автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.01, диссертация на тему:Разработка методов оценки деформируемости арамидных нитей

Тер-Мнкаэлян Павел Юрьевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ДЕФОРМИРУЕМОСТИ АРАМИДНЫХ НИТЕЙ

Специальность 05.19.01 - Материаловедение производств текстильной и

легкой промышленности

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

005017477 |0М(П —

005017477

Тер-Микаэлян Павел Юрьевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ДЕФОРМИРУЕМОСТИ АРАМИДНЫХ НИТЕЙ

Специальность 05.19.01 - Материаловедение производств текстильной и

легкой промышленности

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена на кафедре физики федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный текстильный университет имени А.Н. Косыгина»

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор

Шаблыгин Марат Васильевич

Официальные оппоненты: Щербаков Виктор Петрович

доктор технических наук, профессор, федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный текстильный университет имени А.Н. Косыгина», заведующий кафедрой механической технологии волокнистых материалов.

Бычков Роберт Андреевич

кандидат технических наук, доцент, Московский государственный университет приборостроения и информатики,

доцент кафедры материаловедения и технологии материалов и покрытий

Ведущая организация: Открытое акционерное общество «Центральный

научно-исследовательский текстильный институт», ОАО "ЦНИТИ"

Защита состоится «5_3_» мая 2012 г. в / ^ час, мин. на заседании диссертационного совета Д 212.139.02 при Московском государственном текстильном университете имени А.Н. Косыгина по адресу: 119071, г. Москва, ул. Малая Калужская, д.1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный текстильный университет имени А.Н. Косыгина»

Автореферат разослан « Л » 2012г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

устов Ю.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Арамидные нити в силу своих уникальных физико-механических свойств, применяются в текстильной промышленности для получения материалов с набором новых физико - механических свойств. Их применение, наряду с другими материалами, определяет дальнейшее развитие науки и техники.

Для целенаправленного получения данных нитей с определенными свойствами и изделий из нитей большое значение имеет решение задач, связанных с оценками и прогнозированием деформации нити при различных условиях испытаний и при разных условиях получения требуемого изделия.

Для осуществления оценок и прогноза деформации технических нитей применяют различные теории нелинейной вязкоупругости нитей, которые в настоящее время находятся в стадии развития. На них базируются все существующие методы описания и прогнозирования поведения полимерных нитей при различных режимах деформации с учетом изменения упругих и вязких характеристик. Однако указанные выше теории не описывают адекватно поведение нитей, содержащих полиамидбензимидазольные группировки. Поэтому в настоящее время разработка методик определения упругих и вязких характеристик этих арамидных нитей является актуальной задачей как для получения нитей с заданными механическими свойствами, так и для оценки возможности их применения в разных областях науки и техники.

Цель работы. Цель работы состоит в изучении деформации арамидных нитей при различных режимах нагружения и разработки структурно-механической модели описания и прогнозирования нелинейной вязкоупругости исследованных объектов.

В задачи работы входило:

- экспериментальное изучение деформации арамидных нитей на основе же-сткоцепных макромолекул при разных режимах испытания;

- установление влияния напряжения, предварительного уровня деформации и температуры на релаксационные процессы в нитях;

- разработка методик установления закономерностей изменения упругих и вязких характеристик нити по кривым релаксации напряжения и кривым ползучести;

- построение механической модели и разработка методики прогнозирования изменения вязкоупругих свойств нитей по данным, полученным из обработки кривых релаксации напряжения и ползучести;

- апробация разработанной методики прогнозирования нелинейной вязкоупругости нитей, проявляемой при ползучести и при испытании в режиме релаксации напряжения, по диаграммам растяжения.

Научная новизна работы состоит в установлении закономерности изменения упругих и вязких характеристик в процессе деформации арамидных нитей, в разработке механической модели для описания нелинейных вязко-упругих свойств исследованных нитей и в разработке методов прогнозирования изменения деформационных свойств нитей по данным, полученным из

обработки кривых релаксации напряжения и диаграмм растяжения.

Практическая значимость работы состоит в применении разработанных методик для прогнозирования деформационных свойств арамидных нитей, проявляемых при различных режимах нагружения, по кривым релаксации напряжения и диаграммам растяжения с целью оптимизации использования при создании новых композиционных материалов.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на Межвузовской научно - технической конференции аспирантов и студентов "Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности" (Поиск- 2009, Поиск-2011; г. Иваново - 2009,2011г.), Международной научно - технической конференции "Современные технологии и оборудование текстильной промышленности" (Текстиль - 2008, Тектиль-2010; г. Москва, 2010г.).

По материалам диссертации опубликовано 12 работ, из них 8 статей и 4 тезиса доклада на различных конференциях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и приложений. Работа изложена на 210 страницах и содержит 98 рисунков, 8 таблицы и список используемой литературы из 140 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности работы, сформулированы цели и задачи проведенных исследований, а также новизна и практическая значимость работы.

В первой главе приведен обзор научной литературы, связанной с тематикой диссертационной работы, статьи и монографии Кукина Г.Н., Соловьева А.Н., Каргина В.А, Сталевича A.M., Тиранова В.Г., Герасимова В.И., Цоб-калло Е.С., Работнова Ю.Н., Суворовой Ю.В., Бартенева Г. М. и других авторов. Рассмотрены труды, посвященные исследованию деформационных свойств полимеров и нитей и их микроструктуры. В первой главе также приводятся работы, связанные с теоретическими подходами описания вязкоуп-ругих свойств нитей и полимерных материалов. На основе анализа приведенных в литературном обзоре работ показана необходимость изучения и описания вязкоупругих свойств арамидных нитей.

Во второй главе приведены характеристики исследованных нитей, обоснование выбора нитей и методы их исследований.

