Вопрос 3. Структура и свойства текстильных нитей. Общие требования, предъявляемые к текстильным нитям.

Строение нитей:

Строение (структура) нитей в значительной мере определяет их свойства и возможности использования. Обычно структура определяется размерами, формой элементов, из которых состоят текстильные нити, взаимным расположением элементов и их свойствами. Элементы в структуре нитей имеют много уровней.

Характеристики структуры включают характеристики элементов, их взаимного расположения и связей. Из характеристик элемента наиболее важными являются показатели размеров, формы, его состояния и свойств.

Например, возможное взаимное расположение нитей для крученых и комплексных крученых нитей представлено в нескольких вариантах:

При трубчатой структуре нити располагаются как витки многоходового винта.

Для стержневой структурыхарактерно наличие осевых одной или нескольких нитей, располагающихся в распрямленном виде вдоль оси, тогда как другие нити обвивают их.

При штопорной структуреодна или несколько нитей на всей длине или очень длинных участках являются осевыми, а остальные их обвивают.

Характеристики пряжи, получившие широкое распространение:

• Направление крутки;

• Число волокон (нитей);

• Распределение волокон в отдельных сечениях;

• Полнота сечения;

• Заполненность сечения;

• Ворсистость.

В настоящее время разрабатываются и внедряются в производство новые виды волокон, смесок, а также более совершенные и экономичные технологии производства. Все это предает современным видам нитей более высокие потребительские свойства. Рассмотрим потребительские свойства нитей.

Функциональные свойства нити зависят от ее вида. К основным свойствам пряжи относят следующие: толщина (тонина), крутка, прочность на разрыв и неравномерность пряжи по перечисленным характеристикам.

Толщина нити характеризуется линей­ной плотностью. Линейная плотность нитей, как и во­локон, определяется в системе текс массой в граммах, которую имеют 1000м нити. Чем больше числовое значение текс, тем толще нить.Хлопчатобумажная кардная пряжа может иметь линейную плотность 12-85 текс, гребенная пряжа из тонкой шерсти, как од­нородная, так и смешанная, имеет линейную плотность 16-41 текс, гребенная пряжа из полугрубой и грубой шерсти - 28-85 текс, линейная плотность льняной пряжи - 18-300 текс. Линейная плотность аппаратной пряжи: хлопчатобумажной - 85-250 текс, шер­стяной из тонкой пряжи — от 50 до 170 текс, шерстя­ной из грубой шерсти - от 125 до 670 текс.

Крутка нити определяется числом кру­чений, приходящихся на 1 м длины нитей. Число кручений зависит от вида, качества волокна, толщи­ны и назначения нити. Чем толще нить при прочих равных условиях, тем меньше кручений приходится на 1 м длины. Крутка нитей изменяет их свойства. При увеличении крут­ки нить делается компактнее и жестче, более упру­гой, возрастает ее удельный вес, диаметр уменьшает­ся, трение между волокнами увеличивается, волокнав пряже закрепляются прочнее, вследствие чего проч­ность повышается, но до определенного предела, назы­ваемого критической круткой, после которого проч­ность начинает падать и нить может оборваться. Крут­ка определяется путем раскручивания образца пряжи на специальном приборе — круткомере.

Разрывная прочность - один из важнейших показателей механических свойств текстильных нитей – нормируется для каждого вида текстильной нити и характеризуется величиной разрывной нагрузки, разрывного удлинения и относительной разрывной нагрузки. Раз­рывная нагрузка определяется путем раз­рыва образца на разрывной машине. При этом может определяться разрывная нагрузка для одной нити или всего мотка длиной 100м. Пряжи об­ладающие пониженной прочностью, будут хуже перерабатываться в ткацком производстве, возможна об­рывность их, что отрицательно повлияет на произво­дительность труда и качество тканей. Удлинение - устанавливается одновременно с определением разрывной нагрузки одиночной нити и выражается в виде абсолютного удлинения или относительного удлинения. Удлинение комплексных нитей зависит в основном от механических свойств составляющих их элементарных нитей.Относительная разрывная нагрузка является расчетным по­казателем. Ее значение получают делением разрывной нагрузки одиночной нити на толщину в тексах и выражают в Н/текс.

