Vlastnosti textilních vláken jako odraz jejích vnitřní struktury OPAKOVÁNÍ

1. Přednáška č.7 LarysaOcheretna Vlastnosti textilních vláken jako odraz jejích vnitřní strukturyOPAKOVÁNÍ

2. 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 Staplprůměrná 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 Fibrogramcharakterizuje sevřenou délku vláken Průtahové pole

6. S L 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 Jemnost = délková hmotnost 3 Tt = m/L = (s*L*ρ) / L = ( [π*d*d / 4] ρ /L), kg/m Hustota = objemová hustota = měrná hmotnost ρ = m/ V ! CO[micronaire], mg/inch WO [μm], [‘s] SI[Td], 1Td = 90 dtex (9 tex) celulóza vlna polyamid polyester

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

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

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. Tahová křivka Mechanické vlastnosti vláken • 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 • 0-1 – zatěžování • 1-2 – pokles pevnosti (strukturální změny amorfních oblastí) • 2-3 – odlehčování • 4.. – druhý zatěžovací cyklus Opakované namáhání • PL – plastická deformacecharakteristikazotavení 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(desorpčníisoterma)uvolňování molekul vody 1 Relativní vlhkost vlákna Hysterezní smyčka 0 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

21. Sorpční vlastnosti vláken hydrofilní hydrofobní

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. T TT TM TII Termické vlastnosti vláken • Termoplasty(syntetika, kromě PC) • Termosety(celulózy, bílkoviny) Křivka ohřevu Pro krystalické látky TII – teplota zvratu II. řadu – změna fyzikálních vlastností vláken (pod – Hookůvzákon: 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. Tepelný šok -Q Termické vlastnosti vláken – termofixace 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