Studiet af tekstilmaterialer ved forskellige temperaturer i den indre struktur og egenskaber af ændringsloven, for dets rimelige forarbejdning og korrekte brug har vigtig betydning. Fiberegenskaber i temperaturovergangspunktet før og efter ydeevnen er væsentligt forskellige, med forskelligt temperaturovergangspunkt at karakterisere. Ud fra undersøgelsens indhold er der hovedsageligt termodynamiske egenskaber, termisk formgivning, termisk skade.
Termodynamiske egenskaber, refererer til temperaturændringsprocessen, de mekaniske egenskaber af tekstilmaterialer med ændringen i egenskaberne. Den indre struktur af langt de fleste fibermaterialer er en tofaset struktur, det vil sige sameksistensen af den krystallinske fase (krystallinske zone) og den amorfe fase (amorfe zone). For den krystallinske fase af den krystallinske zone har dens termodynamiske tilstand to slags under påvirkning af varme: den ene er den krystallinske tilstand efter smeltning, dens mekaniske egenskaber manifesteret som et stift legeme og har karakteristika af høj styrke, forlængelsen er lille, modul er stort; den anden er den smeltede tilstand efter smeltning, dens mekaniske egenskaber manifesteret som et viskøst strømningslegeme. De to kan skelnes ved smeltepunktet. For den amorfe fase af den amorfe zone har dens termodynamiske tilstand under påvirkning af varme henholdsvis en skør foldningstilstand, glasagtig tilstand, høj elasticitet og tyktflydende strømningstilstand, afhængigt af størrelsen af deformationsevnen til at bruge overgangstemperaturen til skør foldning , glasovergangstemperatur, viskøs flowovergangstemperatur til at dividere.
1. fibermaterialers termodynamik, tre tilstande
For lineære polymerer overlapper den viskøse strømningsovergangstemperatur af materialets amorfe fase og smeltepunktet for det krystallinske ofte hinanden, det er svært at skelne, så måling af fiberens termodynamiske egenskaber er den første ændring i den amorfe fase af de ændringer, der er manifesteret i de typiske kurver af håret vist i figur 1.
Figur 1 Typisk termodynamisk kurve af fibermateriale
Figur 1 er under konstante spændingsforhold fiberdeformationskapacitet (heltrukken linje) og trækmodul (stiplet linje) med temperaturændringsprocessen, vendepunktet for glasovergangstemperaturen Tg og overgangstemperaturen Tf for viskøs flow og overgangstemperaturen har en zone, som er amorf polymer, har mekaniske tre-tilstandskarakteristika. Blandt dem er de fleste af de syntetiske fibres mekaniske tre-tilstandsegenskaber mere indlysende, mens naturlige fibre (bomuld, hør, uld, silke) og regenererede cellulosefibre osv. i en bestemt temperaturhastighed (høj temperatur) ikke viser mere tydelige og tyktflydende strømningstilstandskarakteristika, men direkte nedbrydning, karbonisering.
Oversat med www.DeepL.com/Translator (gratis version)
1, glastilstand
I lavtemperaturtilstand, energien af termisk bevægelse af makromolekyler i fiberen med den nedre, bevægelsen af enheder i basen, led, kort forgrenet kæde og andre korte enheder, kæden er i den "frosne" tilstand, bevægelsen af den lokale vibration fremfører bindingslængden, bindingsvinklen ændres. Derfor er fibertræk Shen-modulet meget højt, høj styrke, deformationskapaciteten er meget lille, og ud over den ydre kraft forsvandt deformationen hurtigt, fiberen er hård og skør, svarende til glassets mekaniske egenskaber, så det kaldes glaseret tilstand (eller hård glastilstand). Når temperaturen øges yderligere, øges størrelsen af motorenheden, fibermakromolekylekædesegmenterne har en vis evne til at vende tilbage, fiberen viser en vis fleksibilitet, sejhed, kraften kan ses i tilfælde af plastisk deformation, dette tilstand omtales ofte som den bløde glastilstand (eller kendt som forceret høj elasticitet), langt de fleste fibre i stuetemperaturforhold i denne tilstand.
Når kædeleddene, kædesegmenterne, hovedkædens rotation og sidebunden er frosset kaldes skør foldetilstand.
Glasovergangstemperaturen for tekstilfibre er for det meste højere end stuetemperatur, så under stuetemperaturforhold kan tøjet opretholde en vis grad af trækstyrke og stivhed, såsom spandexglastemperatur under -40 grader C (polyether-type -70 grad C ~ -50 grad C) i det omgivende miljø med fremragende elasticitet.
2, høj elastisk tilstand
Når temperaturen fortsætter med at stige over en vis temperatur (glasovergangstemperatur Tg), faldt fiberens trækmodul pludselig, fiberen ved påvirkning af en lille kraft på forekomsten af en stor deformation, og når den ydre kraft løftes , deformation af hurtig genopretning. I kurven "temperatur - deformation" eller "temperatur - modul" vises et platformsområde, den mekaniske opførsel af dette interval svarer til gummiets mekaniske egenskaber, den mekaniske tilstand af fiberen kaldes højelasticitetstilstand eller gummitilstand. Fra den molekylære bevægelsesmekanisme, ved denne temperatur i fiberens makromolekylære kæde er blevet "optøet", kan kæden roteres rundt om hovedkædens akse, så makromolekylerne er nemmere at krølle, rette deformationen ud, og deformationen er også let at generere gennem den termiske bevægelse af kæden for at genoprette den oprindelige form. Dette er en unik mekanisk tilstand af polymeren, essensen af elastisk deformation er kædebevægelsen af makromolekylet, der strækker en krøllebevægelse af makroydelsen.
3, Viskøs strømningstilstand
Når temperaturen fortsætter med at stige til en vis temperatur (viskos flow overgangstemperatur Tf), den termiske bevægelse af makromolekylerne for at overvinde de intermolekylære kræfter, bevægelsesenheden fra kædesegmenterne til at udvide sig til den makromolekylære kæde, makromolekylerne som kan ses mellem den relative glidning, deformationsevnen til at øge betydeligt og irreversibel. Tekstilfibre har en viskøs, flydende flydende tilstand, denne mekaniske tilstand af fiberen kaldes viskøs flowtilstand. Når polymeriseringsgraden af makromolekyler er meget høj, er den intermolekylære kraftanvendelse meget stor, sammenfiltringen mellem makromolekylerne er alvorlig, den relative glidning mellem molekylerne er meget vanskelig, der vil ikke være nogen viskøs strømningstilstand.
Ovenstående fra det molekylære kinematiske synspunkt beskriver de termodynamiske tre tilstande, fra fasesynspunktet er den glasagtige tilstand, højelasticitet og viskøs strømningstilstand ikke-krystallinsk fase, det vil sige arrangementet af makromolekylerne mellem tilstanden af den tilfældige (uordnede, amorfe) tilstand.