В качестве объектов исследования использованы нити семейств Русар и СВМ (сополимерной и гомополимерной природы) с линейной плотностью 60,1 текс и удлинением при разрыве ер. Проведено изучение нитей Русар-1 (ер =3,36% , ар =1,17ГПа, термообработка при температуре 250°С в течение 40 мин..); Русар-2 (ер =2,25%, ар =2,11ГПа, термообработка нити при температуре 300°С в течение 40 мин.); нить СВМ-1 (ер =2,43%, ар = 1,61ГПа, термообработка нити при температуре 250°С в течение 40 мин.); нити СВМ-2 (ер =3,16% ар = 1,48ГПа); нить Армос (ер =4,13% , ар =0,98ГПа), нить фени-

лон (линейная плотность - 93,5 текс,гр =24,1% ар =0,72 ГПа), капроновая нить (линейная плотность -29 текс, ер = 12,4%, ар = 0,7 ГПа). Для решения поставленных задач выбор нитей для исследований был обусловлен не только различием разрывных удлинений ер и разрывной прочностью сгр,нои различием форм их диаграмм растяжений. Выбор капроновой нити был обусловлен схожестью формы ее диаграммы растяжения с диаграммой растяжения нити СВМ-2.

Исследования релаксации напряжения в нитях и их свойств при постоянной скорости перемещения зажимов проведены на многофункциональной разрывной машине "Инстрон - 1122". База при испытании нити -100 мм. Исследование на ползучесть проводили на релаксометре деформации. Для исследования арамидных систем была применена ИК-спектроскопия с использованием Фурье - спектрометра "ФС - 02".

В третьей главе приводятся результаты исследований по механическим свойствам нитей при различных режимах нагружения и их аналитическое описание с применением разработанной механической модели. Исследования образцов были проведены в режиме растяжения с постоянной скоростью деформации, в режиме релаксации напряжения и в режиме ползучести при различных температурах испытания.

На рис. 1а приведены диаграмма растяжения и зависимость изменения секущего модуля от деформации для нити Русар-1. Величину секущего модуля вычисляли по формуле:Ес = о7е.

Из приведенных графиков для нити Русар-1 (рис. 1а) следует, что диаграмма растяжения в области малых деформаций (до 1%) характеризуется увеличением Ес с возрастанием е. При деформации 1.1 % зависимость Ес от е характеризуется наличием максимума. При е > 1.1 % , величина с ростом е убывает. Следует отметить, что форма диаграмм растяжения и, соответственно, зависимость изменения Ес от е для исследованных нитей СВМ-1, Ру-сар-2 и Армос аналогичны форме диаграммы растяжения и зависимости Ес от е для нити Русар-1. Другой формой характеризуются диаграммы растяжения нить СВМ-2 (рис. 16). Для нее в области деформаций от 0,1% до 1,8% характерно убывание Ес с ростом е. Если при описании диаграмм растяжения в области малых деформаций исходить из полученного неравенства Е>ЕС (¿-модуль упругости нити), то диаграммы растяжения нитей СВМ-1, Русар и Армос в этой области должны описываться с возрастающим модулем упругости, в то время как диаграммы растяжения нити СВМ-2 - с постоянным либо со слабо возрастающим модулем упругости.

В качестве оценки возможного возрастания модуля упругости может рассматриваться и зависимость текущего модуля от деформации, так как в данном разделе показано, что увеличение и уменьшение текущего модуля для исследованных нитей наблюдается в тех же интервалах деформации, для которых установлено увеличение или уменьшение секущего модуля.

Е, (ГПа/%)

ст, (ГПа)

Г 0,4 3 -1

2,5-

■о,з 2 -

■0,2 1,5-

1 -

"0,1 0,5-

п

6Е,(%) 0

4 М%)

а)

б)

Рис.1. Механические характеристики нитей: а — Русар-1, б - СВМ-2: -А-диаграмма растяжения; -■- - изменение секущего модуля Ес от деформации.

Выявленные закономерности, связанные с изменением модуля упругости, должны проявиться при описании кривых релаксации напряжения и при описании кривых ползучести

Применение принципа деформационно-временной аналогии для количественного описания релаксации напряжения предполагает возможность построения обобщенной кривой S- образной формы в координатах Ер -1п/, где Ер - релаксационный модуль. В работе показано, что построение такой кривой для нитей СВМ-1, Русар и Армос не представляется возможным в силу увеличения модуля упругости в процессе предварительной деформации. Анализ зависимостей Ер от времени для исследованных нитей показал, что при любом наперед заданном времени t релаксационный модуль возрастает с увеличением предварительной деформации е, и это отличает полученные зависимости от зависимостей для нитей, фрагменты диаграмм растяжения которых характеризуются уменьшением Ес с увеличением е.

Кривые релаксации напряжения для исследованных нитей СВМ-1, Русар и Армос во временном интервале от 0,01 до 10 мин, перестроенные в координатах lg ст — lgt образуют семейство прямых (рис.2). Анализ аналитического описания полученного семейства кривых релаксации напряжения степенными функциями вида а = At" показал, что А и к зависят от уровня предварительной деформации s0, что указывает на изменение упругих и вязких характеристик нитей в основном на предварительной стадии деформации.

Также показано, что для описания кривых ползучестей нитей СВМ-1, Русар и Армос не применим принцип напряженно-временной аналогии.

Кривые ползучести нитей СВМ-1, Русар и Армос, перестроенные в координатах Ige- Igi, во временном интервале 0,01 до 10 мин образуют семейство прямых с различными угловыми коэффициентами и описываются функциями s = Bt", где B = B{a), т = т(а), а - заданное напряжение при ползучести. Это

позволяет сделать вывод, что изменение упругих и вязких характеристик нитей в основном происходит при временах меньше 0,01 мин.

-1,5

0,2 0,1 0 -0,1 -0,2 -0,3-0,4-•0,5 --0,6 -

-0,5

_I_

0,5

_I_

1д<х, (а-ГПа)

(1-мин.)

Ео, (%)

1.3 1,2 1,0

0,7 0,6

0,5 0,4

Рис.2. Зависимости ^сгот при различных значений предварительных деформаций е = е0 для нити Русар-2: -•- - эксперимент, — расчет.

Для нитей ряда СВМ-1, Русар-1, Русар-2 и Армос установлена взаимосвязь между максимальным значением секущего и текущего модуля с разрывной прочностью, определенной по диаграмме растяжения.

