автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.01, диссертация на тему:Изменение свойств нитей на основе целлюлозы и ее ацетатов при термическом старении

РГБ ОД

1 5 ДНИ 1998

На правах рукописи

МАТВИЕНКО Гатьяна Анатольевна

ЮМЕНРЧИЕ СВОЙСТВ НИТЕЛ НА ОСНЭВЕ ЦЕЛЛШЮЗЫ И ЕЕ АЦЕТАТОВ ПРИ ТЕРМИЧЕСКОМ СТАРЕНИИ

Специальность 05.19.01. - Материаловедение Стик.ст/льнг<;,

кпжевкнно-меховое, обувное, швейное)

Автореферат диссертации на соискание ученой сте. .гни кандидата технических наг к

Санкт-Петербуог

1996

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университета технологии и дизайна на кааедре материаловедения.

Научные руководители: доктор технических наук,

профессор, заслуже"ный дея-те.).- науки и техники России Пррепелкин К. Е. кандидат химических наук, ст. н.с. Баранова С. А.

Официальные оппонент!.:

доктор технических наук, профессор Л. /* Фридман

Ведущее предприятие:

кандидат технических . профессор, з<иь. кафе,г_ой ТКШП КПУ К. А. Смиронова АО ;МИ "Химволокно"

Занята диссертации состоится 24 декабря 1996 п. в 10.00 часов заседании диссертационного сом а К. Обо. 67.03 при Санкт-Петербургской Государственном университете технологии и дизайна. Ачрес 191186, Саш '-Петербург, ул. Большая Морская 18, ау/.. 2-11.

к./

С теке"\_..1 диссертации юкно ознакомиться г библиотека университет

Автореферат разослан

_ноябья_ 1996 г.

Ученый сек етарь дисиертаииднного сове"™» .с.т.н., доце-нт

К..'ргч.ч •> Л.

ОБЩАЯ ХАРАк/ЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуяпьнпгггь прлп.прмн исследования изменения Физико-механических свойств натуральных и химических нитей на основе целлюлозы и её эфиров при тер1...;часком старении ооосновые лется проте.са-нием этих явлений в технологических процессах при сушке, термообработке, а также при эксплуатации текстильных материалов v изделий. Ло 60% всех видов используемых в текстиле boj окон и k.itp -это волокно хлопок, лён и пря'-гэ на их основе, зискозные, аце^ат-нь._ и триацетатные нити.

Облас.о применения целлюлозных натуральных и химических нитей достаточно широка. Они используются для изготовления как чисто целлюлозных, гак и целлюлозосс .ержащих смесовых текстильных материалов бытового и техническог назначения.

При эксплуатации текстильных материалов и издилии читьи

на основе целлюлозы и её эФиров процессы термостарени-. происходят с большей скоростью, по сравнению с изделиями на основе син-тети"9ских нитей. Отсюда след. jt необходимость провод'/мых исследований в широкой области 1_-л(лературо-времеш"1х i здействий. Анализ литературы показал, что имешмеся ис~педования содержат в основном только отрывочные сведения по изменению прочности • целлюлозных натуральных и химичес: ix волокон и н^-ей в зависимости от изменения температуры испытаний. Сведения, касаг'циеся измекэний прочности при длительном воздействии температуры С при термообрс ботке) практически отс^тству т. Эксллуат? ионные показа зли мате- : риалов и изделий существенно зависят v. от измак шя де 5ормацион-ных свойств при 1вмпературном'воздействии, в --четности, удлинения при разрыве, а также работы деформирования до ра_рьша. Однако . зннь. по этим показателям такж- практически нет. Необходимо обратить внгмание такж^ на то, что до сих пор не проводу,лось сравнительных исследований Tepi зстаренкя разных видов чк^и на осн(\ .е Целлюлозы.

Работа велась в соответствии с планом Госбюджетных НИР СЛбГУТ^ по тэме Лентек - 5 "Разработка комплекса методов объективной оцен.л и прогнозирования свойств текстиль-чх материале п'"и воздействии высоких тем^чратур и активных сред".

4p.nt.vi па. >т» явилось изучение I. <менения Физико-механичс^ких свойств ндтуралььиь, и химических нитг "! на ос эве целлюлозы и её жиров при длуельном воздействии повышенных температур. Учитывая отсутствие систематических данных по поведению целлюлозных материалов в условиях д. нтельного термостарения при различных темпе -ратурах. были сформулированы слег'кше зада» исследования:

- исследоь.ать изменения механических показателей, в частности разрывны, характеристик, в широком диапазоне времени и температуры воздействий:

- оценил, кинета'.еские хграктеристики процессов и: йнения механических свойств:

- разработать методику ечнки тем: •ра'.^рных воздействий с целью прогнозиров. :ия свойств т эй в условиях обработки и эксплуатации: ;

- изучить изменение деФектноти нитей:

- провести сравнительные, анализ изменения свойств нитей различных видов при термостарении: " •

