузку т,1 на рычаг 10 (т. е. силу прижима его к волокну). Поворотом рукоятки 15 в нижнее положение включают передачу движения к нижнему зажиму. В момент распрямления проба, преодолевая силу при­жима т\, отодвигает рычаг 10, в результате чего пластина, на­ходящаяся на другом его конце, входит в паз бесконтактного датчика, который с помощью реле блока автоматики отключает электродвигатель и тем самым останавливает нижний зажим. По шкале 2 отсчитывают приращение длины пробы от распрям­ления извитков и, прибавляя полученный результат к первона­чальной длине 1,₀, определяют длину распрямленной пробы Ь (мм)\

По формулам (2.2) и (2.3) рассчитывают частоту ; и степень / извитости, а по изложенной ниже методике определяют сохра­нившуюся в волокне степень извитости /] после предваритель­ного его нагружения и отдыха и по формуле (2.4) рассчитывают устойчивость извитости У/,

Прибор позволяет работать с зажимной длиной 10, 20, 30 и 40 мм, опускать нижний зажим со скоростью 60 мм/мин, считывать приращение длины волокна с погрешностью до 0,1 мм.

Предварительное натяжение т,о (мгс), равное весу 10 м распрямленной пробы, устанавливают по шкале 6 при закреп­лении пробы в зажимах 9 и 11. Абсолютное предварительное натяжение (мгс) рассчитывают по формуле

m₀=0.01T

где Т — линейная плотность волокна, мтекс.

Начальную зажимную длину Ь₀ для химических волокон длиной до 40 мм устанавливают равной 10 мм, а для волокон длиной более 80 мм — 40 мм. Нагрузку т\ па рычаг 10 датчика, определяющую момент отсчета приращения длины при распрям­лении пробы, подбирают в зависимости от линейной плотности пробы по ГОСТ 13411—71* (СТ СЭВ 2469—80) [2.12]. Она долж­на быть равна 0,05 сН/текс распрямленной пробы. Абсолютную нагрузку, сН, определяют по формуле

m₁=0.05T

Для определения устойчивости извитости волокно в распрям­ленном состоянии выдерживают в течение 30 с, а затем осво­бождают и выдерживают в стандартных климатических усло­виях в течение 30 с. После этого снова рассчитывают степень и устойчивость извитости волокна.

По методике ЦНИИШерсти волокна растягивают на 15 % их длины в распрямленном состоянии в течение 3 мин, освобож­дают, дают отдых также в течение 3 мин и по формуле (2.4) рассчитывают У; ( % ) •

Определение степени и устойчивости извитости измерением проекций волокон и нитей на экран. Для этой цели исполь­зуют проектор типа «Микрофот 5-ПО-1» и рамку (рис. 2.35) с зажимами 1 и 2, микровинтом 5 и шкалой удлинений 4. Одиночное волокно или отрезок элемен­тарной нити закрепляют в зажимах / и 2 с предварительной нагрузкой 3 мН и за­жимной длиной 20 мм, проецируют на экран с увеличением 10^х, добиваясь фо-кусировочной линзой четкого изображе­ния на экране, подсчитывают число волн 7. и по формуле (2.2) рассчитывают частоту извитости I. После этого, перемещая зажим / с помощью микровинта 3, распрямляют элементарную пробу до полного ис­чезновения извитков, по шкале 4 определяют ее длину /. и по фор­муле (2.3) рассчитывают степень извитости /. Перемещая затем зажим 1 дальше, растягивают пробу на заданную величину, вы­держивают ее в таком состоянии определенное время, возвра­щают зажим в исходное положение и после отдыха с заданной длительностью при зажимной длине [_,_п (мм) определяют степень извитости /! по формуле (2.3), подставляя вместо Ь длину Ц (форма 2.10).

Рис. 2.35. Рамка с раздвижными зажимами, ми­кровинтом и шкалой удлинений

При отсутствии рамки с зажимами первые две характери­стики определяют зарисовкой проекций элементарных проб на бумагу и измерением начальной длины извитого волокна Ь₀ ли­нейкой, а длины распрямленного I, — курвиметром.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Для ускорения работы рекомендуется измерять степень извитости шерсти и химических волокон большой линейной плотности. Допустимо также выполне­ние 3 измерений вместо 50 по ГОСТ 13411—71* (СТ СЭВ 2469—80) [2.12]. Каждый студент подгруппы должен ныполнить не менее 3 измерений эле­ментарной пробы одного вида. Разные студенты испытывают пробы разных видов и, обменявшись данными, составляют сводную таблицу характери­стик извитости проб волокон и нитей разных видов.

УКАЗАНИЯ ПО ОТЧЕТУ

Отчет должен содержать: виды исследуемых волокон или нитей и их линей­ную плотность; краткое описание методики определения характеристик изви­тости и ее устойчивости; условия испытания: зажимная длина образца I. (мм), величина груза предварительного натяжения т₀, величина нагрузки на рычаг датчика т\\ результаты первичных измерений длины элементарных проб; характеристику извитости и ее устойчивости; результаты их определе­ния, записанные в таблицу (см. форму 2.10).

Форма 2.10

№ пробы

Вид пробы

№ испы­тания

и мм

/,, мм

1, поли на 1 см

I, %

1- " . \ мм

/1, %

'|- %

Сумма всех результатов испытаний

Средний арифмети­ческий показатель

L₁ — длина в момент полного распрямления иззитков волокна после предваритель­ного растяжения его, освобождения и отдыха.