Установленные зависимости для описания кривых релаксации напряжения и кривых ползучести должны следовать из математического описания предлагаемой модели для описания вязкоупругости исследуемых нитей.

На рис.3 приведена механическая модель для описания вязкоупругости исследованных нитей. Упругий элемент 1 (модуль упругости Е,) моделирует упругую деформацию. Параллельно соединенные упругий элемент 2 (модуль упругости Е2) и вязкий элемент 3 моделируют высокоэластическую деформацию.

Дифференциальное уравнение модели представим в виде:

1 Лт

<1е_ Е'■£_ Л г/

Е, Л

1 + £

. Ег

(О

где сг- напряжение, е- деформация, е=--

упругая деформация, еь - высокоэластическая деформация Е1 и Е2 - упругие характеристики модели, г - текущее время, /7- коэффициент вязкости.

Рис.3, Механическая модель

Из математического описания трехэлементной механической модели (1),

1 + — (тр- время релаксации, к- постоянная, к» 1) и = Е2

при 7 = Е2кт

получено следующее уравнение для описания релаксации напряжения нитей СВМ-1, Русар и Армос в изотермических условиях (уравнение (2) и уравнение, для описания ползучести нитей (уравнение (3)):

1+-

W Е,

2-

1 + ±

I

(2)

(3)

Параметр к, входящий в уравнение (2), определялся графоаналитическим

методом с применением уравнения 1пст = -—1пг+—1пг0 +1п<т0, которое выво-

к к

дится из уравнения (2) в приближении г/тр»\. После определения параметра к при известном значении сг0 вычисляется значение г с применением

формулы г

-1 , которая также выводится из уравнения (2).

При сопоставлении экспериментальных кривых релаксации напряжения нити Русар-1 с расчетными кривыми, полученными с применением уравнений (2), наблюдается их хорошее совмещение (рис.2). Аналогичное совмещение наблюдается при сопоставлении расчетных и экспериментальных кривых релаксации напряжения для нитей СВМ-1, Русар-2 и Армос. При сопоставлении экспериментальных и расчетных кривых ползучести, полученных с применением уравнения (3), также наблюдается их хорошее совмещение.

Показано, что в пределах одной кривой релаксации напряжения параметр к и время релаксации тр являются постоянными. Однако при применении

уравнения (2) для описания семейства кривых релаксации напряжения возникает вопрос об установлении зависимости параметра к и времени релаксации тр от уровня предварительной деформации г0. С учетом этого важного результата в уравнение (2) и (3) вводятся зависимости к = к(е0) и тр = тр(е0). Аналогичные зависимости для ки трвведены и в уравнение (3).

Для описания ползучести нити СВМ-2, диаграммы растяжения которых в области сравнительно малых деформаций характеризуются уменьшением секущего модуля с увеличением деформации (рис. 16), из уравнения (1) при

I

7 = 0.5Е2лк~111~ктк (сг,Т)

1 +

г (а,Т)

,2 е

£({) = £,+£„—агЩ

/

получено уравнение

(4)

где е, =сг/Ех, е„ =<т/Е2 , т(ст.г) -время запаздывания.

Упругие характеристики Ег, параметр к и время запаздывания г, входящие в уравнение (4) определялись с применением принципа темпера-турно-временной аналогии в интервале температур 20-200 С0 при различных нагрузках. Показано, что с увеличением температуры и напряжения время запаздывания уменьшается в исследованном временном интервале, в то время как , Е2 и А: не изменяются.

Для описания ползучести нити фенилон, диаграммы растяжения которых во всей области деформации характеризуются уменьшением секущего модуля с увеличением деформации, применялась гипотеза о подобии изохронных кривых ползучести. Уравнение для описания ползучести получено из выражения (1).

Следует отметить, что анализ форм кривых диаграмм растяжения для исследованных нитей позволяет определить, какой из изложенных выше методик следует использовать для описания кривых релаксации напряжения и ползучести.

Четвертая глава посвящена определению изменения упругих и вязких характеристик нитей в процессе их ползучести и в процессе растяжения их с постоянной скоростью деформации. В ней также рассматриваются вопросы, связанные с механизмами деформации нитей при растяжении их с постоянной скоростью деформации.

Для определения значений коэффициента вязкости нитей СВМ-1, Русар и Армос использовалась зависимость, которая применялась для получения уравнения (3). Численные значения к и г, определенные по кривым ползучести для нити СВМ-1, приведены в таблице 1.

Из графиков, приведенных на рис.4а для нити СВМ-1, следует, что зависимость коэффициента вязкости от времени линейна и численное значение коэффициента вязкости возрастает с увеличением времени эксперимента. Установлено, что зависимости коэффициента вязкости от времени эксперимента для нитей Русар и Армос аналогичны зависимостям для нити СВМ-1.

Другую зависимость имеет коэффициент вязкости от напряжения при фиксированном времени. Зависимость коэффициента вязкости от напряжения при г = 1 мин. в рассматриваемой области напряжения имеет максимум.

Сравнение максимальных значений функций зависимости коэффициента вязкости от напряжения при / = 1 мин. для различных нитей показывает, что наибольшее из всех максимальных значений соответствует нити Русар-2.

Анализ графиков зависимости коэффициента вязкости от напряжения для нитей Русар и Армос при других временах во временном интервале от 0.1 мин. до 10 мин. показывает, что, несмотря на отличие численных значений, по форме кривые аналогичны друг другу и зависимостям коэффициента вязкости от напряжения для нити СВМ-1 при времени ? = 1 мин.

Таблица 1

Нить СВМ-1, / = 21°С

сг(ГПа) 0,191 0,414 0,499 0,626 0,722

г(ст), мин. 0,0252 0,0316 0,0268 0,0292 0,0355

(ГПа) 38,81 49,73 51,69 54,68 56,09

к 68 90 81 74 70

Нить СВМ-2, t = 60° С

сг (ГПа) 0,78 1,06 1,50

г(ст), мин. 65,00 38,00 1,00

(ГПа) 105 106 125

к 0,30 0,30 0,26

а) б)

Рис.4. Зависимость коэффициента вязкости от времени: а-нить СВМ-1; б-нить СВМ-2; о= 1060 МПа, температуры; 1-40°С, 2-60°С, 3-150°С, 4- 200° С.