- составить справочные данные по полученным результатам исследования по измене^мю механических свойств в условиях термостарения. '

ч '

. Научная нпимзиа пабпты:

- впегвь.з проведены сравнительные исследования кинетики тер-мическогЬ старения натуральных и химических нитей на основе целлюлозы и ей эфиров по изучению мехгнических свойс гв - хлопчатобу-цажнеч и льняной пряжи, вискозной, ацетатной и триацетатной нитей:

- получены данные по действию повьп^нных темгкрат'р на ра -рывньге характеристики целлюлозных натуральных и химических нитей

в широком диапазоне времён - от 1 до j.t'0 часов пш температурах от 120" '1 до 130-0;

- показана экспсненииаль:- .я зависимость изменения рам>ывнкя характеристик от времени тершческо, о старения при различных температурах, позволяодар прогнозировать v изменения ' в ин-, -рвале времени от О до 15U часов;

- разработана методика оценки хемпературных воздействий с целью оценки и: мнения cbowt: при тг^рмостарении: .

- определено изменение внутренней дефектности нерачномег>--ности механических свойств целлюлознух натуральных и химических Hv~~iti по нормированным козффициентам масштабной зависимости разрывных .сарачтеристик в широком ;,нтерва..е .ремени термостарения. ,,

- проведено ср^: ни« термостойкости различных видов нитеа:. хлопчат*. смежной и льняной пряжи. р-искознои. ацетатной и г <ице--татнс , химических нитей по изменению механических свойств от тек:-, гературы. Показано, 'то в наименьшей степа»i ю.!ен"ниг - ,._ пучности происходят для льнялО г ряжи, по удлинению до г-езрыва ;.ля вискозни.; нити.

Ci актами: '.к,ая гначи^гпт^г^ззшд&'гЬалаг

- по результатам исследования разрапотана методика ксмпхиконой оценки темг эатурных воздействий с целью прогнозда ан:.я с пйста и ус. вий эксплуатации:

- составлены спраьочны_ данн ю по и; энекню механических свойств нмтей на .нове целлпло?м и её эфиров в процесс», тернос-Tt >ния.

-- г>азраоо лы р кочендаиии по чсшустимым температ^рно-вре-условия обрабс <ж нитей на осног' целлюлозы и £ -i+iupcbVt

Результата р 5оты пс гччески применены в ТОО ггрепд", 1 "'ЛиЗлС , а .акже' учебном процессе..Костромского Г еудар^'твен-ного техн ¡готического уни№, .итетя, Санкт-. -терб'-огского Госуг .венного 'рнп-лситета -эхк i v дизайна.

Апппбяпия рдйг. гы.

Осноаные результаты работы докладывались и были обсуждена не Международной чаучно-тгчническоп конференции ' Проблемы ра: зития малоотходных и ресурсосберегающих экологически чистых технологий 1 т^к_Т1пьной и легкой пр-^мышлеиности'Ч Иваново. 1995).Международной научно-технической кон4епенции "Прогресс - 96" (Ивчово. Ii" 36), на заседаниях кайелры материаловедения СПбГУТЛ.

Луйликашг1. По материалам диссертации опубликовано шесть работ.

Структура и oiWm ток-с^угалии. Диссерт-ционная работа состоит из вьедениг", шестч глаз, обишх выводов, приложений и сг (ска испольяованмой литературы. Текст рабо-nj изложен на стр hmi эх. содержит рисун..а, таблиц, прил женмй. Список лите-

ратуры включает наименование:.

ХАРАКТЕРИСТИКА РА50ТЫ

г, П

Рс rrpПРНИ1 оооснована актуальность исследований, их цели и задачи, научная и практическая значимость, а также апробация результатов работы.

^ пргдпа грлар проведан анализ литературы в области физико-механичесю .< свойств натуральных и х. мических нитей на осове целлюлоз и её эФиров при длительном ю^де ствии повышенных Т'М-nepa-^vp. Рассмсгрены термические характеристики 'целлюлозных и целлюло^осодержаших нитей и методы их определения.

Имеете ^ ряд исследований в области температурных зависимостей свойств С теплое гоГ1:-.ост1ь целлюлозных и синтетических волокон и нитей: акад. «.уркова С. Н.. пгоФ. Бузова Б. А.. проф. БартеньеваГ. М.. проФ. Аскадс, ого A.A.. проф. Ст «левича А.М.. прея. Тиранова В. Г. и др. Однако в области термиче-.кого старен..я СтермостсС о^ги) исследования пгсводились в ochui'.f -м только на синтетических волокнах и нитях. Лмешиеся исследования по изучению целлюлозных, ше-татных и -¡риацетегных волокон и нитей, содержат в оенокним т лько отрывочные сведения по изменению прочности в зависимости от тем-

¡.ературы. Эксплуатационные свойства нитей оценуаотся не только прочностными, ..о и деформационными характеристиками, колзрые существенно влияют на их работоспособность. Дг шых по и:' изменению при термостар, нии практически нет.

