Давыдов А.Ф. Текстильное материаловедение

Подождите немного. Документ загружается.

121

мости для ситца х7б "равен 34 %^для чистольняного по-

лотна

28%,

для шерстолавсановой костюмной мани 74

10.5.3.

Многоцикловые характеристики изгиба

В процессе эксплуатации изделия наиболее часто

подвергаются многократному изгибу, который в конеч-

ном итоге приводит к постепенному ухудшению струк-

туры, накоплению усталости и нарушению целостности .

К характеристикам многократного изгиба относятся:

- выносливость Пр- число циклов изгиба, которое

выдерживает образец до разрушения;

- долговечность tp - время ( минуты, часы), кото-

рое выдерживает образец до разрушения;

- угол изгиба

ОС

- угол на которой изгибается об-

разец в каждом цикле;

- радиус изгиба Г , мм - радиус зажимов вокруг

которых изгибается образец материала;

- частота СО,-~-, ~ число изгибающих циклов в

единицу времени,

Характеристики при изгибе чаще всего определя-

ется на приборах с изгибом в Две стороны и одновре-

менном растяжении при статической нагрузке

QCT.

Выносливость при изгибе зависит от многих па-

раметров. Чем больше статическая нагрузка и угол из-

гиба и чем меньше радиус изгиба, тем выносливость

ниже.

122

10.6.

Трение

цепкость

При относительном перемещении двух тел, находящихся под

действием нормальной нагрузки, в плоскости их касания возникает

сопротивление, характеризуемое силой трения Т. Чем больше нор-

мальная нагрузка, тем больше сила трения. Благодаря наличию на

поверхности текстильных полотен грубых неровностей при отно-

сительном перемещении двух соприкасающихся текстильных по-

верхностей, даже в случае нулевой нормальной нагрузки, возникает

сопротивление, характеризуемое силой цепкости Тс. Общая сила

тангенциального сопротивления равняется:

То = Т + Тс (10.50)

Коэффициент тангенциального сопротивления определяется

по формуле

L (io.5i)";

Величина коэффициента тангенциального сопротивления

текстильных полотен

имеет большое значение, поскольку от нее

зависит устойчивость их к истиранию, удобство при носке изго-

товленных из них изделий.

Сущность метода' Оценки коэффициента тангенциального

сопротивления поверхности текстильных полотен представлена на

рис.

10.13.

Плоскость 1 покрывается испытуемым полотном 2 и

располагается вначале в горизонтальном положении. Жесткое тело

имеющее определенную массу, обтягивается также испытуемым

материалом 4 и устанавливается на горизонтальной плоскости. За-

тем плоскость

начинают плавно наклонять] При наклоне плоско-

сти сила тяжести тела 3, обозначенная на рисунке G , раскладыва-

ется на две составляющие: силу нормального давления N и силу

скатывания тела по наклонной плотности Fc . По мере увеличения

угла наклона плоскости

ОС

уменьшается величина нормального

давления и увеличивается Fc. Скатыванию тела по наклонной

плоскости препятствует сила тангенциального сопротивления ме-

Шз

жду пробами 2 и 4. Как только сила Fc, превзойдёт по своей вели-

чине силу тангенциального сопротивления

Лмэу

тело 3 начнет съе-

жать по наклонной плотности. Можно считать, чтав момент нача-

ла движения тела

по наклонной плоекостй!Тр «Fc

Рис 10.13. Определение коэффициента тангенциального сопротивления

'••'••"•' полотен'

Из рис 10.13 следует, что Fc = G sin

С£

и N = G cos

ОС.

Под-

ставляя значения То и N в формуду^.= Та^.дялучилр

Gsiha „ -

М =

т;

~ = &«

G cos a

П0.52*

Таким образом, для оценки коэффициента тангёнциальногб

сопротивления поверхности текстильных полотен измеряют угол

наклона плоскости а , при котором тело 3 начинает смещатся вниз.

Тангенс этого угла равен коэффициенту тангенциального сопро-

тивления.

124

Кроме приборов этого типа, при поступательном перемеще-

нии, изучаемые плоскости контакта могут соприкасаться:

- при вращательном перемещении

- плоскость с образующей, цилиндрической поверхности

-две цилиндрические поверхности, ., •.,

10.7.