Для определения значений коэффициента вязкости нити СВМ-2 использовалась зависимость, которая применялась для получения уравнения (4). Численные значения к и т, определенные по кривым ползучести прг температуре испытания 60°С для нити СВМ-1, приведены в таблице 1.

Из таблицы 1 следует, что кривые ползучести нити СВМ-2 при температуре испытания 60° С и напряжениях 0,78ГПа и 1,06ГПа описывается с постоянными величинами к и т. Однако при температуре испытания 200°С значение модуля упругости увеличивается в 1,24 раза, хотя значение параметра к уменьшилось в 1,15раз.

Из графиков, приведенных на рис.4б для нити СВМ-1, следует, что значения коэффициента вязкости уменьшаются с увеличением времени эксперимента при температурах 40°С,60°С и 150°С. При температуре 200°С в зависимости коэффициента вязкости от времени наблюдается минимум, а пр

временах испытания больше 2 мин. зависимость ц от ? аналогична зависимостям, характерным для СВМ-1, Русар и Армос. Следует отметить, что минимум в зависимости 7 от ( наблюдается при т < 1, независимо от того, что повлияло на изменение времени запаздывания — напряжение или температура. Данный результат согласуется с проведенными теоретическими оценками.

Зависимости г/ от сгдля нити СВМ-2 отличаются от зависимостей г\ от а для нитей СВМ-1, Русар и Армос и аналогичны зависимостям 7/ от <т, полученным для капроновой нити. Следует отметить, что диаграммы растяжения нити СВМ-2 и капроновой нити характеризуются одинаковой формой. Коэффициент вязкости убывает с ростом напряжения при фиксированном времени испытания.

Численные значения гр и к для нитей СВМ-1, Русар и Армос определялись из решения уравнения (1) при постоянном значении скорости деформации V = ¿¡е/Л. Данное уравнение имеет вид:

ст = Е^Е

(5)

Для нитей СВМ и Русар в силу слабой зависимости диаграмм растяжения от скорости деформации для оценок упругих и вязких характеристик нити, входящих в уравнение (5), была разработана методика, включающая в себя следующие этапы:

- разделение исследуемой области деформаций диаграммы растяжения на участки с целью учета зависимости модуля упругости к и тр от величины

предварительной деформации;

- аппроксимацию выделенных участков экспериментальной диаграммы растяжения функцией а{е)= £,(1 + се)"' в окрестности заданной деформации е0 с целью определения <Л и с для заданного интервала деформаций, где с = {утр)"', с1 = к'1 (численные значения £,,си ¿/находились с применением метода наименьших квадратов).

Диаграммы растяжения нити Армос чувствительны к изменению скорости деформации. Поэтому для оценок с и ¿/по диаграммам растяжения для нити Армос была разработана методика, включающая в себя следующие допущения: 1- рассматриваемые фрагменты диаграмм растяжения описываются с постоянным параметром "к"; 2- время релаксации тр при достижении

заданного напряжения а не зависит от скорости деформации нити К, и К, (К, *Уг \ К,-скорость деформации нити при получении диаграммы растяжения 1, К, - скорость деформации нити при получении диаграммы растяжения 2); Из равенства напряжений и уравнения ст(е) = Еуе(1 + се)"', где к = с1~', Утр = с"1, выводится уравнение для нахождения с, и Е, графоаналитическим

методом: 1п£.=1па -1пс,, (6)

Ыег1УгЕ,)

где а = Е1/ЕС1, ЕС1 - секущий модуль диаграммы растяжения 1; индексы 1 и 2 определяют значения механических характеристик при растяжении нити с разными скоростями V, и У2 до заданного напряжения а.

значения и с, соответствующие деформации

После вычисления с, производится вычисление (1, используя формулу

менением равенства к = «/"'. Средние значения три к, определенные по дву!» диаграммам растяжения, полученным при скоростях деформации нии К, = 1мин~' и К,= 0,02лшк~', соответственно равны = 0,0067мин, к = 17. Зави симость модуля упругости от деформации, определенная по изложенноГ методике , подобна зависимости изменения секущего модуля от деформации Е) = 1,25ЕС1, где ЕС1 - секущий модуль, определяемый по диаграмме растяже ния при У, = 1 мин'1. Однако условие подобия между зависимостями Е, (г) ] Ес, (г) при применении изложенной методики не является необходимым.

На рис.5 показано изменение модуля упругости в зависимости от дефор мации для нитей СВМ, определенное по разработанной методике.

Для интерпретации полученных результатов, связанных с изменениег модуля упругости при деформации нити, на надмолекулярном уровне дл ориентированных аморфно-кристаллических полимеров СВМ, Русар и Армо предположили наличие дисперсии длин проходных цепочек в аморфной об ласти, соединяющих соседние кристаллиты, которые моделируются пружи нами (упругими элементами), представленными на рис.6.

В интервале деформаций нити СВМ-1 от 0,1% до 1,1% (рис.5а), нити Ру сар-2 от 0,1% до 0,8%, нити Русар-1 от 0,1% до 0,9%, нити Армос от 0,1% Д( 1% пружины деформируются последовательно. Сначала деформируете, пружина 1, затем пружина 2 и т.д. Таким образом, моделируется деформаци проходных цепочек, несущих нагрузку, приводящих к увеличению модул упругости нити. В области деформаций от 1,1% до 2,2% для нитей СВМ-(рис.5а), Русар и Армос (область постоянства модуля упругости или слабоп его увеличения) все пружины от пружины 1 до пружины п растягиваютс: одновременно.

Другим фактором, влияющим на увеличении модуля упругости нити, яв ляется перераспределение и возрастание числа водородных связей (исследо вание с применением ИК-спектроскопии) с одновременным переходом цис конформеров в более жесткий транс - зигзаг в аморфной области полимера Следует отметить, что перераспределение и увеличение числа водородньг связей для нити СВМ-1 в области деформаций, характеризующихся увеличе нием модуля упругости и увеличением податливости (интервал деформаци

, вычисляются

<1-

. Затем вычисляется значение параметра "к" с при

от 1,1% до 2,2%), может привести к дополнительной ориентации мокромоле-кул в аморфных областях полимера.

