Olulise tähtsusega on tekstiilmaterjalide uurimine erinevatel temperatuuridel sisemise struktuuri ja muutumisseaduse omadustes, selle mõistliku töötlemise ja õige kasutamise seisukohalt. Kiudude omadused temperatuuri üleminekupunktis enne ja pärast jõudlust on oluliselt erinevad, iseloomustamiseks on erinev temperatuuri üleminekupunkt. Uuringu sisust on peamiselt välja toodud termodünaamilised omadused, termiline vormimine, termilised kahjustused.
Termodünaamilised omadused viitavad temperatuurimuutusprotsessile, tekstiilmaterjalide mehaanilistele omadustele koos omaduste muutumisega. Enamiku kiudmaterjalide sisemine struktuur on kahefaasiline struktuur, see tähendab kristalse faasi (kristalliline tsoon) ja amorfse faasi (amorfne tsoon) kooseksisteerimine. Kristallilise tsooni kristalse faasi jaoks on selle termodünaamiline olek soojuse mõjul kahte tüüpi: üks on kristalne olek pärast sulamist, selle mehaanilised omadused ilmnevad jäiga kehana ja sellel on kõrge tugevuse omadused, pikenemine on väike, moodul on suur; teine on sula olek pärast sulamist, selle mehaanilised omadused avalduvad viskoosse voolava kehana. Neid kahte saab eristada sulamistemperatuuri järgi. Amorfse tsooni amorfses faasis on selle termodünaamilisel olekul kuumuse mõjul rabe voltimisolek, klaasjas olek, kõrge elastsus ja viskoosne voolu olek, vastavalt deformatsiooni suurusele, et kasutada rabedat voltimise üleminekutemperatuuri. , klaasistumistemperatuur, viskoosse voolu ülemineku temperatuur jagamiseks.
1. kiudmaterjalide termodünaamika, kolm olekut
Lineaarsete polümeeride puhul kattuvad materjali amorfse faasi viskoosse voolu ülemineku temperatuur ja kristalli sulamistemperatuur sageli üksteisega, seda on raske eristada, mistõttu on kiu termodünaamiliste omaduste mõõtmine esimene muutus. muutuste amorfne faas, mis avalduvad joonisel 1 näidatud tüüpilistes juuste kõverates.
Joonis 1 Kiudmaterjali tüüpiline termodünaamiline kõver
Joonisel 1 on kujutatud konstantse pinge tingimustes kiu deformatsioonivõime (pidev joon) ja tõmbemoodul (punktiirjoon) koos temperatuurimuutuse protsessiga, klaasistumistemperatuuri Tg pöördepunktiga ja viskoosse voolu ülemineku temperatuuriga Tf ning üleminekutemperatuuriga tsoonil, mis on amorfne polümeer, on mehaanilised kolme oleku omadused. Nende hulgas on enamiku sünteetiliste kiudude mehaanilised kolme oleku omadused ilmsemad, samas kui looduslikud kiud (puuvill, lina, vill, siid) ja regenereeritud tsellulooskiud jne ei ole teatud temperatuurikiirusel (kõrge temperatuur) ilmsemad ja viskoosse voolu oleku omadused, kuid otsene lagunemine, karboniseerimine.
Tõlgitud saidiga www.DeepL.com/Translator (tasuta versioon)
1, klaasist olek
Madala temperatuuri olekus on makromolekulide termilise liikumise energia kiu sees madalama, ühikute liikumine aluses, lülides, lühikese hargnenud ahela ja muude lühikeste üksustega, ahel on "külmutatud" olekus, liikumine Kohalik vibratsioon kannab edasi sideme pikkust, sideme nurk muutub. Seetõttu on kiudude Sheni tõmbemoodul väga kõrge, kõrge tugevus, deformatsioonivõime on väga väike ja lisaks välisjõule kadus deformatsioon kiiresti, kiud on kõva ja rabe, sarnaselt klaasi mehaanilistele omadustele, nii et seda nimetatakse glasuuritud olekuks (või kõva klaasi olekuks). Temperatuuri edasisel tõstmisel suureneb mootoriüksuse suurus, kiu makromolekuli ahela segmentidel on teatud võime tagasi pöörata, kiud näitab teatud paindlikkust, tugevust, jõudu on näha plastilise deformatsiooni korral, see olekut nimetatakse sageli pehme klaasi olekuks (või tuntud kui sunnitud kõrge elastsus), valdav enamus kiududest toatemperatuuril on selles olekus.
Kui keti lülid, ketisegmendid, peaketi pöörlemine ja külgpõhi on külmunud, nimetatakse rabedaks voltimiseks.
Tekstiilkiudude klaasistumistemperatuur on enamasti kõrgem kui toatemperatuur, nii et toatemperatuuri tingimustes võivad riided säilitada teatud tõmbetugevuse ja jäikuse, näiteks spandeksklaasi temperatuur on alla -40 kraadi C (polüeetertüüpi). -70 kraadi C ~ -50 kraadi C) suurepärase elastsusega ümbritsevas keskkonnas.
2, kõrge elastsus
Kui temperatuur tõuseb jätkuvalt üle teatud temperatuuri (klaasistumistemperatuur Tg), siis kiu tõmbemoodul järsult vähenes, kiud väikese jõu mõjul suure deformatsiooni tekkimisele ja välisjõu tõstmisel. , kiire taastumise deformatsioon. Kõveral "temperatuur - deformatsioon" või "temperatuur - moodul" ilmub platvormi ala, selle intervalli mehaaniline käitumine on sarnane kummi mehaaniliste omadustega, kiu mehaanilist olekut nimetatakse suure elastsusega olekuks või kummi olekuks. Molekulaarse liikumise mehhanismi tõttu on sellel temperatuuril kiu makromolekulaarne ahel "sulatatud", ahelat saab pöörata ümber peaahela telje, nii et makromolekule on lihtsam kõverduda, deformatsiooni sirgendada ja deformatsioon on samuti lihtne. genereerida ahela termilise liikumise kaudu, et taastada algne vorm. See on ainulaadne polümeeri mehaaniline olek, elastse deformatsiooni olemus on makromolekuli ahelliikumine, mis venitab makro jõudluse lokitavat liikumist.
3, viskoosse voolu olek
Kui temperatuur jätkab tõusmist teatud temperatuurini (viskoosse voolu üleminekutemperatuur Tf), toimub makromolekulide termiline liikumine molekulidevaheliste jõudude ületamiseks, liikumisüksus ahela segmentidest laieneb makromolekulaarsesse ahelasse, makromolekulid, mida saab näha. vahel suhteline libisemine, deformatsiooni võime oluliselt suureneda ja pöördumatu. Tekstiilkiududel on viskoosne, voolav vedel olek, seda kiu mehaanilist olekut nimetatakse viskoosseks voolavuseks. Kui makromolekulide polümerisatsiooniaste on väga kõrge, on molekulidevaheline jõu kasutamine väga suur, makromolekulide vaheline põimumine on tõsine, molekulide vaheline suhteline libisemine on väga raske, viskoosset voolu ei teki.
Ülaltoodu kirjeldab molekulaarkinemaatika seisukohalt kolme termodünaamilist olekut, faasi seisukohalt on klaasjas olek, kõrge elastsus ja viskoosne voolu olek mittekristalliline faas, st makromolekulide paigutus oleku vahel. juhuslik (korrata, amorfne) olek.