Определения механических свойств текстильных изделий
Определение механических свойств текстильных изделий достаточно затрудненно вследствии возможного многообразия приложения сил и сложности микро и макроструктуры этих материалов. В процессах переработки и использования текстильных изделий они чаще всего подвергаются растяжению, поэтому наиболее внимание среди механических свойств уделяется именно этим характеристикам.
3.1 Определения полуцикловых разрывых характеристик.
При изучении растяжении изделия чаще всего определяют полуцикловые характеристики, получаемые при однократном растяжении образцов до разрушения с использованием разрывных машин.
Классификация полуцикловых характеристик изделий, получаемых при растяжении
Полуцикловые характеристики: - класс (по способу осуществления испытательного цикла).
1. Разрывные – подкласс (по способу полученя характеристики)
- группа (по способу разрушения образца – однолосное простое растяжение: вид (по способу вырожения характеристики): разрывная нагрузка, разрывное напряжение; разрывное удлинение и др; работа разрыва и др.
- одноосное раздерание: нагрузка при разрушении и др.
- двухостное растяжении: разрывная нагрузка, разрывное напряжение; разрывное удлинение и др.
- продавливание шариком: нагрузка при разрушении; увеличение поверхности при разрушении.
- продавливание прочими способами: нагрузка при разрушении; работа при разрушении.
|
|
|
2. Неразрывные: усилие при постоянной заданной деформации через определенное время; деформация при постоянном усилии через определенное время.
Испытание изделий на простое одноостное растяжение с помощью прямоугольных образцов является наиболее распространенным и универсальным. Образцы при таком испытании в виде прямоугольников вырезают из большинства текстильных изделий в двух направлениях(вдоль нити основы и утка, петельных рядов\столбиков). Разрывы пробных полосок при проведении испытаний на разрывных машинах могут иметь различный характер: виде сплошного отрыва; двух-трех надрывов скрая или многочисленных мелких надрывов.
Зажим образца в тисках разрывной машины может приводить к возникновению повреждений из-за расплющивания. Поэтому результаты испытаний с разрывом, происходящим по линии зажимов не принимают во внимание.
Форма образцов и способы их закрепления в тесках разрывных машин применяются разные. Для прямоугольных наиблее часто применяются следующие:
А) зажим образца по всей ширине «стрип-метод». В этом случаи образец имеет строго определенную ширину.
Б) зажим по ширине части образца «грэб-метод». В этом случаи образец вырезается без тчательного определения по ширине.
|
|
|
В) зажим одного конца образца по стрип-методу, другого по грэб-методу – «полугрэб-метод».
Г) испытание образцов близких по форме к прямоугольной, например имеющих форму двойной лопаточки.
Д) испытание образцов сшитых в кольцо. В этом случаи образец надевают на два валика, заеняющие зажим.
Размеры пробных полосок, их количество и схемы раскроя образцов регламентированы стандартами на методы испытаний соответствующих изделий.
Достигается оно тем, что сначала образец зажимают в тисках верхнего зажима разрывной машины, а затем к его нижнему концу, свешимаемуся из нижнего прикрепляют на добавочном зажиме груз постоянного веса после чего зажимают тески нижнего зажима.
В результате испытания изделий на простое одноостное растяжение получают следующие основные характеристики:
- разрывная нагрузка Рр – наибольшее усилие, выдерживаемое единичной пробой до разрыва, Н;
- разрывное удлинение (абсолютное) Lp - прирощение длины пробы к моменту разрыва (длина пробы в момент разрыва , мм – начальная длина пробы, мм), мм;
- разрывное удлинение относительное – отношение абсолютного разрывного удлинения к начальной длине пробы, %;
- разрывное напряжение – отношение разрывной нагрузки к площади поперечного сечения (Рр\S), Н\мм2;
|
|
|
- относительная разрывная нагрузка – отношение разрывной нагрузки к ширине пробы (м), умноженную на поверхностную плотность материалов(г\м2).
Испытание текстильных материалов на одноостное раздирание применяют для тех изделий, которые при эксплуатации подвергаются различным видам местных повреждений – проколы, надрезы или надрывы. Это изделия из технических тканей: полаточных, тарных, брезентов и др. А также изделия, которые при эксплуатации рвутся с края (зонты, паруса, парошуты).