ператур, тепло- и термостойкости являются: термемеханический, термогг. 4виметрич<?ский и диФФеренциально-термический анализы. Однако методы, характеризующие изменения механических свойств при длительном температурном воздействии в литератуг практиче си отсутствуют.

Исходя из изложенного, сФормули^юваны задачи исследований.

рактеристику объекто- исследования и методы исс едования.

Объектами исследования были выираны промышленные 1">ллюлоз-Н1>> и ^йчроьгллюлозные натуральные и химические нити: пряжа хле чатобумажная и льн..ная. нити ви.-козные, ац^татк.ыь и тричцет» гные. Основные ьиханические характеристики въ.Лранных д"з исследования ш-тей име т следукщие значения:

Наиболее распространёнными методами оценки характерных т?м-

посвящеь-1 методическим вопросам, содержит ха-

Техническая характе рисп-.. .а

N I Наименование I Фактическая I Относит. I Коз<". вар. I Удли е- I Г^зФ. вар. I I линейная I разрывная I по разр. |ние г,ри|по удли-1

- I

I I плотность, I нагрузка. I нагрузке, I разрыве, I нению

Тф. -екс I сН/текс I Ср. % I % I С£, г

1 I пряж.а

I хлопчатобумажная

2 1Пр„л- .пьнинп

61.6

чЭ. ч

24.0

13.1 - 19.4

3.5 10.9

4.0 I 5. ^

1.8 I 8.0

1". 5 I 7.2

2Г.5 I 8.5

?1.5 I 7.0

3 1Нип вискозная I 17. С

4 IЧить ацетатная I 1^.2

5 IНи ь триацетатная! 40.0

12.4

Э.6

2. ?

4.4

8

, - s -

Термическая обработка г "вводилась в термошкафу с автомати-

I

ческой регулировкой температуры в интервале времени от U до 150 часов. при температурь* 120" С, '50-С, 18Ü-C. Ути v-ловия б"ли ус--нсвлены ¡.a ocho? е предаат тельных Опытов и соответствия1 режимам протекани., технологически« процессов перг -¡або-ч'' тнкси ьных материалов.

Б работе, использое-.ли как методики исмыта 'ий прш.ятме в текста л; -ом i», гёриало. аденйй. так и разработанные на rafeare материаловедения >-9т0дь. оценки скрытой дефектности по разрывным характеристикам С масштабный эФФеш и р'-:<рабо'1инные методы оценки •, изыенг-.дая свойств при терме старении. Все испытания проьш шсь после i- нди^ио!1 <ров^ шя образцов при следуших условиях: температуре С и влажности 65J2Z. ..рименены та^хе методы термпгравиметрического анализ- на дерива.ографе -Фирмы "Паулик-Паули..,-л'рдей" кар; л DERI"ATOOsAPH С.

Полученные данн^ о^рабо.аны с, г., лменением статистических штодоч и корреляционного анализ-! на IEM РС. с использованием программы KMHCAD и ^руги . •

1се.тгя_сдааа посЕящена'исслг^ован! 'влияния температуг .1 на разгывныа характеристики целлюлозных лат/ральмчх и химических нитей. •

В главе рассматривается влияние температур *12( 1ГП-С. • 180-С у. i разрывные х ,>ак.теристи)\и нт.ралънь1" и химических нитеи на основе аеллшг и её эфигюв. пр: времени воздейстш i 1 ч-х;. По с "э термооЕоаботки .прэде. ;лм изменение разрг'ных /..«рак-.-ерие-тик. Л'зу." туты исследования изменений разрывных чаракгерм'.-.тик предс-авлены н~ ри^. 1-2.

Из полученных зксперимечталъь-.х данных видни. чго с t..-лчм Х'мги.натуры лроисхо::т снижение р<"рь1рчых характеристик у всех исследуемых ' бра ¡ов.

Гемператупа 120* С не оказывает сушестрсш^го влияния н<з прочносхние характеристики натуральны! и химических нитей на jo-

рХ

ю

0,5-

^ гз и 5

ао'с

1 Л 3 Ь

/ /

£

Л

И

/

с

/ЗО'С

Время термообоаоотки 1 чао

* 2.3 к $

Р,

\

/

N

/дог

Г.

Г

4 ^г

X

№

ь

4

оре"Я термоос-ас,отки

/80 'С

и часов

1.0

О,*

V.

/

N

У

\

/ /

4 го

I *

о

С

ь

ч "4}

о ^ 3

УС

Время термообработки 150 часов

°ис. 1

Срр^ни'._-лг ые диаграмм1, сохранения прочности от температуры.