Для нити СВМ-2 в интервале деформаций от 0,1% до 1% (рис.5б) модуль упругости практически не возрастает. При моделировании это означает, что в данном интервале деформаций растягиваются только пружины 1 и 2 (рис.66). В интервале деформаций от 1,1% до 2,8% (рис.56) наблюдается увеличение модуля упругости. В этом случае, наряду с деформацией пружин 1 и

2, в процесс деформации включаются и другие пружины (пружины 3.....п-1,

п). Увеличение модуля упругости в процессе деформации нити СВМ-2 также связывается с увеличением плотности проходных цепей, несущих нагрузку, и перераспределением и увеличением водородных связей.

а, (ГПа)

СВМ-1

Е, (ГПа/%) Г 0,8

свм-2

а) б)

Рис.5. Диаграммы растяжения (кривая-1) и зависимость модуля упругости (кривая -2) от деформации нитей: а-СВМ-1, б-СВМ-2

а) б)

Рис.6. Фрагменты механической модели для моделирования деформации проходных цепей: а) — нить СВМ-1; б)- нить СВМ-2

В пятой главе приведены методики прогнозирования вязкоупругих свойств нитей из жесткоцепных полимеров по диаграммам растяжения и с применением кривых релаксации напряжения. Для прогнозирования релаксации напряжения в нитях СВМ-1 и Русар в интервале предварительной деформации от 0,1% до 1,0% применялось уравнение, полученное из математического описания механической модели:

a(t) = as(exp[b ■ г" ))(1 + ce)"' (l + t/Tf f" , (7)

где d = k-\ c^p\x.

Для прогнозирования релаксации напряжения в нити Армос по диаграммам растяжения в интервале предварительной деформаций от 0,1% до 1,0% (рис.5.) также было применено уравнение (7). При прогнозе использовалис: средние значения к = 17,1, тя = 0,0067мин и зависимость Ех = 1,25ЕС1.

Для прогнозирования релаксации напряжения в нити Армос по диаграм мам растяжения в интервале деформаций от 1,2% до 2,4% было применен! уравнение

а(е) = £,£(1 + ce)"1 (l + et)"1, (8)

где Е, =а(\ + £bd), a,b,c,d- постоянные, а> 0, Ъ> 0, с>0, d> 0, d = k~x с = <.

Выбор зависимости модуля упругости от предварительной деформации : уравнении (8) для нити Армос обусловлен незначительным увеличением мо дуля упругости в рассматриваемом интервале предварительной деформации. При прогнозе использовались средние значения к = 12,1, трср= 0,0089мин и за висимость Я, = 0, Из сопоставления графиков, приведенных н

рис.7, следует их хорошее совмещение. Максимальная ошибка при прогноз^ может достигать 20%

В пятой главе также приводится методика прогнозирования диаграмг растяжения нити фенилон по кривым ползучести, используя гипотезу о по добии изохронных кривых ползучести.

от, (ГПа) 0,28 л

Армос, е=0,82%

а, (ГПа) 0,65 л

-I-г

0 2 4 6 8 10 % (мин.)

Армос, £= 1,73%

0 2 4 6 8 101, (мин.)

а)

б)

Рис.7. Релаксация напряжения в нити Армос: кривая 1-экспериментальна кривая, кривая 2 - расчетная кривая (уравнение 7)

В приложении приведено математическое описание механической моде ли, учитывающей структуру комплексной нити, из которой выводится урав нение (1) для моделирования нелинейной вязкоупругости комплексных ни тей из жесткоцепных и средне жесткоцепных полимеров, а также вывод не

которых формул, применяемых при расчетах. Результаты исследований используются на предприятиях по выпуску арамидных нитей и их применения в композитных материалах.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Проведены исследования деформации нитей из жесткоцепных ароматических полиамидов в режимах растяжения с постоянной скоростью деформации, релаксации напряжения и ползучести.

2. Впервые показано, что диаграммы растяжения отечественных нитей СВМ, Русар и Армос при различных скоростях деформации, характеризующиеся увеличением секущего модуля на начальной стадии деформации, описываются с учетом возрастания модуля упругости. Диаграммы растяжения в области уменьшения секущего модуля при дальнейшем увеличении деформации могут быть описаны с постоянным модулем упругости.

3. Опираясь на результаты проведенных исследований для ароматических нитей Русар и СВМ, из дифференциального уравнения механической модели получены уравнения для описания кривых релаксации напряжения, кривых ползучести и диаграмм растяжения. Показано влияние предварительной деформации на возрастание модуля упругости нитей и изменения вязкости.

4. На основе полученных уравнений для описания кривых релаксации напряжения, кривых ползучести и диаграмм растяжения арамидных нитей разработаны методики прогнозирования вязкоупругих свойств исследованных нитей по диаграммам растяжения и по кривым релаксации напряжения. Это позволяет осуществлять оптимальный выбор арамидных нитей, используемых для получения тканей для средств индивидуальной защиты, создание композиционных материалов, используемых в самолето - ракетостроении.

5. В отличие от гомополимерных нитей СВМ-1, для нитей СВМ-2 и сополи-мерных нитей Русар показана возможность определения упругих и вязких характеристик с применением принципа температурно-временной аналогии, а также установлена зависимость изменения коэффициента вязкости от времени, напряжения и температуры, оказавшаяся аналогичной зависимости для алифатических капроновых нитей.

6. На основе впервые полученного дифференциального уравнения разработана методика прогнозирования вязкоупругих свойств нитей фенилон (номекс) пониженной жесткости макромолекул в области малых деформаций, характеризующихся диаграммами растяжения с убывающим секущим модулем.

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях:

1. Тер - Микаэлян П.Ю., Шаблыгин М.В., Саркисов В.Ш. К количественному описанию вязкоупругости нити фенилон // Химические волокна. 2008 г. № 6. С. 40-43.