Раздвижка

осыпаемость нитей

тканях

Раздвижкой называется смещение нитей одной системы в

ткани относительно другой. Если смещение происходит у края тка-

ни и нити выпадают из ее структуры;, то такое явление называется

осыпаемостью. Раздвижка и осыпаемость зависят, в основном, от

характеристик трения поверхности нитей, образующих ткань. В

том случае когда сила тангспсального сопротивления мала, закре-

пление нитей слабое и они смещаются друг относительно друга.

Стойкость к осыпаемости и раздвижки зависит от факторов, кото-

рые обуславливают силы 1рения и сцепления нитей - структуры

(переплетения) ткани, волокнистого состава, структуры пряжи, от-

делки и т.д. .

Осыпаемость определяется на разрывных машинах с помо-

щью специального приспособления, состоящего из пластины с ря-

дом даралельных игл на которые нанизывают край ткани.

Раздвижка определяется на приборе, по величине сжимаю-

щего усилия при котором нити начинают смещаться друг относи-

тельно друга.

11.

Физические свойства

текстильных материалов

Физическими называются такие свойства, которые опреде-

ляют их способность поглощать в себя - различные жидкости,

твердые частицы, звук; пропускать через себя - воздух, пары воды,

воду, твердые частицы, тепло и др, и отражать от своей поверхно-

сти свет.

125

11.1.

Гигроскопические свойства

Гигроскопические свойства текстильных материалов, харак-

теризуют их способность поглощать водяные пары и воду и отда-

вать их в окружающую среду. В зависимости от окружающих усло-

вий материалы могут удерживать поглощенные вещества или отда-

вать их. Поглощение часто сопровождается изменением массы,

размеров, маханических и физических свойств текстильных мате-

риалов. Поглощение паров осуществляется путем адсорбции, аб-

сорбции и капилярной конденсации, зависящих, главным образом,

от волокнистого состава изделий.

Сорбция - сложный физико - химический процесс поглоще-

ния волокнами паров влаги. Сорбция включает в себя адсорбцию,

притягивание поверхностью волокон паров воды, которые обра-

зуют на ней плотную полимолекулярную пленку. Это происходит в

очень короткий промежуток времени (несколько секунд) при попа-

дании материала в среду с большей относительной влажностью

воздуха. Притягивание молекул воды происходит за счет сил мак-

ромолекул расположенных на поверхности волокна, не полностью

уравновешенных межмолекулярными связями с соседними макро-

молекулами. Чем больше поверхность сорбента, выше давление и

относительная влажность среды и ниже температура, тем выше ад-

сорбция влаги. Затем идет медленный процесс (несколько часов)

проникания (диффузии) молекул вглубь волокон, называемый аб-

сорбцией. В результате этого процессе водяные пары поглощаются

всем объемом волокон. Капилярная конденсация заключается в

сжижении паров воды в стенках капилляров волокон. Процесс

сорбции водяных паров является обратимым, при изменении усло-

вий (уменьшение влажности и давления и увеличения температуры)

внешней среды происходит отдача водяных паров, десорбция. При

сорбции в первый период происходит итенсивное.поглощение вла-

ги,

затем процесс замедляется и наступает еорбционное равновесие,

при котором поглощение влаги прекращается. Влажность материа-

ла, соответствущая сорбционному равновесию, называется равно-

весной влажностью. При изменении температуры и влажности ок-

ружающей среды меняется и величина равновесной влажности.

Влажность показывает процентное содержание массы воды,

содержащиейся в материале, к массе абсолютно сухого материала.

Фактическая влажность \¥ф, % - это влажность материала

при фактической влажности воздуха

126

ЦТ,

Ц> ~ Щ .

Q % (11.1)

где

пъ- масса материала при фактической влажности возду-

ха, г.

пь-

масса

сухого материала, г.

