Как изменяется структура текстильных материалов при многократном растяжении

Назовите особенности деформации текстильных материалов при многократном растяжении.

Текстильные материалы в одежде чаще всего испытывают деформацию растяжения.

Полукцикловые разрывные характеристики. Эти характеристики используются главным образом для оценки предельных механических возможностей текстильных материалов. По показателям механических свойств, получаемым при растяжении материала до разрыва, судят о степени сопротивления материала постоянно действующим внешним силам; показатели разрывной нагрузки и разрывного удлинения являются важными признаками доброкачественности материала.

При изготовлении и, особенно при эксплуатации одежды материал испытывает многократно повторяющееся растяжение, которое вызывает изменение структуры материала и приводит к ухудшению его свойств. j одежде этот процесс сопровождается изменением размеров и формы одежды, образованием на отдельных участках одежды вздутий (в области локтя, колена и др.).

Изучение поведения текстильного материала при воздействии на него многоциклового растяжения позволяет полнее оценивать эксплуатационные и технологические свойства материалов.

В начальный период многократного воздействия в соответствии с циклом нагрузка - разгрузка (порядка десятков и сотен циклов) материал деформируется, но структура его, как правило, стабилизируется. На этой стадии многократного растяжения вначале отмечается быстрый прирост остаточной циклической деформации. Затем в результате некоторой упорядоченности структуры материала прирост замедленной деформации, пополняющей остаточную часть, практически прекращается, а доля высокоэластической деформации, проявляющейся за время, совпадающее со временем отдыха в каждом цикле, возрастает. Этот факт объясняется тем, что в начальный период цикла более подвижные и слабые связи нарушаются, перегруппировываются элементы структуры материала, сближаются соседние нити и волокна, возникают новые связи. Одновременно происходит ориентация волокон относительно осей нитей и молекулярных цепей полимера. В результате материал упрочняется.

Дальнейшее увеличение числа циклов многократного растяжения, не сопровождающееся ростом нагрузки (деформации) в каждом цикле, не вызывает заметного изменения структуры материала и его свойств. Дело в том, что материал, претерпев структурные изменения в первый период, в дальнейшем приспосабливается к новым условиям. Внешние и внутренние связи, участвующие в сопротивлении действию нагрузки в каждом цикле, в условиях установившегося режима растяжения проявляются в виде упругой и эластической циклической деформаций с малым периодом релаксации. В этих условиях материал в состоянии выдерживать многие десятки тысяч циклов без резкого ухудшения свойств.

Как изменяется структура текстильных материалов при многократном растяжении.

Деформация ткани, подвергаемой растяжению, состоит в из­менении формы и размеров клеток, образованных нитями. Если к зажатому с одного конца образцу ткани приложить силу, на­правленную под углом к направлению системы нитей, то послед­ние будут подвергаться различным деформациям.

1. Сдвиг нитей происходит вследствие того, что клетки ткани не имеют жестких узлов и диагоналей, и продолжается до тех пор, пока направление нитей не совпадает с направлением равнодействующих сил, приложенных к нитям;

2. Выпрямление нитей состоит в том, что волнообразно изогнутая нить любой системы при напряжении ее выпрямляется, но одновременно увеличивает крутизну волн нитей другой си­стемы (при двуосном растяжении меняются крутизны волн обоих направлений);

3. Растяжение нитей постоянно сопровождает сдвиг и выпрямление их и отражает изменения, происходящие с самой нитью под влиянием приложенных напряжений. Растяжение нити состоит в удлинении ее по всей длине, в сужении по диаметру и в сплющивании и мало доступно теоретическому исследованию.

Положение еще более усложняется для прорезиненных тканей; в которых резиновый слой между клетками ткани действует как упругое заполнение при сдвиге, при выпрямлении и растяжении нитей. Отсюда реальные деформации при повышении напряже­ния ниже теоретически вычисленных, а при снятии растяжения выше последних; остающееся удлинение обусловливается равно­весием между упругими силами и внутренним трением материала.

Поскольку в условиях эксплуатации рукавов, аэростатов, газгольдеров и других резиновых изделий ткани подвергаются двуосному растяжению, для правильного суждения о взаимоза­висимости между напряжениями и деформациями в ткани в целом необходимо также изучать их в условиях и двуосного растяжения и сдвига.