г' g

г

SS

s

•с

о Oí

s

с, о в

§

V///?,

S

г>*

о

■D

- и -

ниве целлюлозы. Лишь три&аетатная нить при этой температуре начинает тег iTb свою прочность. При термообработке .ри 1U>С остаточная прочность хлопчатобумажной пряжи составляет при этой температуре О. Ь5 от начальны:; значений. Однако, температура 180* С уже оказывает заметное воздействие ьа все исследуемые нити, даже при ьреме- ) т рмообработки 1 час:- При этой температуре ^олее резко задает прочность у вискозной нити. Особо следует отметить поведение льняной пряжи. При температуре 180* С она сохре- 'яет прочность .V 0.9" от исходной. Относк ,-ельное измекэние удлинения при разрыве оказ^вает-я более чувствительны*, чем прочность, к повышению температура. Температура 120-С и 150* С не оказывает заметного влияния на изменение удлинения пр.. разрыве. Из' знения, происходящие в структуре л-няных и ацетатных нитей при воздей<.гви.. температур j 150- С не с щественны и при дальнейшем увеличении температуры до '30-С. Они составляют для_ тьняной пряжи 0.83, для i скоэ-НОЙ - 0;36.

Таком образом, наиболее термостойкой нитью по изменению прочности является линяния пряжа, а по изменению удлинен" я при

разрыве - вискозная нить.

изменению механических характеристик ц ллюлозных и эФироцеллюлоз-ных . л той от врес?ни термической обработки. На с :нове анализа данных предварительных исследований и условм. термических воздей-стиьий в текстильной промышленности и эксплуатации те .стильных материалов было принято уеличени^ времени термического воздействия от 1 до 150 ч'сов при тем ipar'pax 120-С. 150- С, 180-С.

Своднг-' результаты экспериментов представлены в табл. 1-3. |лз этих данных следует, что длительк л термообработка нитей, при лю-ч,ои из температур приводит к изменению их разр"вных характеристик: потере прочности, удлинения при разрыв« и, как результат по-герн работоспособности.

включает экспериментальные исследования по

-нг-

Табдагда 1

ОТНОСИТЕЛЬНОЕ СОЙлНЕНИЕ РАЗРЫВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК В ЗАВИСПОСГИ ОТ ■ ВРЕМЕНИ ОБРАБОТКИ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ 120- С

Вид

.1 и т е й

Пр. «а хлопча.обумажная 1 1 0.991

Пряжа льняная 1 0.991

Нить вискозная 1 1 0. ¿31

Нить ацо гат :ая 1 1 0.991

Нить гриацетатная 1 1 1 0.961

1 Пряжа хлопчатобумажная 1 1 0.9?'

Пряжа л няная 1 1 0.941

Нить вискозная 1 1 1.011

Нить ацетатная 1 1 1 1

цитъ триацетатная I 1 1 0.951

1 Пряжа хлопчатобумажная ! 1 0.921

Пряжа льняная 1 1 0.921

штъ вискозная I 1 0.9У 1

Ни':> ацета-.пая I 1 0.991

Нить триацетатная I 1 0.921

^ремя обрабо^ли. час.

иск.

1 I 10

25

50

100 I 150

Ро/Рисч 0.951 0.931

О. 951 0.951 0. 941 0.951

0.931 0.941 0.931 0.901 61 /£исх 901 О 381 0.891 0.851 0.881 0.921

О

0.941 0.921 0.911 0.941

0.871 0.821

О. 881 0.871 О. 851 6.891

0.811 0.791 0.811 0.821

0.921 0.871 0.861 0.901 0.901

О 85| 0.83' 0.831 0.871 0.891

0.791 0.731 0.711 0.781 0.801

0.891 0.851 0. £-)| 0.901 0.881

0.83! 0.71. 0.791 0.321 0.86!

0.741 0. 651 0.631 0.731 0.751

0.85 0.75 0.73 0.84 0.85

0.73 0.72 0.70 0.73 0.83

0.64 0. 54 0.51 0.61 0.70

Таблица 2

ОТНОСИТЕЛЬНОЕ СОХРАНЕНИЕ РАЗРЫВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИЧ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВРЕМЕНИ ".БРАБОТКИ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ 150-С

В-и д

н и т <з й

Время обработки, час.

-1-1---

1 I 10

25

I 50 ! 100 I 150

J_1_I___

Пряжа хлопчатобумажная Пря- а лы;я.,ая .лть вискозная Нить ацетат, ая Нить триацетатная

Пря. а хлопчатобумажная Пряжа льняная Нить вискозная Н"ть ацетат, .ая Ьип. триацетатная

11РЯЖЭ хлопчатобумажная Пряжа льняна Н> ь вискозная Нить ацчт^гная ♦Нить триа- этатн_я

1 !

0.951 1.011 0.971 0.981 0.^5,

О 851 0.831 0.881 0.861 0.881

0.821 0.

о. ее' 0.841 0. р3|

Ро/Рисх 0.911 0.76!

0.821 0.881 0.951 0.951

0.70! 0.831 0.921 0.9.