Раздирание отражает указанные особенности эксплуатации и характеризуются тем, что при нем растягивающее усилие, концентрируется на малом участке образца, вплоть до одиночных нитей. Достигаются такие условия при испытаниях путем придания образцам специальных форм, надрезов, а также с помощью особых способов зажима образцов в тиски разрывных машин.
Двухостное растяжение предполагает растяжение образцов в двух взаимрперпендикулярных направлениях и осуществляется на обычных разрывных машинах, снабжаемых дополнительными устройствами или на специальных приборах. Образцы для таких испытаний имеют квадратную или близкую к ней форму.
|
|
|
Испытание на продавливание производятся в связи с тем, что текстильные изделия часто эксплуатируются под нагрузками направленными перпендикулярно к их поверхности. Осуществляются такие испытания несколькими способами. Среди них основными являются два метода с использованием круглых образцов, зажимаемых кольцевыми зажимами.
1)Образц 1 продавливается в середине металлическим шариком два, имеющим диаметр меньший внутренниго диаметра кольцевых зажимов 3. Осуществляются испытания на разрывных машинвх с использованием сециальных насадок.
2)На образец 1 под действием давления воздуха или жидкости оказывает давление, зажимаемая под ним гибкая резиновая мембрана 2. Которая разрушает образец, зажатый в кольцевых зажимах 3. Такие испытания осуществляются на специальных приборах.
3.2 Одноцикловые характеристики получаемые при испытании текстильных изделий
Данные характеристики, получаемые в процессе приложения цикла «растяжение-освобождение от него-отдых» хорошо выявляют влияние фактора времени на деформацию и составные части деформации. При одноцикловых испытаниях принято использовать два основных метода растяжения и освобождения от него:
- быстрое растяжение испытуемого образца до достижения заданного предела избранного параметра, осуществляемое за десятые доли или единицы секунд с последующим длительным выдерживанием установленного предела быстрым освобождением от растяжения и длительным отдыхом. Осуществляется на специальных приборах – релаксометрах.
- медленное растяжения до достижения заданного предела избранного параметра в течении нескольких секунд или десятков секунд с постоянными скоростями деформирования и такой же освобождение от растяжение с последующим отдыхом или без него. Осуществляется на разрывных машинах с диаграммными устройствами, с записью диаграмм растяжения.
При одноцикловых испытаниях получают значения следующих основных характеристик:
1.величина полного абсолютного удлинения нарастающего за некоторое определенное время действия постоянного усилия или напряжения, l мм;
2.составные части деформации растяжения, замеряемые в процессе отдыха после действия одного из параметров определяющих растяжение (в абсолютных значениях):
- Упругая (быстробратимая) составляющая: ly=L1-L0;
- Эластическая (медленообратимая) составляющая: lэ=L2-L3;
- Пластическая (необратимая) составляющая: ln=L3-L0.
3.3. Многоцикловые характеристики, получаемые при испытании текстильных изделий.
При эксплуатации текстильные изделия часто подвергаются многократным растяжениям, поэтому важным является определение так называемых усталастных характеристик, показывающих устойчивость механических свойств изделий и оценивающих один из видов износа.
Существует несколько типов приборов, предназначенных для многократного одноостного растяжения текстильных материалов:
1.Сохраняющие в каждом цикле постоянство амплитуды, заданной циклической деформацинй.
2. Сохраняющие в каждом цикле постоянство амплитуды, заданной циклической нагрузки.
При многоцикловых растяжениях текстильных материалов получают следующие основные характеристики:
1) Выносливоть – число циклов, выдерживаемое образцом до разрушения при заданной деформации (нагрузки в каждом цикле), np.
2) Долговечность – время от начала испытаний до момента разрушения при заданной деформации (нагрузки) в каждом цикле.
3) Остаточная циклическая деформация – деформация накопившаяся за определенное заданное число циклов, Eос = (loc\L0)100.
loc – остаточное удлинение.
3.4. Получение характеристик деформации изгиба текстильных материалов
Для получения характеристик деформации изгиба текстильных изделий используются разнообразные методы испытаний, которых изгиб может осуществляться по разным схемам. В качестве образцов используют в основном прямоугольные полоски изделий, но располагают их по разному:
- зажатыми с одной стороны так, что они образуют кансоль,
- сложанная петлей,
- сложанная в виде кольца,
- с образованием ряда складок.
