L'estudi dels materials tèxtils a diferents temperatures en l'estructura interna i les propietats de la llei del canvi, pel seu processament raonable i ús correcte té una importància important. Les propietats de la fibra en el punt de transició de temperatura abans i després del rendiment són significativament diferents, amb diferents punts de transició de temperatura a caracteritzar. Del contingut de l'estudi, hi ha principalment propietats termodinàmiques, conformació tèrmica, danys tèrmics.
Propietats termodinàmiques, es refereix al procés de canvi de temperatura, les propietats mecàniques dels materials tèxtils amb el canvi en les característiques. L'estructura interna de la gran majoria dels materials de fibra és una estructura de dues fases, és a dir, la coexistència de la fase cristal·lina (zona cristal·lina) i la fase amorfa (zona amorfa). Per a la fase cristal·lina de la zona cristal·lina, sota l'acció de la calor, el seu estat termodinàmic té dos tipus: un és l'estat cristal·lí després de la fusió, les seves característiques mecàniques es manifesten com un cos rígid i té les característiques d'alta resistència, l'allargament és petit, el mòdul és gran; l'altre és l'estat fos després de la fusió, les seves característiques mecàniques es manifesten com un cos de flux viscós. Els dos es poden distingir pel punt de fusió. Per a la fase amorfa de la zona amorfa, sota l'acció de la calor, el seu estat termodinàmic té un estat de plegament fràgil, estat de vidre, alta elasticitat i estat de flux viscós, respectivament, segons la mida de la capacitat de deformació per utilitzar la temperatura de transició de plegament fràgil. , temperatura de transició vítrea, temperatura de transició de flux viscós per dividir.
1.la termodinàmica dels materials de fibra, tres estats
Per als polímers lineals, la temperatura de transició del flux viscós de la fase amorfa del material i el punt de fusió del cristal·lí sovint es solapen entre si, és difícil distingir-ho, de manera que la mesura de les propietats termodinàmiques de la fibra és el primer canvi en la fase amorfa dels canvis que es manifesten en les corbes típiques del cabell mostrades a la figura 1.
Figura 1 Corba termodinàmica típica del material de fibra
La figura 1 es troba en condicions d'estrès constant, la capacitat de deformació de la fibra (línia sòlida) i el mòdul de tracció (línia de punts) amb el procés de canvi de temperatura, el punt d'inflexió de la temperatura de transició vítrea Tg i la temperatura de transició del flux viscós Tf i la temperatura de transició tenen una zona, que és un polímer amorf té característiques mecàniques de tres estats. Entre elles, la majoria de les característiques mecàniques de tres estats de les fibres sintètiques són més òbvies, mentre que les fibres naturals (cotó, lli, llana, seda) i les fibres cel·lulòsiques regenerades, etc. en una determinada taxa de temperatura (alta temperatura) no es mostren més evidents i característiques de l'estat de flux viscós, però descomposició directa, carbonització.
Traduït amb www.DeepL.com/Translator (versió gratuïta)
1, estat del vidre
En l'estat de baixa temperatura, l'energia del moviment tèrmic de les macromolècules dins de la fibra per la part inferior, el moviment d'unitats a la base, enllaços, cadena ramificada curta i altres unitats curtes, la cadena es troba en estat "congelat", el moviment de la vibració local avança la longitud de l'enllaç, l'angle d'enllaç canvia. Per tant, el mòdul Shen d'estirament de fibra és molt alt, d'alta resistència, la capacitat de deformació és molt petita i, a més de la força externa, la deformació va desaparèixer ràpidament, la fibra és dura i trencadissa, semblant a les propietats mecàniques del vidre, així que s'anomena estat de vidre (o estat de vidre dur). Quan la temperatura augmenta encara més, la mida de la unitat del motor augmenta, els segments de la cadena de macromolècules de fibra tenen una certa capacitat de tornar enrere, la fibra mostra una certa flexibilitat, duresa, la força es pot veure en el cas de la deformació plàstica, això L'estat sovint es coneix com l'estat de vidre tou (o conegut com a força d'elasticitat alta), la gran majoria de les fibres a les condicions de temperatura ambient en aquest estat.
Quan els enllaços de la cadena, els segments de la cadena, la rotació de la cadena principal i la base lateral es congelen, s'anomena estat de plegat fràgil.
La temperatura de transició vítrea de les fibres tèxtils és majoritàriament més alta que la temperatura ambient, de manera que, en condicions de temperatura ambient, la roba pot mantenir un cert grau de resistència a la tracció i rigidesa, com ara la temperatura del vidre de spandex per sota de -40 graus C (tipus de polièter). -70 grau C ~ -50 grau C) a l'entorn amb una elasticitat excel·lent.
2, estat alt elàstic
Quan la temperatura continua augmentant per sobre d'una determinada temperatura (temperatura de transició vítrea Tg), el mòdul de tracció de la fibra va disminuir sobtadament, la fibra per l'acció d'una petita força en l'aparició d'una gran deformació i quan la força externa s'eleva. , la deformació de recuperació ràpida. A la corba "temperatura - deformació" o "temperatura - mòdul" apareix una àrea de plataforma, el comportament mecànic d'aquest interval és similar a les característiques mecàniques del cautxú, l'estat mecànic de la fibra s'anomena estat d'alta elasticitat o estat de cautxú. Des del mecanisme de moviment molecular, a aquesta temperatura dins de la cadena macromolecular de la fibra s'ha "descongelat", la cadena es pot girar al voltant de l'eix de la cadena principal, de manera que les macromolècules siguin més fàcils d'enrotllar, redreçar la deformació i la deformació també és fàcil. per generar mitjançant el moviment tèrmic de la cadena per restaurar la forma original. Aquest és un estat mecànic únic del polímer, l'essència de la deformació elàstica és el moviment en cadena de la macromolècula que estira un moviment d'encrespament del macro-rendiment.
3, estat de flux viscós
Quan la temperatura continua augmentant fins a una determinada temperatura (temperatura de transició de flux viscós Tf), el moviment tèrmic de les macromolècules per superar les forces intermoleculars, la unitat de moviment dels segments de la cadena per expandir-se a la cadena macromolecular, les macromolècules que es poden veure entre el lliscament relatiu, la capacitat de deformació per augmentar significativament i irreversible. Les fibres tèxtils presenten un estat líquid viscós i fluid, aquest estat mecànic de la fibra s'anomena estat de flux viscós. Quan el grau de polimerització de les macromolècules és molt alt, l'ús de la força intermolecular és molt gran, l'entrellat entre les macromolècules és greu, el lliscament relatiu entre les molècules és molt difícil, no hi haurà estat de flux viscós.
L'anterior des del punt de vista de la cinemàtica molecular descriu els tres estats termodinàmics, des del punt de vista de la fase, l'estat vidre, l'elasticitat elevada i l'estat de flux viscós són fases no cristal·lines, és a dir, la disposició de les macromolècules entre l'estat de l'estat aleatori (desordenat, amorf).