Короткі теоретичні відомості

При вивченні розтягування текстильних волокон, ниток і тканин все ширше використовуються одноциклові характеристики релаксацій. Отримання цих характеристик пов'язано з достатньо тривалими випробуваннями, що дозволяє виявити вплив на деформацію текстильних матеріалів фактора часу, що грає велику роль при їх деформації.

Визначення одноциклових характеристик виконується без доведення зразка до руйнування і представляє інтерес тому, що текстильні вироби в процесах переробки і використовування рідко випробовують до розриву. Дослідження показують, що ниткам під час переробки рідко надаються зусилля, що перевершують 30 – 35%, і подовження, що перевищують 40 – 45% розривних. При експлуатації одягу зусилля і деформації в нитках тканини, з яких зшитий одяг, ще менше в подовжньому і поперечному напрямах (тобто по основі і утку) 10-15%, в діагональних напрямах – 20- 25% розривного подовження.

В більшості випадків в процесах переробки і при використанні у виробах волокна і нитки піддаються натягненню протягом деякого часу, а потім розвантажуються і отримують відпочинок. Тому і представляє великий інтерес вивчення поведінки волокон, ниток і полотен в циклі: навантаження – розвантаження – відпочинок.

Повна деформація текстильних виробів складається з декількох частин: оборотної (пружної і еластичної) і необоротної (пластичної).

Пружна деформація (швидке оборотне подовження) l_пр – компонент повного подовження, миттєво зникаючий після розвантаження. Виникає під впливом зовнішніх сил унаслідок невеликих збільшень середніх відстаней між сусідніми атомами і їх валентних кутів; розвивається із швидкістю звуку в даній нитці, викликає збільшення її об'єму і зникає після зняття сил з тією ж швидкістю.

Еластична деформація (повільнообертове подовження) l_е – компонент повного подовження, зникаючий протягом тривалого відпочинку після розтягування, що триває до припинення помітного зменшення довжини нитки; приблизно виражає високоеластичне подовження. Виникає під впливом зовнішніх сил унаслідок змін конфігурацій молекул (їх "конформацій"), відбувається без зміни об'єму. Розвиток цього компоненту, так само як його зникнення після зняття сил, протікає поволі (протягом декількох діб), тобто ці процеси проходять як релаксаційні.

Пластична деформація (залишкове подовження) l_пл – компонент повного подовження, не зникаючий після відпочинку. Розвивається під дією зовнішніх сил дуже поволі і безперервно, викликає необхідний зсув окремих ланок або цілих макромолекул. В цей процес входять так само необоротні зсуви недостатньо закріплених елементів текстильної структури (волокон, елементарних ниток).

Таким чином повна абсолютна деформація волокон і ниток

l = l_пр + l_е + l_пл (9.1)

де l_пр, l_е, l_пл – відповідно пружна, еластична, пластична частини деформацій.

Сума часток цих частин складає 1:

l_пр / l + l_е / l + l_пл / l = Δ_пр + Δ_е + Δ_пл = 1 (9.2)

Нерідко повну деформацію і її складові частини виражають щодо початкових розмірів зразка (L_о). Тоді повна відносна деформація:

ε = ε_пр + ε_е + ε_пл (9.3)

де ε_пр = l_пр / L_o,

ε_е = l_е /L_o,

ε_пл = l_пл / L_о.

Відносні деформації часто виражаються у відсотках:

ε = 100 l / L_o; ε_пр = 100 l_пр / L_o; ε_е = 100 l_е / L_o; ε_пл = 100 l_пл / L_о; (9.4)

Всі складові частини повної деформації при додатку зовнішньої сили починають розвиватися одночасно, але з різними, властивими їм, швидкостями.