£о/£исх 0.831 0.611

0. 0."4| и 821 0.831

0.671 0.661 П. 821 С 781

Ко/Ч,сх 0.751 0.461

0.581 О. 74! 0.781 0.741

0.55! 0.751 0.721

0.691 0. 581 0.681 0.901 О.Г I

0.591 0.561 0.431 О 781 Ь.6§|

0.41! 0.311 0.291

0.701 0.531

0.68! 0.61 о. 4:1 о.: .з

С.481 0.861 0.69'

и. 43 0.79 0. 67

0.561 0.19 0.331 0.28 0.391 0.14 ,.751 0.53 0.541 0 I:

0.381 0.30

0.151 0.12

0.19! 0.06

0.651 О. 12

Г 37-' 0.36

исх

Табль^а 3

ОТНОСИТЕЛЬНОЕ СОХРАНЕНИЕ РАЗРЫШ ХАРАКТЕР. .СТКХ В ЗАВИСИМОСТИ '?Т ВРЕМЕ' "Л ОБРАБОТКИ .(РИ ТЕМПЕРАТУРЕ 180-С

I Время обработки, чао.

Вид ; и т е й I- —i-1-г---,-1-

I исх. II 13 15 I ;« I iu _I_i_ _I_J_I_I__

P0/PwCX

Пряжа хлопчатобумажная I 1 0.91 1 0.87 1 0.7 J. 76 1 0.55

Пряжа льняная Г 1 0.37 1 0.80 | 0.^6 0. 12 1 0.Г

К :ть вискозная I 1 0.79 1 0.77 I 0.71 0.60 1 0.45'

Нить ацетат *я 1 1 0.85 1 0.8Г 1 0.75 0.63 . 0.53

Нить триацетатная 1 i 0.76 1 0.66 1 0.55 . 0.48 I 0.43

1 <fo/<5Vicx

Пряжа хлопчатобумажная 1 1 0.85 1 o.?-> 1 0.78 O.f 1 ;. 46

Пряжа льняная 1 1 0.83 ' 0.72 1 0.61 0.44 1 0.33

Нич ь риско^ная 1 i 0.86 , 0.75 ! 0.56 0.46 1 26

НИТЬ ¿.ЦйТс: .¡ая . 1 1 0.85 1 0.73 1 0.66 0.C1 1 0.52

Нить триацетатная I 1 0.82 1 0. ^ 1 0. 30 0.33 1 0.24

Vc "Леи

Пг- ..«а хлопчатобумажная I ! 0.80 1 0.72 1 0.61 o. ;i I 0 "5

Пряжа льняиэя | 1 0.81 1 0.58 1 0.38 0.19 1 0.12

Нить В1 :о^..ая • 1 1 0.F4 | 0. r7 | 0.40 0.28 1 0.12

Нить ацетатная ' I 1 0. 1 0.60 1 ."..J 3.39 1 0.30

Нить триацетатная I 1 0.62 I 0.42 I 0.28 0.16 1 0.10

С ростом температуры и уьеличг lew времени термического ВОЭ-

действия все > >хани .¿ские показатели знаи'«те пьно уменьшаются. Так

при изменении температуры от 120* С до 150- С и времени тг мичес-сой обработка 150 часов остаточная прочности у 'нъшается ь 1.3-1.9 раза, оста"- чное удлинение при Р" ">рыве - в 1.4-5 1 раз, остаточная работоспособность - в l.J-r 5 раз. лтмечает. т большая устойчив* гь к длительному те-мос\арению при- температур 1<uJ"C льняной пряхи. Они сохраняют 0.9 прочьjcth после 33- Г1 часов термообработки, в то время как такая же "-теря прочисти наблюдается у вискозН1. 1 и триацетатной нитей уже через 25-35 ч.;сов. Пока-.siiHo. что сохранение 0.9, от исходнг о, прочности при "ампе^ту-г 1ы>С происходит в следукддем п^ядко убывания р" iob нит^'1: для .адттной нити - 50 часс . для триацетатной нит" 26 часов,' «ля хлопч.т умажной -ряки - 10 часов, для вискозной Him, - Ь часов, ялу м-'янс.. nwri - 5.5 часогз.

Влияние i семени обработки при температуры 180* С на прочность нитей, харе :терно тем. что сохранение 0.9 прочности с г исходной происходи-1- после: 2ч- для хлопчатобумажной пряжи, 1ч-для льняпй пряжи, 0.5 ч - для Екскозной нить, 0.7 ч - для ацетатной нити. 0.5 ч - дл. триацетатной нИ'м'.

Полученные данные были Сработаны как оказалось, хорошо апг-зксимиругтся зависимостью вида:

-t*

X1- с^« Г (1)

В логарифмических координатах это уравнение принимает вид:

LnX^ А„ - гх « Ln"4' CD

—у

I где X - средние значения разрывных ха; акт ристик: относительной разрывной нагрузки Р*. сН/текс: удлинен!.л при разрыве условной работы деОормиоования "W^. Дж/см^.

"С - время термического воздействия, час. Коэффициенты этого уравнение для изученных нитей представлены в таблице 4.

