Svarbią reikšmę turi tekstilės medžiagų vidinės struktūros ir kitimo dėsnio savybių tyrimas esant skirtingoms temperatūroms, kad jos būtų racionaliai apdorotos ir teisingai naudojamos. Pluošto savybės temperatūros perėjimo taške prieš ir po atlikimo labai skiriasi, apibūdinti skirtingą temperatūros perėjimo tašką. Iš tyrimo turinio daugiausia išskiriamos termodinaminės savybės, terminis formavimas, šiluminiai pažeidimai.
Termodinaminės savybės reiškia temperatūros kitimo procesą, tekstilės medžiagų mechanines savybes keičiantis charakteristikoms. Daugumos pluoštinių medžiagų vidinė struktūra yra dviejų fazių struktūra, tai yra, kristalinės fazės (kristalinės zonos) ir amorfinės fazės (amorfinės zonos) sambūvis. Kristalinės zonos kristalinei fazei, veikiant šilumai, jos termodinaminė būsena yra dviejų tipų: viena yra kristalinė būsena po lydymosi, jos mechaninės charakteristikos pasireiškia kaip standus kūnas ir pasižymi dideliu stiprumu, pailgėjimas yra mažas, modulis yra didelis; kita yra išlydyta būsena po lydymosi, jos mechaninės charakteristikos pasireiškia kaip klampus srauto kūnas. Juos galima atskirti pagal lydymosi temperatūrą. Amorfinės zonos amorfinei fazei, veikiant šilumai, jos termodinaminė būsena yra trapios sulankstymo būsenos, stiklinės būsenos, didelio elastingumo ir klampaus srauto būsenos, atitinkamai, atsižvelgiant į deformacijos dydį, gebėjimą naudoti trapaus lankstymo pereinamojo laikotarpio temperatūrą. , stiklėjimo temperatūra, klampus srauto perėjimo temperatūra padalyti.
1.pluoštinių medžiagų termodinamika, trys būsenos
Linijiniams polimerams medžiagos amorfinės fazės klampaus srauto pereinamoji temperatūra ir kristalo lydymosi temperatūra dažnai persidengia viena su kita, sunku atskirti, todėl pluošto termodinaminių savybių matavimas yra pirmasis pokytis amorfinė pakitimų fazė, pasireiškianti 1 paveiksle parodytomis tipiškomis plaukų kreivėmis.
1 pav. Tipinė pluoštinės medžiagos termodinaminė kreivė
1 paveiksle pavaizduota pastovaus įtempio sąlygomis pluošto deformacijos geba (ištisinė linija) ir tempimo modulis (punktyrinė linija), kai vyksta temperatūros kitimas, stiklėjimo temperatūros posūkio taškas Tg ir klampus srauto pereinamoji temperatūra Tf, o pereinamojo laikotarpio temperatūra yra zona, kuri yra amorfinis polimeras, turi mechanines trijų būsenų charakteristikas. Tarp jų daugumos sintetinių pluoštų mechaninės trijų būsenų charakteristikos yra ryškesnės, o natūralūs pluoštai (medvilnė, linas, vilna, šilkas) ir regeneruoti celiuliozės pluoštai ir kt. esant tam tikram temperatūriniam greičiui (aukštai temperatūrai) nėra ryškesni. klampus tekėjimo būsenos charakteristikos, bet tiesioginis skilimas, karbonizacija.
