ТКАННЫЕ АРМИРУЮЩИЕ НАПОЛНИТЕЛИ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
АРМИРУЮЩИЕ НАПОЛНИТЕЛИ Для получения слоистых композитов в качестве армирующих элементов используют тканые армирующие наполнители (ТАН) из высокопрочных текстильных форм волокон различной природы. Под ткаными материалами понимают материалы, полученные переплетением нитей волокон, жгутов и т. п. под прямым углом.
КЛАССИФИКАЦИЯ ТКАНЫХ АРМИРУЮЩИХ НАПОЛНИТЕЛЕЙ 1. Классификация наполнителей Для получения слоистых композитов в качестве армирующих элементов используют тканые армирующие наполнители (ТАН) из высокопрочных текстильных форм волокон различной природы. Под ткаными материалами понимают материалы, полученные переплетением нитей волокон, жгутов и т. п. под прямым углом. Классификация ТАН иерархична. Известно достаточно много признаков, по которым проводят их классификацию. Основными признаками являются: 1) по типу применяемого сырья (материаловедческий); 2) по типу переплетения (конструктивный); 3) по видам текстильной формы. Известна также классификация тканей по характеру отделки, выработки, расцветки; по способу производства и виду основной обработки и др. Классификация тканей по основным признакам, применительно к производству композитов, приведена на рис. 1.
Структурные свойства тканых наполнителей Строение или структура тканей определяются 3 группами характеристик: элементами структуры (волокна, нити), их взаимным расположением и связями между элементами. Последние две характеристики иногда определяются одинаковыми показателями. От строения тканей в значительной мере зависят их свойства, поэтому показатели структуры нормируют и контролируют вместе с показателями качества. Основными характеристиками строения ТАН являются: 1) вид и линейная плотность элементов; 2) вид переплетения; 3) число нитей основы или утка на 10 см ткани; 4) заполнение; 5) пористость; 6) фазы строения; 7) опорная поверхность. Иногда используют дополнительные структурные характеристики: наполнение, связность, ворсистость и др. Характеристики строения определяют в основном поперечные размеры, форму, взаимное расположение и косвенные связи нитей в ткани. Виды переплетения Переплетение нитей в ткани характеризуют порядок взаимного перекрытия продольными нитями (основа) поперечных нитей (утка) и влияет на свойства тканей. Виды переплетения можно объединить в пять групп: 1) простые (главные); 2) производные от главных; 3) комбинированные; 4) крупноузорчатые; 5) сложные. У большинства ТАН используются простые виды переплетения: полотняное, саржевое и атласное или сатиновое.
Плотность ткани по основе По или утку Пу определяется числом нитей основы или утка на 100 мм по ширине или длине ткани. Плотность различных тканей изменяется в больших пределах: от 50 до 1270 нитей на 1 дм, у большинства тканей от 100 до 500 нитей на 1 дм. При одинаковой плотности ткани из более тонких нитей получаются более разреженными, а из более толстых нитей - более плотными. Поэтому для оценки заполненности ткани волокнистым материалом используют различные характеристики заполнения, пористости и наполнения. Оценку плотности тканей проводят по следующим характеристикам: - линейная плотность ткани, г/мм где М - масса точечной пробы ткани, г; L - длина пробы, мм. - поверхностная плотность ткани г/м 2 где В - ширина точечной пробы ткани, мм. - средняя плотность ткани, мг/мм 3 где в - толщина точечной пробы ткани, мм.
Механические свойства Механические свойства определяют отношение текстильных полотен к различно приложенным внешним усилиям, вызывающим деформацию растяжения, сжатия, изгиба, а также тангенциальное сопротивление полотен и такие связанные с ним явления, как раздвижка нитей в тканях, осыпаемость, прорубаемость, спуск петель в трикотаже и др. Прочность при растяжении - важный показатель механических свойств текстильных полотен, определяющий их целостность. Сопротивление структуры полотен (систем нитей, волокон нитей и волокон) зависит от многих факторов. К ним относятся и условия деформирования (среды, скорости растяжения) и состояние структуры полотен. Известен ряд теорий прочности. При растяжении текстильных полотен до разрыва могут быть определены следующие показатели механических свойств: разрывная нагрузка Рр, Н - наибольшее усилие, выдерживаемое единичной пробой до разрыва; давление на пробу п, Па, при продавливании мембраной; удельная разрывная нагрузка Р 0, к. Н м/кг, которая применяется для сравнения разрывной нагрузки текстильных полотен разной массы и рассчитывается по формуле где Рр – абсолютная разрывная нагрузка, Н; S – поверхностная плотность полотна, г/м 2; ар – рабочая ширина полоски пробы, мм. разрывное напряжение р, Па, - относительная нагрузка, выражающая отношение разрывной нагрузки Рр к площади S поперечного сечения единичной пробы, на практике разрывное напряжение определяют по формуле: При наличии элементов структуры с разной плотностью вещества нитей необходимо рассчитать средневзвешенную плотность c кг/м 3, нитей: где I -- доли нитей по массе в пробе, сопротивляющихся растяжению. Для тканей b трикотажа разрывную нагрузку по длине (основе) и ширине (по утку) можно рассчитать с учетом массы материала разрываемой системы нитей. или где С – доля массы нитей той системы, по направлению которой происходит растяжение.
