Zakładki:
01. Moda/Trendy/Tendencje - Polska i Zagranica
02. Portale branży odzieżowej - Polska
03. Portale branży odzieżowej - Zagranica
04. Szkoły - Polska
05. Szkoły - Zagranica
06. Sklepy i Firmy
07. Materiałoznawstwo/ Włókiennictwo
08. Historia Ubioru
09. Projektanci
10. Szycie
11. Blogi
12. Różne

subskrypcja textylny.blox.pl

Twój email

dodaj usuń

środa, 11 lutego 2009
Modyfikowanie własności fizycznych we włóknach syntetycznych

Modyfikacja fizyczna włókien - zmiana fizycznej mikrostruktury - budowy cząsteczkowej, bez zmian w budowie chemicznej. Polega na wywołaniu zamierzonych zmian w celu polepszenia własności mechanicznych włókna, szczególnie własności reologicznych, wytrzymałościowych, zdolność do kontrakcji termicznej, sorpcji, gęstość, charakterystyka tarciowa, właściwości dielektryczne, przewodnictwo elektryczne, higroskopijność, chwyt, połysk itd. Może zachodzić podczas wytwarzania, przerobu lub obróbki uszlachetniającej.


Cechy włókien, które można modyfikować w procesie formowania: nadanie barwy, przekrój poprzeczny, widok wzdłużny (teksturowanie: metoda rozdmuchania wokół włókna naprężonego, metoda koła zębatego, metoda przeciągnięcia na ostrzy noża), grubość. Wraz ze zmianą kształtu przekroju poprzecznego zmienia się przędzalność, odbijanie światła, przezierność. Podczas tworzenia włókna można dodawać również substancje matujące, bielące.

Własności powierzchniowe włókien
W budowie powierzchniowej włókien rozróżniamy wielkości mikroskopowe i submikroskopowe. Charakterystyka fizyczna - ukształtowanie i trwałość powierzchni włókna, wynikające z tego interakcje z otoczeniem. Charakterystyka fizykochemiczna powierzchni - zdolność do reagowania chemicznego z otoczeniem. Wskaźnikiem ilościowym charakterystyki fizykochemicznej warstwy powierzchniowej włókna jest potencjał elektrokinetyczny - różnica w potencjałach elektrycznych na zewnątrz i w środku włókna. Mikrotopografia powierzchni - ukształtowanie powierzchni w wielkościach mikroskopowych. Rzeczywiste pole styczności. Odkształcalność powierzchniowa - zależy od własności reologicznych włókna.
Własności termiczne włókien

Ma znaczenie szczególnie w użytkowaniu i konserwacji wyrobów - pranie prasowanie itd.
Włókna termoplastyczne - zmieniają stan fizyczny podczas ogrzewania z krucho-krystalicznego przez plastyczny do ciekłego, ale bez zmiany w budowie chemicznej (polimery).


Włókna nietermoplastyczne - ogrzewanie powoduje zmiany w chemicznej budowie tworzywa, których nie widać, ale które maja wpływ na właściwości włókna fizyczne (wytrzymałość, odkształcalność) lub chemiczne (rozpuszczalność) (włókna roślinne, zwierzęce, sztuczne celulozowe i białkowe).


Odporność cieplna - zdolność włókna do zachowania niezmienionego stanu fizycznego podczas ogrzewania. Wskaźniki ilościowe odporności cieplnej - temp zeszklenia (przejście ze stanu krucho-krystalicznego do sprężysto-plastycznego), temp mięknienia (przejście do stanu plastycznego), temp topnienia (przejście do stanu ciekłego).

Termostabilnosc włókna - zdolność włókna do zachowania niezmienionej budowy chemicznej podczas ogrzewania. Wskaźniki - temp rozpadu, temp rozpadu połowicznego.


Własności termiczne uwarunkowane są budową cząsteczkową (średnia masa cząsteczkowa polimeru, sztywność łańcucha makrocząsteczki), nadcząsteczkową (krystaliczność włókna i orientacja zewnętrzna).
Podczas ogrzewania następuje zerwanie wiązań międzycząsteczkowych, w wyniku czego maleje wartość kohezji cząsteczkowej, co powoduje przebudowę makrocząsteczki oraz degradację termiczną makrocząsteczki. Zmiana budowy nadcząsteczki: proces rekrystalizacji (doskonalenie geometrycznej sieci przestrzennej), proces reorientacji (wzrost uporządkowania agregatów i makrocząsteczek)

Własności elektrostatyczne włókien

Najmniej elektryzują się włókna naturalne roślinne, bardziej włókna zwierzęce jak wełna lub jedwab, a najbardziej włókna syntetyczne.

Elektryzowanie się jest cechą ujemną, ponieważ powoduje zaburzenia w procesie przerobu włókien, obniżenie wartości użytkowej wyrobów, ujemne oddziaływanie na organizm człowieka.