Изгиб происходит под действием собственного веса образца или под действием сосредоточенной нагрузки.
Для измерения стрелы прогиба образцов, являющееся основой при расчете условной жесткости при изгибе используются специальные приборы – гибкомеры различных конструкций.
Драпируемостью называется способность текстильных материалов в подвижном состоянии образовывать под действием собственной массы устойчивые складки. Для определения драпиуемости используют метод накалывания на иглу и дисковый метод.
Сминаемостью называют явление, возникающее в следствии перегибания с последующим расправлением образца, которое как правило приводит к образованию на нем складок морщин. Та часть сминаемости, которая зависит от наличия эластических компонентов в течении некоторого времени исчезает. В части сминаемости, связанной с наличием пластических компонентов, остаются.
Методы определения сминаемости (или обратной характеристики не сминаемости) включают следующие основные этапы:
1. Складывание прямоугольных проб пополам
2. Воздействие на сложенные пробы в течении определенного времени постоянного давления
3. Отдых после снятия давления в течении определенного времени
4. Оценка остаточной деформации изгиба.
3.5. Характеристика и определение фрикционных свойств текстильных изделий
Основными показателями характеризующими фрикционные свойства являются: трение и цепкость. Для определения фрикционных свойств используют методы наклонных плоскостей, горизонтальных с использованием динамометров и др.
3.6. Характеристика усадки текстильных изделий и ее определение
В процессах производства при хранении, стирки, химчистки и других влажнотепловых воздействиях текстильные изделия изменяют свои размеры.
Усадкой называют уменьшение размеров изделия, а увеличение – притяжкой.
Частичная усадка текстильных материалов определяется обычно после однократной стирки или замачивания с последующем глажением или сушкой квадратных образцов материала с нанесенными на них метками на расстоянии L1 как в продольном, так и в поперечном направлении. Стирку осуществляют в стиральной машине в мыльно-содовом растворе. Посколько текстильные материалы усаживаются не только во время стирки, но и при их высушивании во всех стандартах на такие испытания регламентированы не только размеры образцов и начальные расстояния L1, состав и температура мыльно-содового раствора и продолжительность стирки, но также и условия глажения или сушки после стирки.
Замерив на образце расстояние L2 между метками после испытания вычисляют усадку по формуле у=((L1-L2)\L1)100
Величина у больше нуля характеризует уменьшение размеров (усадку), а если у меньше нуля – увеличение размера (притяжка).
4. Методы определения физических свойств текстильных полотен и изделий
К физическим свойствам текстильных изделий относят: гигроскопические, тепловые, оптические, электрические, акустические, свойства проницаемости.
4.1 Определение показателей гигроскопических свойств
Гигроскопические свойства текстильных материалов характеризуются следующими показателями:
- влажностью – содержание влаги при фактической влажности воздуха, Wa =((ma –mc)\mс) 100: mф – масса элементарной пробы при фактической влажности воздуха, г; mс – масса элементарной пробы после высушивания до постоянной массы, г.
- гигроскопичность – содержание влаги при относительной влажности воздуха близкой к 100%, Н = (m1-m2\m2)100: m1 – влажность образца выдержанного во влажносте воздуха близкой к 100%.
- капиллярность – поглощение влаги продольными капиллярами материала и оцениваемой высотой подъема жидкости в пробе, погруженное одним концом в жидкость на 1 час, h мм.
- водопоглощаемость – количество поглощаемой пробой воды при ее полном погружении в воду, Вп %.
Для определения гигроскопических свойств используют аналитические весы и сушильный шкаф.
4.2 Определение свойств проницаемости текстильных материалов
Воздухопроницаемость полотен или изделий оценивают коэффициентом воздухопроницаемости, показывающим количество воздуха в м3 проходящего через площадь полотна в 1 м2 за время равное 0,1 секуде при постоянной разности давления по обе стороны образца.
Определяют на специальных приборах, в которых может создаваться перепад давления под счетом количеством воздуха, прошедшим через пробу в единицу времени.
Паропроницаемость характеризуется коэффициентом паропроницаемости, В=А\St: А – количество воды, убывшей из сосуда, накрытого пробой материала в мг; S – площадь пробы м2; t - время прохождение паров в с.
