Přednáška č.7 Larysa Ocheretna

Prezentace na téma: "Přednáška č.7 Larysa Ocheretna"— Transkript prezentace:

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

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

3 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

4 Geometrické charakteristiky vláken - délka
CO střiž Staplový diagram WO variabilní

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

6 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)

7 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).

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

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

10 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)

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

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

13 Mechanické vlastnosti vláken
Pokovená vlákna Pevnost – důsledek vnitřní orientace

14 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

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

16 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

17 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.

18 Sorpční vlastnosti vláken
Hydrofobní úprava!!!

19 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 %)

20 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

21 Sorpční vlastnosti vláken
hydrofobní hydrofilní

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

23 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

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

25 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

26 Optické vlastnosti vláken
Matovací pasta

27 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 )

28 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