На ос: ове этих уравнен'-й могут ьрогнозироваться условия эк-• сплуат4~1ии и оценки, изменения разрывных характерис ik пр.1 времени термических воздействий от О до 150 часов.

Пятая гпапя содег <ит исследования • зменения дефектности н..-тей на основе целлюлозы и её зФиров при термообработке и обусловленные ею изменения неравномерности их механических характеристик на основе использовав : масшт'бного эффекта разрывных хара -те ристик. К"«к и ране., условия термообработки были: температура 120* С, 150*С и 180* С при времени от 1 до 150 часов. Разрыв! рак.врис.ики определяли при зажимных длинах 50, 100, 200, 300. 500 мм.

.Экспериментальные исследования разлк . 1ых виде - нитей подтвердг in, 4'. i заиисимосгь ме шнических характеристик о" дхлны ис: ггаваемых образцо^ ^ь^яет^я степенной имеет вид: ^

; Й - ар » Гр : £ *Q = е « L ' : V0 » ¿^ * L w

Таблица 4

КОЭФФИЦИЕНТЫ ЛИНЕЙНОГО УРАВНЕНИЯ ЗАВИСИМОСТИ РАЗИНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ОТ ВРЕМЕНИ ТЕРМООБРАБОТКИ

Температура термообработки •С Âp Bp 1 1 1 1 1 1 1 А- 1 В- 1 1 1 С 1 t t 1 г......— Bw

Хлопчатобумажная пряжа

120 3.19 0.023 1 1.43 1 0.034 I 2.07 о.нз

150 3.18 0.090 1 1.32 1 0.112 I 1.94 0.201

180 3.16 0. <82 1 1.39 1 0.269 I 2.00 0.459

Льняная пряжа

х20 2.96 0.042 1 0.59 1 0.051 I 0.9". 0.0.7

150 3.06 0.1р2 i 0.61 1 0.209 1 1.06 0.385

180 3.04 0.430 1 0.53 1 0.378 0.99 81Ь

Вискозная нить

120 3.00 0.054 1 2.51 1 0.06~ I 2.93 0.119

150 3.09 0.161 1 2.67 1 0.302 1 2.97 0.324

180 2.8? 0.212 I 2. 18 ! 0.462 I ".74 0.672

Ацетатная нить

120 i 52 0.029 I 3.26 ! 0.054 I 3.06 0.Ы1

150 2.53 0.038 I 3.16 I 0.066 I 2.98 0.104

180 2.42 0.170 1 3.11 1 0.1.96 I 2. ol 0.363

Триа. зтатная нить

120 2.23 ,0.024 I 3.04 I 0.026 I „53 0.051

150 2.29 0.0~3 1 3.03 1 0.1.06 ! 2.56 О.'Г?

180 2.04 0.252 1 3.03 1 0.525 I 2.31 0.777

В логарифмических координатах эти зависимости хогхзяо апроксими-руются пртчои и имен.,' вид:

ЬпР* = Ар - Вр » 'чЬ: 1лй? = Аг - В£ •»

= А^- Г*, » ЬпЬ С 4)

где А,,. А^. .Ау, - логарифм экстраполированных значений -«зрывниХ характеристик при 1лЬ = О С- !з1мм ). соответстгупаие условно бездефектным величинам:

Вр.Вг масштабные С размерные) коэМициенты разрыв..^х ха-

рактеристик. характег -зупцие уровень део^ктности исследуе"ых образцов."

Ь - зажимная длина образцов.

■ -16*

Коз, у, иекг линей. _)й корреляции расчетных и эксперимен-- таль"ых разрыв^..* х^уактеи"ггмк в каждом случае находился в пре-А лах 0. 90—О. о5.

В связи с р зным уровнем иазр'чных характеристик изу1'енных нитей и условнобездеф стных их велччин было произведено нс,^.»шро-. ваиие соэФФициентов В^ характеризующих г^вень дефектнос-

ти. по величинам коэффициентов Ар, и А«- Таким образом получены . следующие значения нормированных коэффициентов"

В^ - В,/А, : В£ - В£/А£ : В^= (5)

Эти коэффициенты С табл. Б) позволяют провести сравнительный ;. анализ различных изученных вице . нитей по степени «х дефектности. , йы-.л установке; з. что масштабная записи ость деФормаиион «

своРтгв у, целлюло. них натура чьных и химических нитей вгоажена сильнее, чем прочности"'. Полученные значения позвг лют заклй-чмть. что изученные нити по у; аню их , ■»Фектности располагаются в ■'. .следушии ряды: исходные - льняная пряжа < риацетатная нит < ■ хлопчаггобуиажьая пляжа < вискозная нить < ацетатная нить: после : термической об б'тки а течет..) 1 часа - ацетатная нить вискоз-на,, нить < 1. нештатная нить < льняная п. яжа ' хлопчатобумажная .ряжа. <10сле термической об' гботкь в течении 150 часов при темпе--ра^ре 120-С и ' 50- С льняная пряжа < вискозная нить < ацетатная ь.ггъ < триацетатная нить < хлоп ,лхзб»мажная пряжэ

Народу с этим иыло показано, ¡то после воздействия температуры ¿80" " и времени термической обработки 10 ■ асов, иссх ¿уе^ые "ити распо лаг ноте; ло мере увеличения дефектности ь роста неравномерности ь следующем порядке: хлопчь», .умажная пряжа, триаце-ть .-на.' н^ть, е.и_козп_я нить, е штатная нить и льняная пг «а.

