Studiet av textila material vid olika temperaturer i förändringslagens inre struktur och egenskaper, för dess rimliga bearbetning och korrekta användning har viktig betydelse. Fiberegenskaper i temperaturövergångspunkten före och efter prestanda är väsentligt olika, med olika temperaturövergångspunkt att karakterisera. Från studiens innehåll framgår främst termodynamiska egenskaper, termisk formning, termisk skada.
Termodynamiska egenskaper, hänvisar till temperaturförändringsprocessen, de mekaniska egenskaperna hos textilmaterial med förändringar i egenskaperna. Den inre strukturen hos de allra flesta fibermaterial är en tvåfasstruktur, det vill säga samexistensen av den kristallina fasen (kristallin zon) och den amorfa fasen (amorf zon). För den kristallina fasen av den kristallina zonen, under inverkan av värme, har dess termodynamiska tillstånd två typer: en är det kristallina tillståndet efter smältning, dess mekaniska egenskaper manifesteras som en stel kropp och har egenskaperna för hög hållfasthet, töjningen är liten, modul är stor; den andra är det smälta tillståndet efter smältning, dess mekaniska egenskaper manifesteras som en viskös flödeskropp. De två kan särskiljas genom smältpunkten. För den amorfa fasen av den amorfa zonen, under inverkan av värme, har dess termodynamiska tillstånd ett sprött vikningstillstånd, glasartat tillstånd, hög elasticitet respektive visköst flödestillstånd, beroende på storleken på deformationsförmågan för att använda den sköra veckningsövergångstemperaturen , glasövergångstemperatur, viskös flödesövergångstemperatur för att dela.
1. termodynamiken hos fibermaterial, tre tillstånd
För linjära polymerer överlappar den viskösa flödesövergångstemperaturen för materialets amorfa fas och smältpunkten för det kristallina ofta varandra, det är svårt att särskilja, så mätningen av fiberns termodynamiska egenskaper är den första förändringen i den amorfa fasen av förändringarna som manifesteras i hårets typiska kurvor som visas i figur 1.
Figur 1 Typisk termodynamisk kurva för fibermaterial
Figur 1 är under konstanta spänningsförhållanden fiberdeformationskapacitet (heldragen linje) och dragmodul (prickad linje) med processen för temperaturförändring, vändpunkten för glasövergångstemperaturen Tg, och viskös flödesövergångstemperatur Tf, och övergångstemperaturen har en zon, som är amorf polymer, har mekaniska tre-tillståndsegenskaper. Bland dem är de flesta av de syntetiska fibrernas mekaniska tretillståndsegenskaper mer uppenbara, medan naturfibrer (bomull, linne, ull, siden) och regenererade cellulosafibrer etc. i viss temperaturhastighet (hög temperatur) inte visar sig mer uppenbar och egenskaper för trögflytande flödestillstånd, men direkt sönderdelning, förkolning.
Översatt med www.DeepL.com/Translator (gratisversion)
1, Glastillstånd
I lågtemperaturtillståndet, energin för termisk rörelse av makromolekyler i fibern med den nedre, rörelsen av enheter i basen, länkar, kort grenad kedja och andra korta enheter, är kedjan i det "frusna" tillståndet, rörelsen av den lokala vibrationen för fram bindningslängden, ändras bindningsvinkeln. Därför är fiberdrag Shen-modulen mycket hög, hög hållfasthet, deformationskapaciteten är mycket liten, och förutom den yttre kraften försvann deformationen snabbt, fibern är hård och spröd, liknande glasets mekaniska egenskaper, så det kallas glaserat tillstånd (eller hårt glastillstånd). När temperaturen höjs ytterligare ökar storleken på motorenheten, fibermakromolekylkedjesegmenten har en viss förmåga att vända tillbaka, fibern visar en viss flexibilitet, seghet, kraften kan ses vid plastisk deformation, detta tillståndet kallas ofta för det mjuka glastillståndet (eller känt som forcerad hög elasticitet), den stora majoriteten av fibrerna i rumstemperaturförhållandena i detta tillstånd.
När kedjelänkarna, kedjesegmenten, huvudkedjans rotation och sidobas är frusna kallas det sprött vikningsläge.
Glasövergångstemperaturen för textilfibrer är oftast högre än rumstemperatur, så under rumstemperatur kan kläderna bibehålla en viss grad av draghållfasthet och styvhet, såsom spandexglastemperatur under -40 grader C (polyetertyp) -70 grad C ~ -50 grad C) i den omgivande miljön med utmärkt elasticitet.
2, högt elastiskt tillstånd
När temperaturen fortsätter att stiga över en viss temperatur (glasövergångstemperatur Tg), minskade plötsligt fiberns dragmodul, fibern genom inverkan av en liten kraft på förekomsten av en stor deformation, och när den yttre kraften lyfts , deformationen av snabb återhämtning. I kurvan "temperatur - deformation" eller "temperatur - modul" visas ett plattformsområde, det mekaniska beteendet för detta intervall liknar gummits mekaniska egenskaper, fiberns mekaniska tillstånd kallas högelasticitetstillstånd eller gummitillstånd. Från den molekylära rörelsemekanismen, vid denna temperatur i fiberns makromolekylära kedja har "tinats", kan kedjan roteras runt huvudkedjans axel, så att makromolekylerna är lättare att krulla, räta ut deformationen och deformationen är också lätt att generera genom den termiska rörelsen av kedjan för att återställa den ursprungliga formen. Detta är ett unikt mekaniskt tillstånd av polymeren, kärnan i elastisk deformation är kedjans rörelse av makromolekylen som sträcker en krullande rörelse av makroprestanda.
3, Visköst flödestillstånd
När temperaturen fortsätter att stiga till en viss temperatur (viskös flödesövergångstemperatur Tf), den termiska rörelsen av makromolekylerna för att övervinna de intermolekylära krafterna, rörelseenheten från kedjesegmenten att expandera till den makromolekylära kedjan, makromolekylerna som kan ses mellan den relativa glidningen, deformationsförmågan att avsevärt öka och irreversibel. Textilfibrer uppvisar ett visköst, flytande flytande tillstånd, detta mekaniska tillstånd hos fibern kallas viskös flödestillstånd. När polymerisationsgraden av makromolekyler är mycket hög, är den intermolekylära kraftanvändningen mycket stor, intrasslingen mellan makromolekylerna är allvarlig, den relativa glidningen mellan molekylerna är mycket svår, det kommer inte att finnas något visköst flödestillstånd.
Ovanstående från molekylär kinematisk synvinkel beskriver de termodynamiska tre tillstånden, från fassynpunkt, det glasartade tillståndet, hög elasticitet och viskös flödestillstånd är icke-kristallin fas, det vill säga arrangemanget av makromolekylerna mellan tillståndet av det slumpmässiga (ordnade, amorfa) tillståndet.