Přednáška č.7 Larysa Ocheretna Vlastnosti textilních vláken jako odraz jejích vnitřní struktury OPAKOVÁNÍ

Geometrické vlastnosti vláken Mechanické vlastnosti vláken Obsah Geometrické vlastnosti vláken Mechanické vlastnosti vláken Sorpční vlastnosti vláken Termické vlastnosti vláken Optické vlastnosti vláken

Geometrické charakteristiky vláken - délka Geometrie - velikost, tvar Délka (L, mm) – vzdálenost mezi konci narovnaného vlákna Stapl průměrná délka všech vláken z jednoho vzorku textilních surovin (do 70. let XX století –vyčesávání vláken, pokládání jednotlivých vláken od nejdelšího po nejkratší vedle sebe) CO: Délka Jemnost Zašpinění Obsah nepsů Fibrigraph

Geometrické charakteristiky vláken - délka CO střiž Staplový diagram WO variabilní

Geometrické charakteristiky vláken - délka Přást Příze Fibrogram charakterizuje sevřenou délku vláken Průtahové pole

Geometrické charakteristiky vláken – jemnost Potížné určeni tloušťky vláken Tt (titr tex) = 1 kg/m, dtex = 0,1 g/km T (tex) = g/km = 10 g/m 3 Jemnost = délková hmotnost S L Tt = m/L = (s*L*ρ) / L = ( [π*d*d / 4] ρ /L), kg/m Hustota = objemová hustota = měrná hmotnost ρ = m/ V celulóza vlna polyamid polyester ! CO [micronaire], mg/inch WO [μm], [‘s] SI [Td], 1 Td = 90 dtex (9 tex)

Geometrické charakteristiky vláken – jemnost Micronaire – jednotka pro vyjadření jemnosti a zralosti bavlny. Určuje se na HVI přístrojích (High Volume Intrument) na základě měření propustnosti vzduchu konstantní hmotnosti a objemu bavlněných vláken. Tops (např. 80‘s) – jemnost vlněných vláken v anglosaských jednotkách (Bradfordské stupnice jemnosti), značí, že z 1 angl. libry (0,4536 kg) lze vypříst 80 předen po 560 yardech (yd=0,9144m). Titr denier (Td, nebo Denier, d) – jednotka vyjadřující jemnost přirodního hedvábí, v USA – jednotka jemnosti chemických nekonečných vláken – je to hmotnost 9000m vlákna. Td=m/9*l (den).

Geometrické charakteristiky vláken – obloučkovitost Podélný tvar vlákna Obloučkovitost = zkadeření Z = (Lo-Lz)/Lo * 100 Lo Lz Lo - Lz Z = Lo/Lz

Mechanické vlastnosti vláken Tahová křivka Vnitřní struktura Stupeň orientace MM/krystalitů Krystalinita (podíl krystalických oblastí vzhledem k amorfním) PS Vazby mezi MM, chemické složeni

Mechanické vlastnosti vláken Počáteční modul: (tečná) – napětí je přímo úměrné prodlouženi. Sklon – Youngův modul (E, modul pružnosti – Hookův zákon: ε = σ / E) σ = [N/tex] = [g/den] Stupeň orientace MM v důsledku namáhání 2. Mez kluzu (B): změna vnitřní struktury vlákna. Prokluz MM, velké prodloužení. Mez kluzu ~ mez pevnosti (bezpečnostní pasy), BC – sila mezimolekulárních vazeb 3. Bod zpevnění (C-D): zvýšení kompaktnosti MM 4. Bod přetržení (D): houževnatost (soudržnost)

Mechanické vlastnosti vláken Tahová křivka Charakteristika krystalinity Orientace krystalitů Sila mezimolekulárního působení

Mechanické vlastnosti vláken Vysoká krystalinita a orientace MM – strmá přímka Dochází k dodatečné orientaci amorfních oblasti Neuspořádaná struktura, velký podíl amorfní oblasti

Mechanické vlastnosti vláken Pokovená vlákna Pevnost – důsledek vnitřní orientace