Кондиционная влажность

WK,%

- условная влажность при-

нятая в стандартах. Обычно численно равно нармальной влажно-

сти

WH%,

определяется при нормальных условиях среды

(температура воздуха t =

20°

С, влажность (р

= 65

Когда расчет, за текстильные материалы производится по

массе, которая зависит от атмосферных условий, применяют ус-

ловную величину называемую кондиционной массой т

, которая

расчитывается по формуле:: . ,.

100 +

W^ (li.2)

где:

Шф-

фактическая масса материала, кг.

WK-

кондиционная влажность, пробы, %

"^Уф-

фактическая влажность пробы, %.

Гигроскопичность определяется отношением массы воды,

содержащейся в пробе после длительного выдерживания ее при

относительной влажности воздуха 100 % к массе высушенной про-

бы.

Для измерения гигроскопичности полотен вырезают пробы-

полоски размером 50 х 200 мм и помещают их в эксикатор, в кото-

ром предварительно устанавливается влажность 100%. После дли-

тельного (в течении 4 ч) выдерживания проб во влажном воздухе

определяют их массу пъ . Затем пробы высушивают до постоянной

массы т

. Гигроскопичность в

рассчитывают по формуле:

E = ^h ^.

1(1)6."

(п.з)

Влагоотдача характеризует способность полотен, выдержан-

ных длительное время при относительной влажности воздуха 100

%, отдавать влагу при нулевой относительной влажности воздуха.

127

Для измерения влагоотдачи пробы ткани увлажняют при от-

носительной влажности воздуха 100% так же, как и при определе-

нии гигроскопичности. Затем их помещают в эксикатор с серной

кислотой, относительная влажность воздуха в котором около 2%.

После 4-часового выдерживания в этих условиях пробы взвешива-

ют, а потом высушивают в сушильном шкафу до постоянной мас-

сы.

Влагоотдачу в

рассчитывают по формуле:

Во =

в-

/о (И4)

Щ - т

где:

- масса увлажненной пробы, г;

тек- масса пробы после выдерживания в эксикаторе с сер-

ной кислотой, г;

Шс-масса пробы после высушивания до постоянной массы, г.

Водопоглощение и водоемкость характеризуют способность

текстильных полотен поглощать воду при полном погружении в

нее.

Для определения водопоглощения и водоемкости вырезают

пробы размером 50x50 мм и определяют их массу ш

. Потом пробы

на определенное время (от

до 10 мин) погружают в воду. После

выдерживания в воде пробу вынимают, с помощью фильтроваль-

ной бумаги снимают удерживаемую поверхностью пробы влагу и

определяют массу пь. Водопоглощение В

вычисляют по формуле,

°.100 %

(11 -5)

Водоемкость (намокаемость) характеризуется количеством

поглощенной воды в пересчете на 1м

ткани, г/м

-т

г/м

где F - площадь замоченной в воде пробы, мм .

Привес влаги П

, % - характеризует количество влаги, по-

глощенной материалом в результате сорбции, капилярной конде-

ЙсЩии

и водопоглощения

128

хл

•100

(11,7)

где

Шв '-•'

масса образца после замачивания в воде,

г.

гйо'-

масса сухого образца,

г.

Таблица

11.1.

Влажность и гигроскопичность тканей различного волокнистого состава.

Ткани

Хлопчатобумажная

шелковая

вискозная

капроновая

лавсановая

Полотно

из

;

смешанной

пряжи

70%

капрона, 30% шелка

30%

капрона, 70% шелка

Влажность ткани

после выдерживания

при относительной влажности воздуха

^>=65 % влаж-

ность

8,9

11,9

3,7

0,7

4,3

6,5

(р =100% гигроско-

пичность

7,2

11,8

Гигроскопические свойства зависят

основном

от

природы

волокнистого состава материала.

Капиллярность текстильных полотен

изделий характеризу-

ет поглощение влаги продольными капиллярами материала

оце-

нивается высотой

подъема жидкости

пробе, погруженной

од-

ним концом

жидкость

на

один час. Капиллярность изделий зави-

сит не только от способности волокон

нитей смачиваться, но

и от

направления капилляров.

тканях капиллярное поглощение зна-

чительно выше чем

трикотаже,

за

счет;

ориентированного распо-

ложения нитей вдоль

поперек полотна

Капиллярность

значи-

тельной степени зависит так же от отделки изделий.