Пылепроницаемость является одним из важнейших показателей для фильтровальных полотен, а также материалов для некоторых видов защитной одежду. Может определяться при помощи пылелоса, который в качестве фильтра закладывается в образец испытуемого полотна за определенное время пылесосом засасывается определенное количество пыли. Затем определяют количество пыли осевшей на образце (его взвешивании до и после испытания) и количество пыли выпавшей перед фильтром. Коэффициент пылепроницаемости вычисляют по формуле: П=g4\st. Коэффициент пылеёмкости: Пе=g2\st. Где g1 – количество пыли засасываемое пылесосом при испытании; g2 – количество пыли осевшей на образце; g3 – количество пыли выпавшей перед фильтром; g4 – количество пыли прошедшей через образец, грамм; s – площадь образца, t – время испытания в секундах.
g4=g1-(g2+g3) г\м2 с
Водопроницаемость характеризует способность материала пропускать воду при определенном перепаде давления. Оценивается для плащевых тканей и материалов с водоотталкивающими и водоупорными обработками.
Характеризуется коэффициентом водопроницаемости, оцениваемым количеством воды в дм3, проходящим за 1 секунду через образец площадью 1 м2 при постоянном давлении воды. Определяют на специальных приборах, создающих постоянное давление на пробу засчет разницы уровней жидкости.
Водоупорность характеризует сопротивление текстильных материалов первоначальному проникновению через них воды. Данную характеристику применяют для оценки палаточных полотен, брезентов, а также полотен со специальными водоотталкивающими пропитками. Определяют на специальных приборах пенетрометрах. В качестве показателя пименяют минимальное давление воды на пробу, вызывающее появление третей капли воды на противоположные поверхности пробы. Может характеризоваться также временем по истечению которого третья капля ли определенный объем воды проходят через пробу при постоянном давлении или падении капель с определенной высоты.
4.3 Определение тепловых свойств текстильных изделий
Тепловые свойства текстильных изделий характеризуются теплозащитными свойствами, тепло-, морозо- и огнестойкостью.
Теплощатиные свойства характеризуются суммарным тепловым сопротивлением, Rcgm(град м2\Вм).
Теплозащитные свойства определяют методами стационарного и нестационарного режимов. Методы первой группы предусматривают измерение стационарного (установишегося во времени) теплового потока при постоянной разницы температур двух поверхностей, разделенной испытуемым образцом. Методы второй группы предусматривают применение приборов, позволяющих изменять темп охлаждения, т.е. разность температур ядра прибора, нагреваемого до определенной температуры и изолированного от окружающей среды, испытуемым образцом и окружающего воздуха через определенные промежутки времени.
Теплостойкость материалов характеризуется максимальной температурой, выше которой наступает ухудшение свойств, препятствующее их использованию.
В зависимости от назначения изделий за кретерий теплостойкости принимают ухудшение механических или других свойств, которые обычно изображают графически в зависимости от температуры нагрева.
Огнестойкость определяется воздействием пламени на материал по степени к огнестойкости материалы делят на 3 группы:
- негорючие (стеклянные, азбестовые)
- загарающиеся, но прекращающие горение и тление после удаления из пламени (шерстяные, полиамидные, полиэфирные)
- горючие, продолжающие гореть и тлеть после удаления из пламени (хб, льняные и вискозные).
Методы для определения огнестойкости текстильных материалов различаются положением образцов по отношению к пламени (вертикальным, наклонным по углом 45 или горизонтальном) и продолжительностью действия пламени на образец (от 10 до 120 секунд).
Морозостойкость – способность материала пропитанного водой выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без ухудшения прочности и видимых признаков разрушения.
4.4 Определение оптических свойств текстильных изделий.
Оптическими свойствами материалов называют их способность количественно и качественно изменять световой поток. В резуьтате воздействия материалов на световой поток проявляются такие свойства как цвет, белизна, блеск, прозрачность и др.
Цвет материала изделий является основным элементом зрительного восприятия. Все цвета делят на хромотические и ахромотические.
Ахроматические получаются при отражении материалом лучей всех длин волн спектра в одинаковом соотношении. При практически полном отражении всего падающего света получается белый цвет, при полном поглощении черный. При неполном – серые цвета различной интенсивности. Различают ахроматические цвета по светлоте, определяемой коэффициентом отражения К0=s0\s.Где s0 – количество отраженного света, s – количество падающего света.