2. Тер - Микаэлян П.Ю., Шаблыгин М.В., Тиранов В.Г., Саркисов В.Ш. К описанию ползучести комплексных нитей из жесткоцепных полимеров // Химические волокна. 2009 г. № 3. С. 36-39.

3. Тер - Микаэлян П.Ю., Шаблыгин М.В., Саркисов В.Ш. Построение модели вязкоупр) гости комплексных нитей // Известия ВУЗов, ГШ. 2010 г. № 7. С. 88-93.

4. Тер - Микаэлян П.Ю., Саркисов А.Ш., Шаблыгин М.В., Тиранов В.Г., Саркисов В.Ш. ] описанию релаксации напряжения в нитях из жесткоцепных полимеров //Известия ВУЗо] ТЛП. 2011г., Т.13, № 3. С.44-47 .

5. Тер - Микаэлян П.Ю., Саркисов А.Ш., Шаблыгин М.В., Саркисов В.Ш. К описаюп диаграмм растяжения комплексной полиэфирной нити при высоких скоростях деформг ции // Известия ВУЗов, ТЛП. 2009, Т.4 №2. С. 72 -75.

6. Саркисов А.Ш., Тер - Микаэлян П.Ю.ДСарапетян Н.Ш., Саркисов В.Ш. К модельном описанию деформации ориентированных поликапроамидных волокон // Физико-хими полимеров синтез, свойства и применение. Сборник научных трудов. Выпуск 14. Твер 2008 г. С.57-62.

7. Тер - Микаэлян П.Ю., Саркисов А.Ш., Карапетян Н.Ш., Саркисов В.Ш. К вопросу мс делирования пучка параллельно расположенных волокон при одноосном растяжении Физико-химия полимеров синтез, свойства и применение. Сборник научных трудов. Вь пуск 14. Тверь 2008 г. С.63 - 68.

8. Тер-Микаэлян П.Ю., Саркисов В.Ш. К вопросу описания деформации пучка парат лельно расположенных волокон при одноосном растяжении // Тезисы доклада Междун; родная научно-техническая конференция «Современные технологии и оборудование те! стильной промышленности» «Текстиль-2008». Москва, 2008. МГТУ им. А.Н.Косыгин: С.12

9. Саркисов А.Ш., Тер - Микаэлян П.Ю., Шаблыгин М.В., Саркисов В.Ш. Модель дл описания вязкоупругости комплексных нитей с применением гипотезы о подобии изс хронных кривых ползучести // Известия ВУЗов, ТЛП. 2009, Т.З, № 1. С. 57 -60.

10. Тер-Микаэлян П.Ю., Шаблыгин М.В. Автоматизация расчетов вязкоупругих свойст арамидных материалов// Международная научно-техническая конференция «Совреме! ные технологии и оборудование текстильной промышленности» (ТЕКСТИЛЬ-2010). М< сква, МГТУ им. А.Н.Косыгина. С. 191.

11. Тер-Микаэлян П.Ю. , Шаблыгин М.В. К количественному описанию ползучести шп фенилон // Тез.доклада. "Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышли ности" (Поиск-2009) Иваново -2009, часть 1, С. 152-153.

12. Тер-Микаэлян П.Ю. К описанию релаксации напряжения в нитях из жесткоцепны полимеров // Тез.доклада. "Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промыл ленности" (Поиск-2011) Иваново -2011, часть 1, С. 144-145.

Формат бумаги 60x84/16 Бумага множ. Усл.печ.л. 1,00 Подписано в печать 23.04.12

Заказ 155 Тираж 80 © ФГБОУ ВПО «МГТУ им. А.Н. Косыгина» 2012

61 12-5/2490

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕКСТИЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени А.Н. КОСЫГИНА»

На правах рукописи

Тер-Микаэлян Павел Юрьевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ДЕФОРМИРУЕМОСТИ АРАМИДНЫХ НИТЕЙ

Специальность 05.19.01. - Материаловедение производств текстильной и

легкой промышленности

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель доктор химических наук, профессор М.В.Шаблыгин

Москва-2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................4

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.................................................8

1.1. Некоторые механические свойства и характеристики волокон и нитей....8

1.2. Структура высокопрочных и высокомодульных волокон и нитей........15

1.3 Аналитическое описание деформационных свойств волокон и нитей в области неразрушающего действия механических сил................................28

1.4. Практические и теоретические аспекты настоящей работы и ее задачи..42 ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКИ НИТЕЙ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Некоторые характеристики исследованных нитей............................44

2.2. Механические испытания нитей и методика приготовления образцов для

исследования нитей с применением ИК спектроскопии...........................45

ГЛАВА 3. НЕКОТОРЫЕ ВЯЗКОУПРГИЕ СВОЙСТВА НИТЕЙ ИЗ ЖЕСКОЦЕПНЫХ И СРЕДНЕ - ЖЕСТКОЦЕПНЫХ ПОЛИМЕРОВ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ НАГРУЖЕНИЯ........................................48

3.1. Деформация нитей из жесткоцепных и средне-жесткоцепных полимеров при постоянной скорости растяжения................................................48

3.2. Релаксация напряжения в нитях из жесткоцепных полимеров............67

3.3. Аналитическое описание релаксации напряжения в нитях из жескоцеп-ных полимеров.............................................................................80

3.4. Ползучесть нитей из жесткоцепных полимеров и анализ полученных результатов....................................................................................89

3.5. Применение принципа температурно-временной аналогии и гипотезы о подобии изохронных кривых ползучести для описания ползучести арамид-ных нитей.................................................................................103

3.5.1. Применение температурно-временной аналогии для описания ползучести нитей из жесткоцепных полимеров..................................103

3.5.2. Применение гипотезы о подобии изохронных кривых ползучести для

описания ползучести нитей из средне-жесткоцепных полимеров.............112

Выводы к главе...........................................................................115

ГЛАВА 4. ИЗМЕНЕНИЕ УПРУГИХ И ВЯЗКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НИТЕЙ ИЗ ЖЕСТКОЦЕПНЫХ ПОЛИМЕРОВ В ПРОЦЕССЕ ИХ ДЕФОРМАЦИИ И ИХ СТРУКТУРНАЯ ОБУСЛОВЛЕННОСТЬ.....................................117