11.2.

Проницаемость текстильных

изделий

Проницаемость текстильных изделий характеризует

их

спо-

собность пропускать через себя воздух, пар, пыль, жидкость, тепло,

радиоактивное излучение, звук

и т.д.

Характеристика обратная

проницаемости, обусловленная способностью сопротивляться про-

хождению через текстильные материалы различных частиц, назы-

вается непроницаемостью или упорностью.

11.2.1.

Воздухопроницаемость

Воздухопроницаемость - это способность текстильных мате-

риалов пропускать через себя воздух. Она характеризуется коэф-

фициентом воздухопроницаемости В

, который показывает сколь-

ко воздуха V(M

) прошло через площадь S в один метр квадратный

изделия за время равное одной секунде при определенной разности

давления воздуха по обе стороны испытуемой пробы

£ -1 м

Воздух будет проходить через материал, только при условии

создания перепада давления Р по обе стороны образца. С увеличе-

нием перепада довления увеличивается объем воздуха проникаю-

щего через образец.

Эту зависимость можно выразит формулой

Р=аВ

+ рВр (11.9)

где В

коэффициент воздухопроничаемости, дм

/м

Р - перепад давления по обе стороны материала (Па)

а и

- эмперические коэффициенты зависящие от структуры

изделия.

Для плотных материалов коэффициент р очень мал и фор-

мула 11.8 имеет вид

Р = аВр (11.10)

т.е имеется прямолинейная зависимость, а коэффициент а

определяет угол наклона прямой. Для изделий бытового назначе-

ния используют перепад довления равный 50 Па, что соответствует

реальным условиям эксплуатации.

Приборы для определения воздухопроницаемости основаны

на принципе создания перепада давления с двух сторон образца и

фиксирования количества воздуха прошедшего через пробу в еди-

ницу времени.

Воздухопроницаемость полотен зависит от их структуры и

прежде всего от размера и формы пор между нитями, толщины и

состояния поверхности полотна, вида переплетения, крутки нитей

и т.д. Чем больше пористость тканей, тем больше их воздухопро-

ницаемость. При одинаковой пористости большая воздухопрони-

130

цаемость у толстых тканей с крупными порами, чем у тонких с

мелкими порами. При одинаковой пористости большая воздухо-

проницаемость у тканей с более длинными перекрытиями. Наи-

меньшая проницаемость у тканей с полотняными переплетением,

большая при саржевом, еще большая

при атласном.

11.2.2.

Ветропроницаемость

Ветропроницаемость характеризуется объемом свободно

движущегося потока воздуха, который проникает через единицу

площади изделия в единицу времени. Поток воздуха при испыта-

ниях создают с помощью специальные вентиляторов, обеспечи-

вающих его равномерность. Надо иметь ввиду, что часть воздуха

проходит через образец, а часть его огибает. Ветропроницаемость

сильно влияет на теплозащитные свойства, что хорошо известно из

практики.

11.2.3.

Водопроницаемость

Водопроницаемость характеризует способность изделий

пропускать через себя воду. Характеристикой водопроницаемости

является коэффициент водопроницаемости, который выражается

количеством воды V (дм ), проходящим через

поверхности по-

лотна за

с при давлении жидкости g, Па

л -ЛГ' эф (ir.ii)

где V- объем воды, прошедшей через пробу площадью F за

время Т.

Водопроницаемость чаще всего определяется на дождеваль-

ной установке. Образец смачивается водой, вытекающей из сосуда

{

виде дождя, под определенным постоянным довлением. Через

определенное время измеряют объем воды прошедший через ткань

и собравшейся в водосборнике и расчитывают коэффициенты во-

допроницаемости по формуле

11.11.

Водопроничаемость зависит

от толщины изделия, его пористости, волокнистого состава и вида

отделки. Величина водопрониацемости для фильтровальных тка-

ней до 50 дм

/м

с, а для обувных В«0,01 дм

/м

с.

Для тканей преднозначенных для использования ,в качестве

водоотталкивающих (плащи, брезенты, палаточные и т.д.) и,

имеющих специальные пропитки определяют водоупорность.