содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

УСТОЙЧИВОСТЬ ВОЛОКОН К НАГРЕВАНИЮ

Устойчивость к действию температур у разных волокон различная. Повышенные температуры влияют на прочность, удлинение и упругость волокон, а также на их внешний вид и химическую структуру.
При повышении температуры у большинства волокон прочность понижается, а удлинение увеличивается, лучше проявляются упругие свойства.

В зависимости от характера изменения свойств волокон под действием повышенных температур различают теплостойкость п термоустойчивость волокон.

Теплостойкость волокон характеризуется обратимыми изменениями их свойств от действия высоких температур и измеряется при повышенной температуре. Теплостойкость определяет предельные температуры, которые в течение длительного времени не оказывают вредного влияния на свойства волокон, определяет режимы тепловых обработок трикотажных изделий.

Термоустойчивость волокон характеризуется необратимыми изменениями их свойств от действия высоких температур и устанавливается после охлаждения волокна до нормальной температуры. Термоустойчивость определяет возможную потерю прочности и удлинения в зависимости от величины температуры и времени воздействия ее, а также возможность использования пряжи и нитей для изготовления трикотажных изделий различного назначения.

Данные свойства очень важны, так как они определяют режимы влажно-тепловой обработки изделий в трикотажношвейном производстве.

Теплостойкость различных волокон характеризуется следующими предельными температурами, °С:
 

Все волокна можно разделить на термопластичные и нетермопластичные. К первой группе относятся в основном синтетические волокна (капрон, лавсан, нитрон, хлорин, полипропилен и др.) и некоторые искусственные (ацетатное, триацетатное). Ко второй группе относятся все натуральные волокна, а также ряд искусственных (вискозные, полинозные и др.).

При кратковременном повышении температуры в термопластичных волокнах происходит разрыв межмолекулярных связей, что вызывает течение полимера и его рекристаллизацию с изменением свойств волокна.

При охлаждении термопластичных волокон восстанавливается их исходная структура и механические свойства. Если действие повышенной температуры было в течение большого
времени, то при этом появляются необратимые изменения свойств волокон. При сравнительно кратковременном (в течение нескольких часов) нагревании нетермопластичных волокон сначала происходит деполимеризация (распад макромолекул), а затем при повышении температуры начинается разрушение и обугливание вещества.

Потеря прочности волокон зависит от температуры и времени нагрева (см. табл. 6).

Таблица 6

Термоустойчивость волокон

Теплостойкость химических волокон может быть повышена стабилизацией. Стабилизация волокон может быть осуществлена действием кипящей воды, насыщенным или перегретым паром, горячим воздухом или газом, соприкосновением с горячей металлической поверхностью, инфракрасными лучами, током высокой частоты и другими способами.

Процесс стабилизации предусматривает снятие остаточных напряжений в волокнах, которые возникли в процессах вытяжки или в процессах переработки их в пряжу и изделия. В результате этого предупреждается возможность волокон самопроизвольно релаксировать при воздействии на них повышенными температурами и тем самым предупреждается усадка изделий,

возникновение перекоса, складок, морщин, которые невозможно устранить даже при разглаживании.

Сущность процесса стабилизации заключается в ослаблении межмолекулярных связей полимера под действием высокой температуры; после охлаждения полимера межмолекулярные связи нновь закрепляются в таких положениях, которые обеспечивают стабильность размеров волокна при последующих тепловых обработках в пределах температур стабилизации.

Синтетические нити можно стабилизировать в свободном или н натянутом состоянии. При стабилизации в натянутом состоянии нити вытягиваются, происходит повышение ориентации макромолекул, вследствие чего увеличивается их прочность н уменьшается удлинение.

Стабилизация волокон осуществляется в несколько стадий. Так, например, капроновые нити впервые стабилизируются при промывке в кипящей воде; если затем нить получает крутку, то необходима новая стабилизация при более высокой температуре (на 10—20°С). Однако стабилизация нитей и штапельного волокна не всегда оказывается достаточной и поэтому стабилизации подвергают также трикотаж.

Время термостабилизации колеблется в пределах от 1 до 00 мин в зависимости от применяемой температуры, среды И вида стабилизируемого волокна или изделия. Так, например, В кипящей воде стабилизацию волокон проводят в течение 30— ВО мин, в насыщенном паре —в течение 10—60 мин (для триацетатного волокна 1—3мин), в горячем воздухе — в течение 5— 30 мин. После тепловой обработки рекомендуется проводить охлаждение волокна, и чем ниже температура среды, тем лучше аффект стабилизации. В результате стабилизации фиксируется форма полотна (изделия), уменьшается усадка при стирке, предупреждается усадка при влажно-тепловой обработке уменьшается набухание волокна в воде, увеличивается теплостойкость волокон и стойкость трикотажа к сминанию, улучшается внешний вид изделий и изменяются механические свойства волокон, в ряде случаев повышается степень кристалличности волокна.

Теплостойкость химических волокон может быть также повышена введением в полимер небольших добавок термостабилизаторов (солей меди, хрома, магния, гидрохинона, салициловой кислоты и др.). Так, при введении в поликапролактам (капрон) небольшого количества оксифенилбензоксазола после прогрева в течение 2 ч при температуре 200° С прочность волокна падает только на 20—22%, в то время как такое же волокно без стабилизатора теряет прочность до 80%. Кроме того, теплостойкость волокна может быть повышена добавлением небольшого количества (12—15%) иных полимеров. Например, теплостойкость поливинилхлоридных волокон может быть повышена добавлением диацетилцеллюлозы, нитроцеллюлозы и др.

При воздействии повышенными температурами на нестабилизированные химические волокна или при превышении температуры стабилизации проявляется тепловая усадка, что очень важно учитывать при влажно-тепловой обработке трикотажных изделий во избежание искажения формы изделия. Из натуральных волокон только шерсть способна к небольшой тепловой усадке при действии температур свыше 240° С. Однако уже при 120° С начинается разложение шерстяного волокна, которое особенно интенсивно происходит при 170—180° С.

В связи с тем что влажно-тепловая обработка изделий проводится кратковременно (доли минуты), то рекомендуемый температурный режим может быть значительно выше теплостойкости волокон.

К пониженным температурам различные волокна имеют неодинаковую устойчивость. Хорошо выдерживают пониженные температуры натуральные и искусственные волокна. Синтетические волокна менее устойчивы к пониженным температурам. Например, хлорин и полипропилен уже при —20° С теряют эластичность и становятся хрупкими, нитрон становится хрупким начиная с —25° С, капрон с —40° С, винол с —50° С, лавсан с —70° С.