Физические свойства текстильных полотен Гигроскопические свойства текстильных полотен характеризуют их способность поглощать и отдавать водяные пары, воду. Поглощение паров осуществляется путем адсорбции, абсорбции и капиллярной конденсации и зависит главным образом от волокнистого состава. Способность текстильных полотен и материалов оценивают показателями водопоглощаемости, водоемкости и капиллярности. Влажность W, %, показывает, какую долю массы текстильных полотен, других материалов составляет влага, содержащаяся в них при фактической влажности воздуха: Проницаемость текстильных полотен определяет их способность пропускать через себя частицы воздуха, пара, дыма, пыли, воды, жидкости, радиоизлучения и др. , а сопротивление их прониканию – упорность или непроницаемость. Паропроницаемость – это свойство характеризует способность полотен пропускать водяные пары из среды с повышенной влажностью в среду с меньшей влажностью. Паропроницаемость - процесс испарения, диффузия может осуществляться путем конвекции паров через открытые поры, а также путем сорбции и десорбции. Электрические свойства Наиболее важными показателями электрических свойств текстильных полотен и изделий являются электризуемость, электрическая прочность, диэлектрическая проницаемость. еплопроводность текстильных полотен оценивается коэффициентами теплопроводности
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ В ходе работы мы изучали 5 образцов ТАН. Их структуру , вид плетения, под микроскопом «МБС 9» . Измеряли толщину с помощью микрометра. Готовили образцы в виде лопаточки, для испытания на разрывной машине «РМУ-005 -1» . Изготавливали образцы 10 х10 см и взвешивали их на аналетических весах «ZAKTADY» • Исследуемые материалы: •
Стеклоткань Структура Диаметр волокна: 0, 05675 мм 0, 02497 мм Масса 10 х10 см: Толщина: 0. 76 мм
Трикотаж Структура Диаметр волокна: 0, 0227 Масса 10 х10 см: Толщина:
Стекловолокно Структура Диаметр волокна: Масса 10 х10 см: 1. 7525 г Толщина: 0, 68 мм
Углеткань Структура Диаметр волокна: 0, 01589 Масса 10 х10 см: 3, 5930 г Толщина: 0, 9 мм
Х/Б(хлопчато бумажные) Структура Диаметр волокна: 0. 00681 мм Масса 10 х10 см: 1, 5039 г Толщина: 0. 93 мм
ДАННЫХ ТАН Углеткань У стеклосетки и стеклоткани полотняной тип переплетения (А). У углеткани и тафтяной ленты саржевый тип переплетенья (Б). У комбинированной стеклоткани комбинированный тип переплетенья (В).
ИЗМЕРЕННЫЕ В ХОДЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ ВЕЛИЧИНЫ ТАН § По – число нитей основы в 10 см ткани Sу – уточный сдвиг § Пу – число нитей утка в 10 см ткани § m – масса одной нитки L – длина пробы ткани B – ширина пробы ткани § l – длина 1 нитки § lp – удлинение при разрыве b – ширина точечной § Pp 0 – разрывная нагрузка при пробы ткани растяжении нитей основы d 0 – диаметр нити основы § Pрy – разрывная нагрузка при dy – диаметр нити утка растяжении нитей утка Sо – основной сдвиг M – масса пробы ткани
ВЫЧИСЛЕННЫЕ В ХОДЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ ВЕЛИЧИНЫ ТАН Vт - объем ткани М*- линейная плотность ткани М 1 - поверхностная плотность ткани р - средняя плотность ткани Е 0 - линейное заполнение ткани по основе Еу - линейное заполнение ткани по утку Еs - поверхностное заполнение Еv - объемное заполнение As - поверхностная пористость Av - объемная пористость Aобщ - общая пористость H 0 - линейное наполнение по основе Hy - линейное наполнение по утку бн – плотность нити Vн – объем нити P 0 - удельная разрывная нагрузка
АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ В ходе эксперимента было установлено, что самая прочная ткань – комбинированная стеклоткань, это объясняется тем, что у неё сложный тип переплетения в котором присутствуют петли, которые при растяжении лишь растягиваются и не рвутся. На втором месте по прочности стоит тафтяная лента. Это обусловлено тем, что диаметр нитей хоть и мал, но они расположены очень плотно, и поэтому пористость очень мала, а прочность велика. Следующая по прочности углеткань. У нее так же малый диаметр но плотность меньше, и материал отличается от тафтяной ленты. На четвертом месте стоит стеклосетка. Это потому что хоть диаметр нити основы и велик, но ткань очень не плотная с большой пористостью. Замыкает список стеклоткань. Её материал совпадает со стеклосеткой, и плотность почти одинакова, но в отличие от нее диаметр нитей основы мал и равен диаметру нитей утка.
Выводы В ходе данной лабораторной работы было установлено, что на прочность ТАН оказывают влияние следующие факторы: • материал нитей; • тип плетения; • диаметры нитей основы и утка; • плотность нитей и ткани; • пористость.
Скачать презентацию ТКАННЫЕ АРМИРУЮЩИЕ НАПОЛНИТЕЛИ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА АРМИРУЮЩИЕ НАПОЛНИТЕЛИ
TKANN_E_ARMIRUYuShIE_NAPOLNITELI.pptx