Ь_шесп1Г'_слаг 1 обсуждены осювныз результат... работы. П'жаг-ч-, на необходимость оценки изгнан Л механических с- тйств нитей и -^кстйльныл материалов не основе ца г.юлозм её зФьЬов с иалью в бора пракл!чес-<чин "^«ммо? прк- жрмичеекмг воздействиях - условиях текХ .-«льной технологии и последующей зке'лус лзцми - на о-но-

Табл.ла 5

НОРМИРОВАНИЙ КОЭФФИЦИЕНТЫ УРАВНЕНИЙ МАСШТАБНОГО ЭОФЕКТА IАЗГОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НИТЕЙ

Продолжи- I Нормированные масштабные коэффициенты , тельность I при различных темпер^туг ж

т рмичес- I- -=n-1--

кой обра- I BJ> I B¿ I Biv»

ботки, I-1-1-1-1-1-1-1-1-

час 1120- С[ 150- С1180- С| 120- Cl 15и- С| 180" С| 120- С| 150" С| 180- С

-1-1--.-1--1-'-1--1-

I I I Хлопчатобумажная пряжа I I исх. I С. 01910.01910.01910.05310.05310.05310.05710.057' 0.057 1 10.01910. OIL. 10.02410. о5210.05510.05510.0Ú310.06110.056 10 I0.020l0.022|0.029l0.053l0.u55|0.069|0.058l0.062l0.101 ' 50 |0.022' П. 0231 - U. 05510.0591 - 10.06410. C4I 150 10.02310.0241 - 10.06210.0731 - 10.07110.0841 -

1 I I Льняная пряжа I I I исх. , 0.03010. 03010.03010.05210.05210.05210.09110.0311U. 091 1 10.04010.03910.04210.05610.091, J. 0961С. 09310.10610.111 10 10. 03910.04710.05610.06110.10610. "3610.100! 0.130 ¡ J. 346 50 10.04310.0531 - 10.07510.1621 - 10.11210.1761 -150 10.050! С. С^4| - 10.09410.3261 - |0.13310.3361 -

i I I Вискозная нить I I I исх. I О. 01910.01910. 01910.03810.03810.033! 0.046! 0.04610.046 1 10.01910.01810. 03310.03910.05210.05810.04710.05810.071 10 10.02110.02010.038 i 0.04110.05211.10810.05110. ОбыО. 127 50 10.02010.0211 - 10.05010.0331 - 10.05710.0901 -150 10.02710.0311 - 10.05510.1361 - 10.06^0.1541 -

I I I Ацетатная нить I I I исх. 10.01510. Olf" 0.015] 0. Oil 10. Oil 10. Oil 10.0231U. 02310.023

1 1С 31610.01510.02710.Oil10.03210.03210.02"10.04310.049 10 10.01610.01510.04110.01310.03310.06410.02710.04410.091 50 I0.018IC.016I - I0.015I0.02J - I0.028I0.C7I -i50 10.01810.0321 - 10.02110.0451 - Ю.035Ш. 068t -

I I f Тр!*ацетатная нить I I I исх. 10.02"' 0.02710.02710.03610.03610.03610.05710.05710.057 1 10.03110.03410.05310.03710 04410.05010.05910.06710.082 10 10.03110.03310.06510.03710.050! 0.08510.0. Jl 0.0741n. 147 50 10.03410.0421 - I0.038l0.058l - 10.0t~l 0.0861 -150 10.0351С 3421 - 10.04110.0641 - 10.06710. СЛЗ| -

- J8 -

ва получен! к справочных данных. Предложенные экспоненциальна зависимости изменения разрывных характеристик от времени при раз личных темпег'тгурах (ГгО*С. 150" С, 180-С) позволяют прогнозировать их изменен! т в интервале времени от 0 до 15Г часов, что перекрывает чажнь.й для практики диапазон температурно-временных ус-лог-лй. Показано также, что для практических целей в условиях ~ к-стильной техноло/ии и эксплуатации целесообразно применение метода I-¿MorpaL.метрического анализа (ТГА), только в качестве дополни'. -л* ного для определения термостойкости натуральных i химических нитей на основе целлюлозы и её ацетатов. Сопоставлены i -зуль.аты изменения свойств \ следуемых нитей, полученные в работе, с результатами полу .енными по предлагаемое м»тоди. з для смешенных видов нитей: льновискозной и ви^.созной С штапельной!) пряж^:.

