Важливе значення має вивчення текстильних матеріалів при різних температурах у внутрішній структурі і властивостях закону зміни, для його розумної обробки і правильного використання. Властивості волокна в точці переходу температури до і після продуктивності значно відрізняються, з різними точками переходу температури для характеристики. Зі змісту дослідження виділяють в основному термодинамічні властивості, термічне формування, термічне пошкодження.
Термодинамічні властивості стосуються процесу зміни температури, механічних властивостей текстильних матеріалів зі зміною характеристик. Внутрішня структура переважної більшості волокнистих матеріалів є двофазною структурою, тобто співіснуванням кристалічної фази (кристалічної зони) та аморфної фази (аморфної зони). Для кристалічної фази кристалічної зони під дією тепла її термодинамічний стан має два види: один - це кристалічний стан після плавлення, його механічні характеристики проявляються як тверде тіло, і має характеристики високої міцності, подовження невелике, модуль великий; інший – це розплавлений стан після плавлення, його механічні характеристики проявляються як тіло в’язкої течії. Їх можна відрізнити за температурою плавлення. Для аморфної фази аморфної зони під дією тепла її термодинамічний стан має стан крихкого згортання, склоподібний стан, високу еластичність і стан в’язкої текучості, відповідно, відповідно до розміру здатності деформації використовувати температуру переходу крихкого згортання , температура склування, температура переходу в’язкого потоку для розділення.
1.термодинаміка волокнистих матеріалів, три стани
Для лінійних полімерів температура переходу в’язкої течії аморфної фази матеріалу та температура плавлення кристалічної фази часто накладаються одна на одну, їх важко розрізнити, тому вимірювання термодинамічних властивостей волокна є першою зміною в аморфна фаза змін, які проявляються в типових вигинах волосся, показаних на малюнку 1.
Рисунок 1. Типова термодинамічна крива волокнистого матеріалу
На рисунку 1 показано деформаційну здатність волокна (суцільна лінія) і модуль розтягування (пунктирна лінія) в умовах постійного напруження з процесом зміни температури, точкою повороту для температури склування Tg і температури переходу в’язкої течії Tf, а температура переходу має зона, яка є аморфним полімером, має механічні характеристики трьох станів. Серед них механічні характеристики трьох станів більшості синтетичних волокон більш очевидні, тоді як натуральні волокна (бавовна, льон, вовна, шовк) і регенеровані целюлозні волокна тощо при певній швидкості температури (висока температура) не показують більш очевидних і характеристики стану в’язкої течії, але пряме розкладання, карбонізація.
Перекладено за допомогою www.DeepL.com/Translator (безкоштовна версія)
1, Скляний стан
У низькотемпературному стані енергія теплового переміщення макромолекул всередині волокна нижчим, переміщення ланок в основі, ланках, короткому розгалуженому ланцюзі та інших коротких ланках, ланцюг знаходиться в «замороженому» стані, рух локальна вібрація переносить довжину зв’язку, кут зв’язку змінюється. Таким чином, модуль тяги волокна Шень дуже високий, висока міцність, здатність до деформації дуже мала, і на додаток до зовнішньої сили, деформація швидко зникла, волокно тверде та крихке, подібне до механічних властивостей скла, тому це називається глазурованим станом (або станом твердого скла). При подальшому підвищенні температури розмір двигуна збільшується, сегменти ланцюга макромолекул волокна мають певну здатність повертатися назад, волокно демонструє певну гнучкість, міцність, силу можна побачити у випадку пластичної деформації, це стан часто називають станом м’якого скла (або відомим як примусова висока еластичність), переважна більшість волокон в умовах кімнатної температури перебувають у цьому стані.
Коли ланки ланцюга, сегменти ланцюга, головне обертання ланцюга та бокова основа заморожені, це називається станом крихкого згортання.
Температура склування текстильних волокон здебільшого вища за кімнатну температуру, тому за умов кімнатної температури одяг може зберігати певний ступінь міцності на розрив і жорсткість, наприклад температура спандексового скла нижче -40 градусів C (поліефірного типу -70 градус C ~ -50 градус C) у навколишньому середовищі з чудовою еластичністю.
2, високоеластичний стан
Коли температура продовжує підвищуватися вище певної температури (температура склування Tg), модуль розтягування волокна раптово зменшується, волокно дією невеликої сили на виникнення великої деформації, а коли зовнішня сила піднімається , деформація швидкого відновлення. На кривій «температура - деформація» або «температура - модуль» з'являється зона платформи, механічна поведінка цього інтервалу подібна до механічних характеристик гуми, механічний стан волокна називається станом високої еластичності або станом гуми. З механізму молекулярного руху при цій температурі макромолекулярний ланцюг волокна був «розморожений», ланцюг можна обертати навколо осі основного ланцюга, щоб макромолекули легше згорталися, випрямляли деформацію, і деформація також була легкою генерувати через термічний рух ланцюга для відновлення початкової форми. Це унікальний механічний стан полімеру, суть пружної деформації полягає в ланцюговому русі макромолекули, що розтягується, скручуючий рух макропродуктивності.
3, стан в'язкої течії
Коли температура продовжує підвищуватися до певної температури (температура переходу в’язкої течії Tf), тепловий рух макромолекул для подолання міжмолекулярних сил, одиниця руху від сегментів ланцюга розширюється до макромолекулярного ланцюга, макромолекули, які можна побачити між відносним ковзанням деформаційна здатність значно зростає і незворотна. Текстильні волокна мають в’язкий, текучий рідкий стан, цей механічний стан волокна називається в’язким текучим станом. Коли ступінь полімеризації макромолекул дуже високий, міжмолекулярне використання сили дуже велике, сплутаність між макромолекулами серйозна, відносне ковзання між молекулами дуже складне, не буде стану в’язкої течії.
Вищезазначене з точки зору молекулярної кінематики описує три термодинамічні стани, з точки зору фази, склоподібний стан, стан високої еластичності та стан в’язкого потоку є некристалічною фазою, тобто розташуванням макромолекул між станом випадковий (невпорядкований, аморфний) стан.