4.1. Влияние напряжения на изменение упругих и вязких характеристик нитей из жесткоцепных полимеров при их ползучести............................117

4.1.1. Изменение упругих и вязких характеристик нитей в процессе ползучести..........................................................................................118

4.1.2. Зависимости изменения коэффициента вязкости модели при моделировании процесса деформации нити при ползучести..............................127

4.2. Оценки изменения упругих и вязких характеристик нити в процессе ее растяжения с постоянной скоростью по диаграммам растяжения............139

4.3. Механизмы роста модуля упругости нитей из жесткоцепных полимеров при их растяжении с постоянной скоростью деформации в изотермических

условиях..................................................................................153

Выводы к главе..........................................................................166

ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И РЕКОМЕНДАЦИИ..................................................................167

5.1. Оценки релаксации напряжения в нитях из жесткоцепных полимеров по диаграммам растяжения, характеризующихся увеличением секущего модуля с ростом деформации...................................................................167

5.2. Оценки ползучести нитей из жесткоцепных полимеров по диаграммам растяжения, характеризующихся увеличением секущего модуля с ростом деформации..................................................................................178

5.3. Прогнозирование диаграмм растяжения нити фенил он по кривым ползучести........................................................................................184

Выводы к главе...........................................................................187

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ, ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ И РЕКОМЕНДАЦИИ.....................................................................................188

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...............................................................191

ПРИЛОЖЕНИЕ..........................................................................205

ВВЕДЕНИЕ

Для целенаправленного получения нитей с определенными свойствами и изделий из нитей, большое значение имеет решение задач связанных с оценками и прогнозированием деформации нити при различных условиях испытаний, а также при условиях получения требуемого изделия. Для осуществления оценок и прогноза деформации нитей применяют теорию нелинейной вязкоупругости нитей, которая в настоящее время находится в стадии развития. Однако существующие теории не позволяют описать поведение нитей из жесткоцепных полимеров, характеризующихся изменением упругих и вязких характеристик нити в процессе деформации. Что касается вопросов связанных с методами описания и прогнозирования нитей из жесткоцепных полимеров при различных режимах деформации с учетом изменения упругих и вязких характеристик, то они практически не рассмотрены. Необходимость получения нитей из жесткоцепных полимеров с определенными свойствами и отсутствие методов описания и прогнозирования деформации нитей из жесткоцепных полимеров характеризующихся изменением их упругих и вязких характеристик в области неразрущающего действия внешних сил при деформации, определяет актуальность данной работы.

При разработке методов описания и прогнозирования изменения вязко-упргих свойств нитей первоочередной задачей является решение вопросов, связанных с разработкой моделей, в основе которых лежит изучение влияния напряжения, температуры, влажности и других воздействий на нить при различных режимах испытаний.

В настоящее время существуют различные теоретические и модельные подходы для описания вязкоупругих свойств нитей. Примерами могут быть механические модели, наследственные теории, математические модели и эмпирические подходы. В основе эмпирического подхода лежит метод описания семейства кривых нитей, полученных при одном режиме деформации, исключающий по своей сути переход от одного режима деформирования к другому.

В основе наследственных теорий лежит линейная теория наследственности, предложенная Больцманом, которую впоследствии развил Вольтерра. Нелинейные наследственные теории применяются для описания ползучести металлов, старения бетона, для описания нелинейной вязкоупругости нитей и других конструкционных материалов. Следует отметить, что при описании нелинейной вязкоупргости нитей с применением наследственной теории полагают, что в процессе деформации нити модуль упругости нити и параметры, характеризующие активационные процессы при растяжении нити не изменяются. Аналогичный подход, в общем, наблюдается и при развитии механических моделей для описания нелинейной вязкоупругости нитей.

Большой вклад в развитие наследственной теории, механических моделей и других теорий применительно к описанию различных материалов (металлов, полимеров, нитей и т.д.) внесли Г.Л. Слонимский, В.А. Каргин, А.П. Бронский, М.И. Розовский, Ю.Н. Работнов, Н.Х. Арутюнян, A.M. Сталевич, Г.М.Бартенев, Г.Н.Кукин, А.Н.Соловьев, И.Уорд, В.Г.Тиранов и другие исследователи. Развитие теоретических подходов для описания вязкоупругости материалов и изделий из них можно проследить по работам [1-25].

Следует отметить, что объединяющим началом между наследственными теориями, механическими моделями и другими теоретическими подходами применительно к описанию нитей является положение, связанное с общей деформацией: общая деформация представляется как сумма упругой деформации, высокоэластической деформации и остаточной деформации (пластической деформации).

Существование нескольких теоретических подходов для описания вяз-коупругих свойств полимерных материалов, и в частности нитей, определяется различием в структуре исследуемых материалов на различных уровнях, на макроскопическом уровне и микроскопическом.

Так как различие структур в исследуемых нитях определят их различие в деформационных свойствах, то для применения известных теорий или предлагаемых теорий для описания и повышения надежности прогнозирования

нелинейной вязкоупругости нитей, проявляемой при различных режимах испытания, необходимо проведение более детализированных исследований, связанных с изучением деформационных свойств нитей. Данный подход затрагивает одну из важнейших проблем материаловедения, связанной с повышением эффективности использования нитей как конструкционных материалов.

Из анализа работ приведенных в литературном обзоре следует, что в первом приближении можно считать, что наиболее изученными, с позиции модельного описания и методов прогнозирования вязкоупругих свойств, являются нити из синтетических полимеров, характеризующиеся сравнительно не высокой температурой стеклования и температурой плавления кристаллитов. Например, капроновая нить, лавсановая нить, полипропиленовая нить и т.д. К перечисленным объектам также можно отнести и пряжу различного состава. Что касается модельного описания нитей из жесткоцепных полимеров, то относительно данных полимеров существуют лишь единичные работы, которые посвящены в основном изучению деформационных и прочностных свойств исследованных объектов. Результаты исследований в данных работах являются необходимыми и полезными, но в них не рассматриваются вопросы, связанные с модельным описанием, позволяющие разрабатывать методы оценки и прогнозирования изменения вязкоупругих свойств исследованных нитей, проявляемых при различных режимах испытания.

