Farklı sıcaklıklardaki tekstil malzemelerinin iç yapısı ve özelliklerinin değişim kanununun incelenmesi, akılcı işlenmesi ve doğru kullanılması açısından önem taşımaktadır. Performanstan önceki ve sonraki sıcaklık geçiş noktasındaki lif özellikleri önemli ölçüde farklıdır ve farklı sıcaklık geçiş noktalarını karakterize etmek gerekir. Çalışmanın içeriğinde başlıca termodinamik özellikler, termal şekillendirme, termal hasar yer almaktadır.
Termodinamik özellikler, sıcaklık değişim sürecini, tekstil malzemelerinin mekanik özellikleri ile karakteristiklerinin değişimini ifade etmektedir. Fiber malzemelerin büyük çoğunluğunun iç yapısı iki fazlı bir yapıdır, yani kristal fazın (kristal bölge) ve amorf fazın (amorf bölge) bir arada bulunması. Kristalin bölgenin kristalin fazı için, ısının etkisi altında termodinamik durumu iki türe sahiptir: biri erimeden sonraki kristalin durumdur, mekanik özellikleri sert bir gövde olarak ortaya çıkar ve yüksek mukavemet özelliklerine sahiptir, uzama küçüktür, modül büyüktür; diğeri ise erime sonrasındaki erimiş halidir; mekanik özellikleri viskoz bir akış kütlesi olarak kendini gösterir. İkisi erime noktasıyla ayırt edilebilir. Amorf bölgenin amorf fazı için, ısının etkisi altında termodinamik durumu, kırılgan katlanma geçiş sıcaklığını kullanma deformasyon yeteneğinin boyutuna göre sırasıyla kırılgan bir katlanma durumuna, camsı duruma, yüksek elastikiyete ve viskoz akış durumuna sahiptir. , camsı geçiş sıcaklığı, viskoz akış geçiş sıcaklığı bölünür.
1. Fiber malzemelerin termodinamiği, üç durum
Doğrusal polimerler için, malzemenin amorf fazının viskoz akış geçiş sıcaklığı ve kristalin erime noktası sıklıkla birbiriyle örtüşür, ayırt etmek zordur, bu nedenle fiberin termodinamik özelliklerinin ölçümü, polimerizasyondaki ilk değişikliktir. Şekil 1'de gösterilen saçın tipik kıvrımlarında ortaya çıkan değişikliklerin amorf fazı.
Şekil 1 Fiber malzemenin tipik termodinamik eğrisi
Şekil 1, sabit stres koşulları altında, sıcaklık değişimi süreci, cam geçiş sıcaklığı Tg ve viskoz akış geçiş sıcaklığı Tf ve geçiş sıcaklığı için dönüm noktası ile birlikte fiber deformasyon kapasitesi (düz çizgi) ve çekme modülü (noktalı çizgi) göstermektedir. amorf polimer olan bir bölge mekanik üç durumlu özelliklere sahiptir. Bunlar arasında sentetik elyafların çoğu mekanik üç durumlu özellikleri daha belirgin gösterirken, doğal elyaflar (pamuk, keten, yün, ipek) ve rejenere selülozik elyaflar vb. belirli sıcaklık oranlarında (yüksek sıcaklık) daha belirgin göstermez ve viskoz akış durumu özellikleri, ancak doğrudan ayrışma, karbonizasyon.