Mechanické vlastnosti vláken – opakované zatěžování 1-2 – pokles pevnosti (strukturální změny amorfních oblastí) 2-3 – odlehčování 4.. – druhý zatěžovací cyklus Opakované namáhání PL – plastická deformace charakteristika zotavení amorfní struktury EZ – elastická deformace zotavená (relaxace) EO – okamžitá deformace celková deformace

Mechanické zkoušky Namáhání v ohybu Namáhání v příčném směru Namáhání ve smyku Namáhání v kroucení

Sorpční vlastnosti vláken Sorpce - zachycování kapalné či plynné složky na povrchu tuhé fáze (sorbentu) vlivem buď chemických vazebných sil (chemisorpce), nebo sil nevazebné interakce (adsorpce) Geometrické změny bobtnání

Sorpční vlastnosti vláken Absorpce – pohlcení, či vstřebávání jedné látky druhou. Absorbentem je pak látka, která umí vstřebat nebo pohltit kapalnou/plynnou fází. Adsorpce – přivedení adsorbované látky, např. vodní páry na povrch pevné látky tzv. adsorbentu. Desorpce – uvolnění adsorbovaných molekul z povrchu látky (adsorbentu) nebo absorbovaných molekul z objemu látky (absorbentu), opačný pochod k sorpci.

Sorpční vlastnosti vláken Hydrofobní úprava!!!

Sorpční vlastnosti vláken 0-1 – sorpce (sorpční isoterma) a – navazování vlhkostí na povrch vlákna (adsorpce) b, c – průnik vlhkostí do hmoty vlákna (absorpce) 1-0 – desorpce (desorpční isoterma) uvolňování molekul vody 1 Hysterezní smyčka Relativní vlhkost vlákna Relativní vlhkost ovzduší T=konst=20°C Čím je plocha sorpční hystereze > tím je > amorfní podíl ve struktuře vlákna (např. vlna a kovová vlákna) Vlhkostní přirážka (prodej): φ = 60% +-2 % (65 %)

Sorpční vlastnosti vláken vlákno r při φ = 65% φ = 90% Vlhkostní přirážka Bavlna 7 24 – 27 8,5 Len 12 10 – 15 Vlna 13 – 15 22 15 – 18,5 Hedvábí 9 20 11 Viskóza 12 – 13 13 Polyamid 6,5 14 3,2 – 3,5 Polyester 4 – 4,5 8 - 8,5 1,5 – 3,04 Polyakryl 1 2 Sklo

Sorpční vlastnosti vláken hydrofobní hydrofilní

Sorpční vlastnosti vláken Uvolňování tepla při: Navazování kapaliny na hydrofilní skupiny (přestavba sekundárních vazeb) Rozvazování fyzikálních vazeb vlákno-voda (sušení) dW0 dWs d d

Termické vlastnosti vláken TII TM TT T Termoplasty (syntetika, kromě PC) Termosety (celulózy, bílkoviny) Křivka ohřevu Pro krystalické látky TII – teplota zvratu II. řadu – změna fyzikálních vlastností vláken (pod – Hookův zákon: deformace je přímo úměrná napětí) TM – teplota měknutí (fixace) TT – teplota tání

Termické vlastnosti vláken Rozdíl mezi TM a TT ukazuje na stupeň krystalinity (množství krystalitů ve struktuře) T TT TM TM TT

Termické vlastnosti vláken – termofixace Tepelný šok -Q Ustálení tvaru termoplastického materiálu změnou vnitřní struktury Přetrh, vytváření nových vazeb Uvolnění sekundárních vazeb, tvorba vazeb v energeticky výhodnějších polohách Napínání, uvolnění sekund. vazeb

Optické vlastnosti vláken Matovací pasta

Optické vlastnosti vláken – dvojlom Index lomu (n) konstanta c – rychlost světla ve vakuu v – rychlost šíření světla v dané látce Polarizační prostředí – 2 polohy polarizační roviny Dvojlom je optický jev, kdy při průchodu světla látkou dochází k rozštěpení paprsku na dva (anizotropie – šíření světla v různých směrech různou rychlosti )

Optické vlastnosti vláken – dvojlom Optická hustota D=0 – neorientované nízkomolekulární útvary D>0 – obvykla hodnota dvojlomu D<0 – velký počet bočních řetězců D = nrovn-nkolm