ВЫВОЛЬ':

1. Изучено влияние поьопиенных температур на мех.лическиэ свойства натуральных и химических нитей на основе целлюлозы и el-зфиоов. Впервые полученные сравнительные результаты в широко.: д'-тпазоне времени и температур позволяют определить температур -ные границы экс- чуатации иеллклозчых нитей и изделий из них.

Проведены кинетические исследования термического стар?-н1.л и его влияния на "эзрывпыо характеристики ;;лопчатобума.лор и ль"яной пряжи, зискозной. ацетатной и триацетатной нитей. Определены изменения относительней разрывной нагрузки, удлинения при разрь^е ., ус-овной работы деФорм7-х)вания ло разрыва, .¡оказано, что уровень механпчес-мх сьойсть нитей снижае"":я при дли""1ль"0'.' . гэйствчи .мперат. зы. Кине.ика этих изменений ant ксимируется зк-спс <ен--малъной зависимое.ою от времени. Б процессе теомостаоенип измене не удл'.-ген'-ч п; « разрыве прссходит в существенно большей гг-псни. чем прочностных показателей.

3. Установлено, что и. натуральных и химическ"х : iTt.i ia осмосе ц. 'ллюлоэы и её зФирор более устс ,чивь„м к действию терми'"'С-

- IS -

¡coro старения являются хлопчатобума;.:ная пряж^, триацеть яая и ацетатная нити.

4. Газработе а методика оценки температурных воздействий и прогнозирования изменени. механических свойств в условиях соответствуют« ^рмических обработок текстильна м^гериалов в технологии и при эксплуатации.

5. Показан роит неравномерности 1 зханических св"<ств натуральных и химических нитей на основе целлюлозы и её эФи"ов.

6. Составлены справочные данные при термическом строении, зключавдие сведения п^. ирченению механмческих свойств хлопчатобумажной и льняной пряжи, вискозных, ацетатных и триацетатных нитей в результате их термической обработки.

. С г„->кмене>.ием методов оценки масштабной зависимос ти разрывных характеристик' показано изменение дефр-'.тности н ату рал ihx и химических нитей на основе целлюлозы и её зфиров при _литель эй термиче:чой обработке. •

3. Результаты рабогы практически применяются для оценки изменения и прогнозирования эксплуатационных свойств '^кстильных изделий целлюлозных и целлюлозосодержащих материалов в ТОО "Лен-трейд", НПП "ИндЭкС", а также в учебном процессе Костромского ПУ, Санкт-Петербургского ГУТЛ.

Пуб.пик-ямии- Основное содержание работ" изложено в публмкациях:

1. Матвиенко Т. А.. Перстёлкин К. Е., Баранова С. А. Исследование термических воздействий на прочность и деформационные свойства натуральных и химических нитей. '/Тез. докл. мнждунар. науч-но-техн.конференции "ПР0ГРЕсС-94".- Иваново:ИвТИ. ifcj4. - С.ЬЗ.

2. Матвиенко Т. А., Перепёлкин К. Е. . Баранова С. А. Оценка измр-пения механических свойств целлюлизпсодержаших нитей г . пг: /цессе термообработки. // Тоз. докл. межлунар. научно-техн. конфрпеняы

" ПРОГРЕСС-Qt3". - Иваново' НГТА. IG'Jo. - С.

л-.стп'. ^мг о Т. А.. Пе;« n^.'iMiii К. К. . I>ipanor<a С. А. ¡Ьучени«' р..1; '¡-I - :.:'ч г iv.ir.i на . г-..iiciEia льняной

и полульня. эй пряжи. // Тез. докл. научно-техн. конференции "ЛЕН-9В"- Костром..: КГ .У. 1996. - С.

4. Матвиенко Т. А., Перепёлкин К. Е.. Баранова С. А. Измек.ние механических свойс.а целлюлозных зискозных. хлопчатобумажных и льняных) нитей при термическом старении. // ' Текстильная про'-ди-ленност: -1996 - N 3 - С. Г >-38. ' Перепёлкин К. Е.,Баранова С. А. .Матвиенко Т. А. .Крутько И. В.

Изменение свойств хлопчатобумажной и льняной пряжи при термическом старении. // Изв. ЗУЗов. .Технология текстильной промышленности - 1996. - N 6.

Перепёлкин К. Е., Баранова С. А., Матвиенко Т. А. Оценка изменения деф стности целлюлозных и ацетатных нитег при термостарении по масштабной зависимости механических свойств. // Химические волокна -1936 -Ы 6.

Лицензия К 020712 от 02.02.93. Оригинал подготовлен ав'^>ро»

Подписано к печати 19 .11.96. Формат 60*64 1/16. Печать офсетная. Уч.-изд. 1,2 . Усл. печ. л. 1,1. Заказ Ид. Тираж 100.

Отпечатано • > роталгчнте СПб'УТД: 191028, С-Петербу -г, Моховая, 26