Белизна является одним из важнейших показателей характеризующих качество отбеленных маериалов. Для определения белезны текстильных изделий используют фатометры, принцип действия которых состоит в сравнении белизны поверхностиизделия с поверхностью контрольной пластины, затемняемой до светлоты измеряемого объекта.
Характеризуют хроматические цвета цветовым тоном, коэффициентом отражения (светлотой), а также чистотой и насыщенностью. Для оценки хроматических цветов пользуются специальными приборами – колориметрами различных конструкций. Наиболее распространены трехцветные колориметры, работающие на принципе получения цвета, наиболее совпадающего с измеряемым, путем оптического смешения касного, желтого и синего цветов.
Блеск материалов зависит от состояния их поверхности. Для оценки блеска текстильных материалов ипользуют два метода:
- метод отражения
- гониофотометрический.
Суть первого заключается в том, что свет падает под определенным углом на исследуемый образец, а интенсивность зеркально отраженного света под таким же углом измеряется фатометром как от образца, так и от блестящей эталонной поверхности такого же размера.
Второй метод под разными углами от плоскости падения луча и построений графических кривых, которые более полно характеризуют способность материала отражать свет.
4.5. Определение электрических свойств текстильных материалов
К электрическим свойствам относят: электризуемость, диэлектрические (электроизоляционные) свойства.
Электризуемость харктеризуется способностью материалов к генерации и накоплению в определенных условиях зарядов статического электричества.
В качестве показателя используется уровень напряженности электростатического поля (КВ\м).
Для определения электрических свойств применяются специальные электронные приборы.
4.6. Определение акустических свойств текстильных материалов
Акустическими называют свойства, характеризующие отношение текстильных материалов к звуку. Наиболее важными в них являются звукоизолирующие и звукопоглащающие.
При падении звуковой волны на текстильные изделия с энергией j (Вт\м) происходит отражение звука, поглощением его материалом и похождение звука через материал. J=Jпогл+Jотр+Jпрох
Для определения характеристики акустических свойств чаще всего определяют коэффициент звукопоглощения альфа = Jпогл\sи коэффициент звука отражения бета. Обычно звукоизолирующие свойства текстиьных материалов увеличиваются с увеличением их поверхностной плотности. Зависит звукопоглощение и от характера поверхности материала. Материалы с гладкой поверхностью отражают большую часть падающего на них звука, если же поверхность материала имеет открытую пористость, то входя в поры звуковые колебания поглащаются материалом. Для определения значений коэффициентов звукоотражения и звукопоглощения используют акустические приборы, позволяющие оценить количество отражаемой образцом материала звуковой энергии.
5. Определение показателей, характеризующих изменение строения и свойсв текстильных изделий в процессе их эксплуатации.
При оценки качества текстильных материалов и изделий обычно сравнивают результаты измерений показателей с нормативными до их использования, однако для оценки надежности и прогнозирования срока службы необходимо знать как эти свойства изменяются в процессе эксплуатации изделий. Одним из важнейших показателей качества текстильных материалов и изделий из них является их износостойкость. В текстильных изделиях различают износ двух видов: общий и местный. Общий распространяизделия ется по всей поверхности и делает его непригодным для конечного использования. Местный характеризуется ослаблением, появлением потертости и дыр в отдельных местах при достаточной прочности или неповрежденности значительной части изделия. Факторы износа принято делить на следующие группы: механические (истирание, растяжение, смятие и тд), физ-хим (действие света, пота, моющих веществ и тд), биологические (разрушение микроорганизмами и повреждения зоологическими), комбинированные (цветопогода, стирка, химчистка и тд).
Стойкость текстильных материалов к неориентированнаму истиранию по плоскости поверхности определяют на специальных приборах с использованием мягких или жестких абразивов (ДИТ-М, ТИ-1М) и оценивается в циклах.
Стойкость полотен и изделий к светопогоде. Определяют двумя способами: при естественных условиях или на аппаратах искусственной погоды (АИП). Стойкость материалов к различным воздействиям (светопогоде, стирке, химчистке и тд) оценивают по их усадке, изменению окраски, стойкости к истиранию, разрывной нагрузки и тд.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 340; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!