Цель работы состоит в изучении деформации арамидных нитей при различных режимах нагружения и разработки структурно-механической модели описания и прогнозирования нелинейной вязкоупругости исследованных объектов.

В задачи работы входило:

- экспериментальное изучение деформации арамидных нитей на основе жесткоцепных макромолекул при разных режимах испытания;

- установление влияния напряжения, предварительного уровня деформации и температуры на релаксационные процессы в нитях;

- разработка методов установления закономерностей изменения упругих и вязких характеристик нити по кривым релаксации напряжения и кривым ползучести;

- построение механической модели и разработка метода прогнозирования изменения вязкоупругих свойств нитей по данным, полученным из обработки кривых релаксации напряжения и ползучести;

- апробация разработанного метода прогнозирования нелинейной вязкоупру-гости нитей, проявляемой при ползучести и при испытании в режиме релаксации напряжения по диаграммам растяжения.

Научная новизна работы состоит в установлении закономерности изменения упругих и вязких характеристик в процессе деформации арамидных нитей, в разработке механической модели для описания нелинейных вязко-упругих свойств исследованных нитей и в разработке методов прогнозирования изменения деформационных свойств нитей по данным, полученным из обработки кривых релаксации напряжения и диаграмм растяжения

Практическая значимость работы состоит в применении разработанных методов прогнозирования деформационных свойств арамидных нитей, проявляемых при различных режимах нагружения, по кривым релаксации напряжения и диаграммам растяжения, с целью оптимизации их использования при создании новых композиционных материалов.

Работа была выполнена на кафедре физики ФГБОУВПО МГТУ имени А.Н. Косыгина.

Основные результаты диссертационной работы, полученные непосредственно автором или в соавторстве, опубликованы в работах [24,47,106114,120].

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Некоторые механические свойства и характеристики волокон и нитей.

Работа над созданием ароматических полиамидов (арамидов), а затем на их основе класса арамидных волокон велась независимо друг от друга в России во ВНИИ полимерных волокон и в США в исследовательском центре американской фирмы Du Pont de Nemour (Дюпон де Немур) в конце 1970-х годов. Однако исследователи каждой из этих стран работали самостоятельно - американцы выбрали путь получения волокон из ароматических полиамидов, дав им название Кевлар, а российские ученые предпочли новые виды сополиамидов, создав волокна Терлон, СВМ и Армос [26].

Нити арамидные технического назначения обладают уникальными характеристиками: высокой прочностью, низким удельным весом, термической и химической стойкостью, долговечностью, используются для изготовления специальных технических тканей для баллистической и термостойкой защитной одежды, композиционных материалов специального назначения. Отличительными свойствами материалов из арамидных нитей и волокон (Кевлар, СВМ, Армос, Русар, Тварон) является прочность при растяжении, высокий модуль упругости, низкое относительное удлинение при разрыве. Они не подвержены коррозии и устойчивы к действиям химических реагентов, биостойки и не проводят электрический ток. К их уникальным свойствам также относятся превосходная термостойкость, стабильность размеров, жаропрочность и огнестойкость. Эти материалы не меняют своих свойств при длительном хранении и совершенно незначительно меняют их в мокром состоянии. Они не поддерживают горения на воздухе и обладают отличной морозостойкостью. Поскольку эти полимеры занимают особое место среди многочисленных полимерных систем, нашедших применение в промышленности, крайне актуально прогнозирование их поведения в различных условиях. Прогнозирование деформационных процессов нитей существенно зависит

от нескольких факторов: точности экспериментальных данных, адекватности физической модели вязкоупругости, оптимального построения математической модели. Кроме того, из-за уникальности деформационных свойств же-сткоцепных полимеров - высоких значений прочности и модуля упругости -исследование их механических параметров при различных моделирующих схемах нагружения имеет большую практическую значимость.

Прежде чем привести некоторые механические свойства и механические характеристики, связанные с волокнами и нитями из жесткоцепных полимеров, рассмотрим некоторые вопросы методологии изучения механических свойств волокон и нитей и введения механических характеристик, применяемых в текстильном материаловедении. Такое изложение продиктовано уникальностью механических характеристик нитей из жесткоцепных полимеров, например: сравнительно малое разрывное относительное удлинение, высокая разрывная прочность, высокий модуль. Каждая из этих характеристик требует соответствующих пояснений для дальнейшего изложения материала и входит в постановку задачи, связанной с разработкой модели для описания деформационных свойств нитей из жесткоцепных полимеров.

Большое значение для развития материаловедения и, в частности, текстильного материаловедения имеет информация о механических свойствах волокон и нитей, которые характеризуются реакцией волокон и нитей на действие приложенных к ним силам [12-15,17]. Изучение механических свойств металлов ведется путем разнообразных исследований, осуществляемых экспериментальными методами, и обобщается теориями деформирования и разрушения, иначе говоря, теориями упругости и пластичности [4,6]. Для полимеров помимо теории упругости и пластичности для обобщения экспериментальных результатов применяется также теория высокоэластич-ности, поскольку высокоэластическая деформация присуща только полимерам [13-15,27].

Текстильное материаловедение широко использует экспериментальные методы, базирующиеся на перечисленных теориях. В силу сложности строе-

ния нитей и волокон для обобщения результатов при определении механических свойств волокон и нитей на основе экспериментальных данных используют более пятидесяти различных характеристик [15]. При таком их числе, как отмечено в работе [15], становится необходимой их классификация.

Принцип классификации характеристик механических свойств текстильных материалов базируется на особенностях получения данных характеристик. При классификации вводят также понятие испытательного цикла, которое связано с определением механических свойств текстильных материалов (волокон и нитей). Под испытательным циклом понимается определение механических свойств в режиме, при котором осуществляется последовательность воздействия: нагрузка - разгрузка - отдых.

На начальном этапе проводится классификация механических свойств текстильных матери