Исследование влияния структуры и волокнистого состава на физико-механические характеристики фасонных нитей

В настоящее время рынок насыщен товарам, поставляемыми из разных уголков мира. Требования, которые предъявляет потребитель очень многогранны и важное место среди них занимают эстетические. В этом смысле производство тканей и трикотажа с применением фасонной пряжи является одним из наиболее перспективных направлений, позволяющих производить практически неограниченную гамму продукции.

Фасонная пряжа отличается от обычной - гладкой, простой, однониточной пряжи различными внешними цветовыми, структурными и другими функциональными признаками. Сочетание различных форм и расцветок фасонной пряжи позволяет создавать ткани и трикотажные полотна новых структур и рисунков, пользующихся большой популярностью у потребителя.

Фасонные нити имеют основную нить, называемую стрежневой или сердцевинной, а также нагонную (эффектную) которая обвивается вокруг основной нити.

Чередуя разные по протяженности и периодичности толстые и тонкие места получают переслежистую фасонную пряжу.

Используя для производства стержневой нити разные по составу волокна, а также варьируя цвет нагонной нити получают мулированную фасонную пряжу.

Механические свойства фасонных нитей проявляются при действии на них внешних механических сил. Механические свойства – важная группа свойств. Результаты изучения характеристик механических свойств материалов могут использоваться при оценке их качества, а также прогнозировании срока службы изделия из них. Именно характеристики механических свойств, прежде всего, определяют устойчивость сохранения размеров и формы изделий из фасонных нитей в процессе эксплуатации .

Механические свойств фасонных нитей в зависимости от полноты цикла нагружения делят на 3 класса:

• 1.    Полуцикловые, определяемые в процессе неполного цикла нагружения образцов;

• 2.    Одноцикловые, определяемые при приложении полного цикла нагружения: нагрузка-разгрузка-отдых;

• 3.    Многоцикловые, определяемые при многократном приложении полного цикла нагружения.

В качестве объектов исследования были отобраны два образца фасонных нитей:

Образец №1  – фасонная переслежистая пряжа, состоящая из синтетической стержневой комплексной пряжи и хлопковой обвивочной пряжи с чередующимися утолщениями.

Образец №2  - мулированная пряжа, полученная скручиванием вискозной пряжи и хлопковой нити малой крутки.

Наиболее широко применяемыми при оценке качества полуцикловыми характеристиками являются: разрывная нагрузка, разрывное удлинение и крутка.

Результаты определения полуцикловых характеристик исследуемых образцов фасонной пряжи представлены в таблице в табл.1.

Наименование показателей	Образец № 1	Образец № 2
Линейная плотность, текс	40,5	38,2
Относительная разрывная нагрузка, сН/текс	8,9	11,0
Коэффициент вариации по разрывной нагрузке, %	3,5	0,23
Удлинение при разрыве,%	8,6	12,1
Крутка ,Кр/м	537	523
Коэффициент вариации по крутке,%	5,5	2,7

Анализ результатов показал, что факторами влияющим на прочность фасонной пряжи является их структура и волокнистый состав. Так чередующиеся утолщения и утонения переслежистой пряжи приводят к тому, что относительная разрывная нагрузка ее на 23,6 % меньше чем у мулированной, характеризующейся более стабильной структурой.

Относительное удлинение при разрыве больше у мулированной пряжи обр № 2 на 3,5 %, чем у обр. 1.

Неровнота из-за чередующихся утолщений и утонений приводят к тому, что коэффициет вариации по разрывной нагрузке образца № 1 в 15,2 раза и по крутке в 2 раза больше, чем у обр. № 2.

В процессах переработки и при использовании в изделиях волокна и нити подвергаются натяжению в течение некоторого времени, а затем разгружаются и получают отдых. Поэтому представляет большой интерес поведение нитей в цикле нагрузка- разгрузка- отдых.

Полная деформация слагается из следующих частей: обратимых (упругой и эластической ) и необратимой ( пластической).

Результаты испытания фасонных нитей при одноцикловой деформации растяжения представлены на рис.1

Рис. 1. Влияние структуры и волокнистого состава на составные части деформации растяжения фасонных нитей.

Анализ результатов показал, что структура и состав фасонноых нитей оказывает влияние на величину полной деформации и на ее составные части.

Полная деформация переслежистой пряжи обр. № 1 , имеющей в своем составе разреженные участки 2,8 раза больше, чем у мулированной пряжи обр № 2.

Упругая деформация - мгновенно развивающаяся и исчезающая часть полной деформации , которую мы выявили в период отдыха составляет большую часть у обоих образцов -70,6%% у обр. № 1 и 83,3% у образца № 2.

Эластическая деформация– часть полной деформации, развивающаяся и исчезающая в течении времени отдыха у переслежистой пряжи обр. №1 на 12,7% больше, чем у мулированной пряжи.

Оба исследуемых образца фасонной нити полностью восстановили свои первоначальные размеры после отдыха, следовательно , разрушения связей элементов структуры нитей в период нагружения не наступило и пластическая остаточная деформация их равна нулю.

При изготовлении и эксплуатации фасонные нити испытывают небольшие по величине нагрузки, которые, многократно повторяясь и растягивая нить, приводят к ухудшению их свойств (изменению размеров и формы на отдельных участках) и даже разрушению нитей. Поэтому изучение многоцикловых характеристик при деформации растяжения представляет большой интерес .

Результаты определения многоцикловых характеристик фасонных нитей при истирании фасонных нитей при разных углах между нитями в петле представлены в таблице 2.

Таблица 2

№ п/п	Наименование показателей	Един. измер.	Образцы
			Образ № 1	Образец № 2
1	Истирание нитей в петле: Угол 30о	циклы	60,7	15,3

Угол 60о Угол 90о Угол 120о

208,7 231,3 733,3

30,6 114,3 533

Анализ результатов показал что, факторами , влияющими на величину многоцикловых характеристик при растяжении являются - прочность связей между элементами структуры материала ,волокнистый состав материала, число циклов нагрузка-разгрузка-отдых, величина нагрузки в каждом цикле, направление действия нагрузки.

Минимальное значение стойкости к истиранию в петле оба исследуемых образца показали при угле между нитями равном 30о и она у переслежистой пряжи в 4 раза больше, чем у мулированной пряжи.

По мере увеличения угла между нитями в петле при истирании на приборе ИПП , износостойкость у обоих исследуемых образцов значительно возрастает.

Так число циклов истирания увеличилось в 3,4 раза при угле в 60 о. ; в 3,8 раза при угле 90^о и в 12 раз при возрастании угла до 120^о у образца № 1.

Число циклов истирания увеличилось в 3,9 раза при угле в 60о.; в 7,4 раза при угле 90ои в 35 раз при возрастании угла до 120о у образца № 2.

По результатам проведенных испытаний можно сделать вывод, что на величину физико-механических характеристик фасонных нитей существенное влияние оказывает их структура и волокнистый состав.