Išversta naudojant www.DeepL.com/Translator (nemokama versija)
1, stiklo būklė
Esant žemai temperatūrai, makromolekulių šiluminio judėjimo energija pluošte apatine, vienetų judėjimas bazėje, jungtys, trumpa šakota grandinė ir kiti trumpi vienetai, grandinė yra „užšaldytos“ būsenos. Vietinė vibracija perkelia jungties ilgį, kinta jungties kampas. Todėl pluošto traukos Shen modulis yra labai didelis, didelis stiprumas, deformacijos geba labai maža, o be išorinės jėgos, deformacija greitai išnyko, pluoštas yra kietas ir trapus, panašus į stiklo mechanines savybes, todėl ji vadinama glazūruota būsena (arba kieto stiklo būsena). Toliau didinant temperatūrą, didėja variklio agregato dydis, skaidulų makromolekulių grandinės segmentai turi tam tikrą galimybę pasisukti atgal, pluoštas pasižymi tam tikru lankstumu, tvirtumu, jėga matoma esant plastinei deformacijai, tai Būsena dažnai vadinama minkšto stiklo būsena (arba vadinama priverstiniu dideliu elastingumu), didžioji dauguma pluoštų kambario temperatūros sąlygomis yra tokios būsenos.
Kai grandinės grandys, grandinės segmentai, pagrindinės grandinės sukimasis ir šoninis pagrindas yra užšalę, vadinama trapi sulankstymo būsena.
Tekstilės pluoštų stiklėjimo temperatūra dažniausiai yra aukštesnė nei kambario temperatūra, todėl kambario temperatūros sąlygomis drabužiai gali išlaikyti tam tikrą tempimo stiprumo ir standumo laipsnį, pvz., spandekso stiklo temperatūra yra žemesnė nei -40 laipsnio C (polieterio tipo). -70 laipsnis C ~ -50 laipsnis C) aplinkos aplinkoje su puikiu elastingumu.
2, didelė elastingumo būsena
Kai temperatūra ir toliau kyla virš tam tikros temperatūros (stiklėjimo temperatūra Tg), pluošto tempimo modulis staiga sumažėja, pluoštas veikiant mažai jėgai atsiranda didelei deformacijai, o išorinei jėgai pakėlus. , greito atsigavimo deformacija. Kreivėje „temperatūra – deformacija“ arba „temperatūra – modulis“ atsiranda platformos sritis, šio intervalo mechaninis elgesys yra panašus į mechanines gumos charakteristikas, pluošto mechaninė būsena vadinama didelio elastingumo būsena arba gumos būsena. Iš molekulinio judėjimo mechanizmo, esant tokiai temperatūrai, pluošto makromolekulinė grandinė buvo „atšildyta“, grandinė gali būti pasukta aplink pagrindinės grandinės ašį, kad makromolekules būtų lengviau susisukti, ištiesinti deformaciją, o deformacija taip pat būtų lengva. generuoti per grandinės terminį judėjimą, kad būtų atkurta pradinė forma. Tai unikali mechaninė polimero būsena, elastingos deformacijos esmė yra makromolekulės grandinės judėjimas, tempiamas vingiuojantis makrospektyvumo judėjimas.
3, klampus srautas
Kai temperatūra toliau kyla iki tam tikros temperatūros (klampaus srauto pereinamoji temperatūra Tf), makromolekulių terminis judėjimas, siekiant įveikti tarpmolekulines jėgas, judėjimo vienetas iš grandinės segmentų išsiplės į makromolekulinę grandinę, makromolekulės, kurias galima pamatyti. tarp santykinio slydimo, deformacijos galimybė žymiai padidėti ir negrįžtama. Tekstilės pluoštai yra klampios, skystos būsenos, ši pluošto mechaninė būsena vadinama klampiu tekėjimo būsena. Kai makromolekulių polimerizacijos laipsnis yra labai didelis, tarpmolekulinis jėgos panaudojimas yra labai didelis, makromolekulių įsipainiojimas yra rimtas, santykinis slydimas tarp molekulių yra labai sunkus, nebus klampaus srauto būsenos.
Aukščiau molekulinės kinematikos požiūriu apibūdinamos trys termodinaminės būsenos, o faziniu požiūriu stiklinė būsena, didelis elastingumas ir klampus srauto būsena yra nekristalinė fazė, ty makromolekulių išsidėstymas tarp būsenų. atsitiktinė (netvarkinga, amorfinė) būsena.