Im większa prędkość elementów roboczych maszyn tym większe elektryzowanie się włókien. Nagromadzenie ładunków jest wynikiem zdolność do powstawania ładunków i słaba zdolność do ich odprowadzania. Ładunki elektryczne powstają w wyniku styczności spoczynkowej z ciałem obcym.

Zanikanie ładunków może odbywać się przez rozpraszanie do otaczającego ośrodka (powietrza) lub w wyniku przewodzenia ładunków przez ciała pośredniczące do ziemi (zależy od przewodnictwa elektrycznego włókna).

Zdolność do trwałego naładowania włókna jest uwarunkowana budową chemiczną i nadcząsteczkową tworzywa włókna oraz parametrami otaczającego ośrodka (powietrza).

Budowa chemiczna - występowanie w polimerze licznych i silnych grup polarnych tzn. o wysokiej wartości momentu dipolowego.

Budowa nadcząsteczkowa - krystaliczność włókna - z jej wzrostem rośnie zdolność do generowania ładunków.

Powietrze - wilgotność, stopień zjonizowania powietrza, temperatura, ciśnienie atmosferyczne, zanieczyszczenie powietrza.

Przeciwdziałać elektryzowaniu się włókien możemy poprzez modyfikowanie cząsteczkowej i nadcząsteczkowej włókna, zmianę stanu fizycznego produktu, zmianę stanu fizycznego ośrodka, nanoszenie preparacji na produkt.

Własności higroskopijne włókien

Właściwości higroskopijne - sorpcja wody (zdolność do przyłączania cząsteczki wody)/desorpcja (oddawanie cząsteczki wody). Włókna dzielimy na hydrofilowe i hydrofobowe. Potencjalna zdolność włókien do sorpcji wody zależy od budowy cząsteczkowej (grupy końcowe), nadcząsteczkowej (stopień krystaliczności, orientacja wewnętrzna i usieciowanie polimeru)i makrostruktury włókna.


Zwiększenie higroskopijności może być powodowane: obecnością w polimerze grup hydrofilowych np. -OH, -COOH, -NH, zwiększeniem ilość grup końcowych (poprzez zmniejszenie ilości makrocząsteczek), które przyłączają wodę, postacią konformacyjną włókien, makrostrukturą włókna: mikrokapilarne szczeliny, otwory, pęknięcia oraz stopień rozwinięcie powierzchni zewnętrznej włókna wpływają na jego higroskopijność, obszary krystaliczne nie wykazują zdolności do wiązania wody.


Wilgotność normalna włókna - wilgotność osiągana przez włókno w warunkach normalnych tzn. temp 20C, wilgotność powietrza 65%, np. bawełna 7-9%. Zdolność do sorpcji wody uzależniona jest od wilgotności względnej (największe znaczenie), temperatury i ciśnienia atmosferycznego.


Histereza wilgotności - izoterma sorpcji nie pokrywa się z izotermą desorpcji - jest to wynikiem oporu stawianego przez włókno podczas osuszania.


Przyłączanie wody przez włókno - woda kapilarna (mikrokapilary), adsorpcja, osmoza (tylko włókna naturalne).
Adsorpcja - wiązanie wodorowe lub wtórne między grupą hydrofilową a cząsteczką wody. Usuwanie wody przez podgrzanie. Osmoza - w wyniku różnicy stężeń wody wewnątrz i na zewnątrz komórki dochodzi do jego wyrównania poprzez dyfuzję cząstek wody.


Wilgotność włokien wpływa na: zmiany wymiarów (pęcznienie), zmianę gęstości, wytrzymałości, przyspiesza relaksację, właściwości dielektryczne, przewodność elektryczna i cieplna, zmiana właściwości optycznych, zmiana tarcia.

Własności wytrzymałościowe włókien, charakterystyka ilościowa – wskaźniki

Wytrzymałość mechaniczna włókna zależy od: prędkości narastania wielkości działającej siły, rodzaju działającej siły, sposobu działania siły zewnętrznej. W zależności od prędkości narastania siły obciążającej można mówić o wytrzymałości statycznej (prędkość powolna) i wytrzymałości dynamicznej (prędkość szybka). W zależności od rodzaju działającej siły można mówić o wytrzymałości na rozciąganie, zginanie, skręcanie, ściskanie. Można podzielić wytrzymałości również na monocykliczną i wielocykliczną (zmęczeniową).


Najistotniejszą jest wytrzymałość na rozciąganie - ma duże znaczenie w użytkowaniu gotowych wyrobów włókienniczych. Zależy ona od chemicznej i fizykochemicznej budowy makrocząsteczek, średniej długości makrocząsteczki oraz polimolekularności.


Wskaźniki ilościowe wytrzymałości statycznej włókna można podzielić na wskaźniki wytrzymałości bezwzględnej (nie uwzględniają grubości włókna)i wskaźniki wytrzymałości właściwej (uwzględniają grubość włókna odnosząc mierzoną wielkość do jednostki grubości lub pola przekroju poprzecznego).

 
1 , 2 , 3