Равномерность – ей придается большое значение при определении их качества. Неравномерность текстильных нитей может проявляться в постепенном изменении толщины их в пределах одной паковки или партии, неравномерном распределении крутки, колебаниях показателей разрывной прочности.Неравномерность пряжи характеризуется величиной отклонений отдельных свойств пряжи от средней величины. Неравномерность нитей по толщи­не, крутке, прочности и удлинению определяется путем внешнего сравнения с эталонами (образцами), которые имеются в лаборатории, или путем многократного из­мерения показателей свойств на соответствующих при­борах с последующим вычислением процента неровноты по формулам. При большой неравномерности затрудняется переработка текстильных нитей в готовые изделия, снижается качество готовых изделий, поэтому большая неравномерность недопустима.

Данные свойства влияют не только на функциональные свойства пряжи, но и на эксплуатационные свойства трикотажных изделий, вырабатываемых из пряжи. Так, например, многократные растягивающие воздействия ухудшают стойкость пряжи и трикотажа в целом, что приводит к механическому разрушению.

Надежность нитей характеризуется такими свойствами, которые влияют на срок службы пряжи и вырабатываемых из нее изделий. К ним относят: износостойкость, усадку.

Под износостойкостью понимается способность сопротивляться разрушению, под влиянием различных факторов, к которым относят:

-механические воздействия, (например, истирание, изгиб);

-физико-химические воздействия (действие света, воды, СМС);

- биологические (действие бактерий, плесени);

- химические (воздействие кислот, щелочей).

Износостойкость зависит от свойств волокнистого состава и структуры нити. Износостойкость тесно связана с прочностью на разрыв и удлинением.

Усадка – это изменение размеров нити в процессе эксплуатации изделий или при влажно-тепловых обработках. Основными причинами усадки являются:

1. Внутреннее напряжение, которое возникает в процессе производства.

2. Набухание в воде, вследствие чего увеличивается подвижность макромолекул, и что приводит к ослабеванию межмолекулярной связи.

3. Релаксационные процессы, в результате которых интенсивно проявляются эластические деформации, при этом изменяются линейные размеры, после этого трикотажные изделия в новых условиях приобретают стабильные размеры.

Говоря о свойстве безопасности, имеется в виду то, что нити и изготовленные из нее изделия должны быть безвредны, не должны выделять ядовитых химических веществ, посторонних запахов в любое время года и при любой погоде.

К гигиеническим свойствам нитей и вырабатываемым из них изделий относятся гигроскопичность, воздухопроницаемость и теплозащитные.

Гигроскопичность связана с поглощением и отдачей воды пряжей в парообразном и жидком состояниях. В зависимости от влажности воздуха и температуры окружающей среды нить способна изменять влажность, что является важным свойством, так как позволяет предупредить перегревание организма. Пряжа из природных волокон способна адсорбировать и десорбировать влагу, создавая в изделиях микроклимат, отличный от окружающей среды.

Воздухопроницаемость характеризуется количеством воздуха прошедшего через определенную площадь трикотажного полотна в единицу времени. Воздухопроницаемость зависит от крутки и строения нити. При увлажнении воздухопроницаемость в пряже уменьшается вследствие набухания волокон.

Теплозащитные свойства характеризуются возможностью нити создавать определенный микроклимат. Теплозащитные свойства зависят от вида и структуры нити и некоторых видов отделки.

Для нитей из синтетических волокон характерно свойство высокой электризуемости, что объясняется их способностью накапливать заряды статического электричества. Данное свойство отрицательно влияет на организм человека, поэтому для уменьшения электризуемости пряжу и трикотажные полотна обрабатывают антистатическими препаратами.

Под эстетическими свойствами понимают те, которые прямо или косвенно имеют отношение к внешнему виду. На эстетические свойства нити, прежде всего, оказывает влияние мода. Мода – непродолжительное господство в определенной общественной среде вкусов и привычек, которые проявляются во внешних формах предметов, в том числе и нитях. Эстетические свойства нити зависят от ее вида, структуры, отделки и фактуры.

К нитям разного назначения предъявляют различные требования. Так, для ткацкого производства необходимы нити для основы (продольной системы) и утка (поперечной системы) ткани. Основные нити вырабатывают с большей прочностью и большей круткой; нити для утка - с меньшей круткой, более мягкими и гибкими. В трикотажном производстве используют прочные нити, но гибкие, с пологой круткой, чистые. Нити для ниточного производства должны быть чистыми, равномерными, с гладкой поверхностью для предотвращения обрывов в процессе пошива. Поэтому вырабатывают нити с различными свойствами, что достигается соответствующим подбор сырья, структуры, создаваемой в процессе формирования нити и текстурирования, а также отделочными операциями.