www.DeepL.com/Translator ile çevrilmiştir (ücretsiz sürüm)
1, Cam durumu
Düşük sıcaklık durumunda, lif içindeki makromoleküllerin termal hareketinin enerjisi alttan, tabandaki birimlerin, bağlantıların, kısa dallı zincirin ve diğer kısa birimlerin hareketi, zincir "donmuş" durumdadır, hareket Yerel titreşimin etkisi bağ uzunluğunu ileriye taşır, bağ açısı değişir. Bu nedenle, fiber çekme Shen modülü çok yüksektir, yüksek mukavemetlidir, deformasyon kapasitesi çok küçüktür ve dış kuvvete ek olarak deformasyon hızla kaybolur, fiber camın mekanik özelliklerine benzer şekilde sert ve kırılgandır, bu nedenle buna sırlı durum (veya sert cam durumu) denir. Sıcaklık daha da arttırıldığında motor ünitesinin boyutu artar, fiber makromolekül zincir bölümleri belirli bir geri dönme yeteneğine sahiptir, fiber belirli bir esneklik, tokluk gösterir, plastik deformasyon durumunda kuvvet görülebilir, bu Bu durum genellikle yumuşak cam durumu olarak anılır (veya zorlanmış yüksek elastikiyet olarak bilinir), oda sıcaklığı koşullarındaki liflerin büyük çoğunluğu bu durumdadır.
Zincir baklaları, zincir parçaları, ana zincir dönüşü ve yan tabanın donması kırılgan katlanma durumu olarak adlandırılır.
Tekstil elyaflarının cam geçiş sıcaklığı çoğunlukla oda sıcaklığından daha yüksektir, bu nedenle oda sıcaklığı koşulları altında giysiler, elastan cam sıcaklığının -40 derece C'nin altında olması (polieter tipi) gibi belirli bir derecede gerilme mukavemeti ve sertliğini koruyabilir. Ortam ortamında mükemmel esnekliğe sahip -70 derece C ~ -50 derece C).
2, yüksek elastik durum
Sıcaklık belirli bir sıcaklığın (cam geçiş sıcaklığı Tg) üzerine çıkmaya devam ettiğinde, fiberin çekme modülü aniden azalır, fiberde küçük bir kuvvetin etkisi ile büyük bir deformasyon meydana gelir ve dış kuvvet kaldırıldığında , hızlı iyileşmenin deformasyonu. "Sıcaklık - deformasyon" veya "sıcaklık - modül" eğrisinde bir platform alanı belirir, bu aralığın mekanik davranışı kauçuğun mekanik özelliklerine benzer, fiberin mekanik durumu yüksek elastiklik durumu veya kauçuk durumu olarak adlandırılır. Moleküler hareket mekanizmasından, fiber makromoleküler zincir içindeki bu sıcaklıkta "çözülmüştür", zincir ana zincir ekseni etrafında döndürülebilir, böylece makromoleküllerin kıvrılması daha kolay olur, deformasyonu düzeltir ve deformasyon da kolaydır Orijinal formu geri yüklemek için zincirin termal hareketi yoluyla üretmek. Bu, polimerin benzersiz bir mekanik durumudur; elastik deformasyonun özü, makro performansın kıvrılma hareketini geren makromolekülün zincir hareketidir.
3, Viskoz akış durumu
Sıcaklık belirli bir sıcaklığa kadar yükselmeye devam ettiğinde (viskoz akış geçiş sıcaklığı Tf), makromoleküllerin moleküller arası kuvvetleri yenmek için termal hareketi, hareket biriminin zincir parçalarından makromoleküler zincire doğru genişlemesi, makromoleküllerin görülebildiği bağıl kayma arasında, deformasyon kabiliyeti önemli ölçüde artar ve geri döndürülemez. Tekstil lifleri viskoz, akıcı bir sıvı durumu sunar; lifin bu mekanik durumuna viskoz akış durumu denir. Makromoleküllerin polimerizasyon derecesi çok yüksek olduğunda, moleküller arası kuvvet kullanımı çok büyüktür, makromoleküller arasındaki dolaşma ciddidir, moleküller arasındaki göreceli kayma çok zordur, viskoz akış durumu olmayacaktır.
Yukarıda moleküler kinematik bakış açısından termodinamik üç durum açıklanmaktadır; faz açısından camsı durum, yüksek elastikiyet ve viskoz akış durumu kristal olmayan fazdır, yani makromoleküllerin durumu arasında düzenlenmesi. rastgele (düzensiz, amorf) durum.