Механические разрывные характеристики волокон и нитей. Масштабный эффект механических характеристик

Полуцикловые характеристики волокон и нитей считают одними из основных, определяющих их качество. Нормы на эти показатели зафиксированы в соответствующих стандартах и определяют сорт нитей.

Характеристики прочности

Самой распространенной абсолютной характеристикой прочности, получаемой при растяжении до разрыва волокон и нитей под действием возрастающей нагрузки, является разрывная нагрузка.

Разрывная нагрузка, Р _р, сН – это наибольшая нагрузка (усилие), которую выдерживают волокна и нити к моменту своего разрыва.

Относительная разрывная нагрузка Р _о, волокон и нитей (сН/текс) характеризует разрывную нагрузку, приходящуюся на единицу линейной плотности.

где Т – линейная плотность волокна или нити, текс.

Разрывное напряжение (предел прочности) s_р, Па, сН/мм², характеризуют разрывную нагрузку, приходящуюся на единицу площади волокна или нити.

,

где S – площадь поперечного сечения волокна или нити, мм².

Характеристики деформации

Абсолютное разрывное удлинение l _р, мм – это удлинение волокна или нити к моменту разрыва.

,

где L ₁ – длина волокна или нити к моменту разрыва, мм; L ₀ – начальная (зажимная) длина, мм.

Относительное разрывное удлинение e _р, %, – это удлинение нити, выраженное в % от начальной длины.

.

Малое удлинение при разрыве свидетельствует о неподатливости, жесткости волокон и нитей.

Комплексной характеристикой сочетания прочности пробы и ее способности деформироваться является работа разрыва, которая показывает количество энергии, необходимой для разрушения пробы [7].

Разрывные характеристики механических свойств при растяжении определяют при испытании волокон и нитей на разрывных машинах по стандартной методике. Наиболее распространенными являются разрывные машины маятникового типа (РМ-3, РМ-30, Инстрон и др.). Испытания следует проводить в нормальных атмосферных условиях, поскольку повышенное содержание влаги оказывает влияние на показатели свойств волокон и нитей.

Разрывные характеристики различных волокон и нитей приведены в табл. 1.

Таблица 1

Механические характеристики волокон и нитей при растяжении до разрыва

Вид волокна или нити	Плотность, g, мг/мм3	Относительная разрывная нагрузка, сН/текс	Относительное разрывное удлинение, %	Потеря разрывной нагрузки в мокром состоянии, %
Натуральные
хлопок	1,52	24-36	7-8	10-20*
лен	1,5	40-60	2-3	10*
шерсть	1,32	11-14	2,5-35	20-30
шелк-сырец	1,34		22-25
Искусственные
Вискозные
волокно обычное	1.52	16-25	17-30	40-50
волокно высокомодульное	1,52	32-49	16-20	28-30
комплексная нить	1,52	16-18	17-25	40-50
Ацетатные нити	1,32	10-12	23-30	30-40
диацетатные	1,32	10-14	12-22	25-35
триацетатные
Синтетические
Полиамидные
волокно	1,14	30-35	40-100	5-10
комплексная нить	1,14	40-50	25-35	5-10
Окончание табл. 1
техническая нить	1,14	60-75	12-18	5-10
эластик	1,14	9-17	290-170	10-12
Полиэфирные
волокно	1,38	30-40	40-60
комплексная нить	1,38	34-45	15-30
Полиакрилонитрильные
волокно	1,16-1,18	23-36	17-30	10-15
техническая нить	1,20-1,24	30-45	15-30
Полипропиленовые нити	0,91	35-40	17-25	10-25
Поливинилспиртовые нити	1,26-1,32	30-35	17-25	10-25
Поливинилхлоридное	1,38	22-27	25-36
Полиуретановое	1,00-1,3	5-10	599-800

* Примечание: для хлопка и льна наблюдается увеличение разрывной нагрузки.

Из натуральных волокон наиболее прочными являются лен и шелк, значительно уступает им шерсть, имея по сравнению с ними в несколько раз большее удлинение при разрыве. Наиболее высокие механические свойства характерны для полиамидных и полиэфирных волокон и нитей. Натуральные волокна достаточно устойчивы к действию воды – во влажном состоянии разрывная нагрузка их уменьшается незначительно, а в случае хлопка и льна даже увеличивается. Разрывная нагрузка вискозного волокна в мокром состоянии резко уменьшается, а синтетических волокон либо не снижается, либо снижается незначительно. Механические свойства пряжи всех видов намного ниже, чем аналогичных волокон в результате неполного использования их свойств.

Прочностные характеристики волокон и нитей определяют долговечность изготовленных из них материалов. Удлинение нити формирует деформационные характеристики полотен.

Удлинение швейных ниток влияет на их назначение. Так, текстурированные нитки, имеющие большое относительное удлинение используются для изготовления одежды из эластичных материалов.

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: