Nghiên cứu đặc trưng cơ học của sợi và ảnh hưởng của chúng đến đặc trưng cơ học của vải dệt

- Độ bền kéo.
- Công thức tính độ bền sợi đơn trong con sợi.
- Công thức tính độ bền tương đối.
- Công thức tính độ bền tương đối (Q0 )băng vải.
- Công thức tính độ bền băng vải .
- Thiết bị thử nghiệm độ bền kéo đứt.
- Độ bền kéo đứt băng vải .
- 46 Bảng 3-4: Bảng độ bền băng vải theo tính toán.
- 46 Bảng 3-5: Bảng kt quả thử nghim độ bền kéo đt băng vải (STRIP.
- 22 Hình 1-18: Sự kt hợp hướng xoắn trong vải Hình 1-19: Biểu đồ thể hin độ bền sợi phụ thuộc vào mc độ xoắn.
- 26 Hình 2-1: Cấu trúc các loại sợi Hình 2-2 : Biểu đồ so sánh độ bền và độ không đều độ bền các loại sợi.
- 36 Hình 2-3: Biểu đồ so sánh độ giãn tương ng với độ bền các loại sợi.
- 39 Hình 2-7: Máy thử độ bền kéo đt.
- 42 Hình 3-1.Biểu đồ kt quả độ bền băng vải theo tính toán.
- Biểu đồ kt quả thử nghim độ bền băng vải (STRIP.
- 48 Hình 3-3: Biểu đồ so sánh độ bền băng vải hướng dọc theo lý thuyt và thực nghim (STRIP Hình 3-4: Biểu đồ so sánh độ bền băng vải hướng ngang theo lý thuyt và thực nghim (STRIP Hình 3-5: So sánh các thông số ca sợi trong mẫu vải 1 và 2 theo hướng dọc.....51 Hình 3-6: So sánh các thông số ca sợi trong mẫu vải 1 và 2 theo hướng ngang Hình 3-7: So sánh các thông số ca sợi trong mẫu vải 3 và 4 theo hướng dọc.....54 Hình 3-8: So sánh các thông số ca sợi trong mẫu vải 3 và 4 theo hướng ngang Hình 3.9: So sánh độ giãn đt băng vải.
- Độ bền - Tính chất và vị trí các xơ trong sợi - Số xơ và sự phân bố xơ trong tit din sợi.
- Tính chất của sợi nồi cọc - Độ bền: Sợi cổ điển có độ bền rất cao vì hầu như tất cả các xơ và chiều dài ca xơ tham gia vào độ bền ca sợi.
- Các xơ duỗi thẳng và song song nên din tích tip xúc giữa các xơ lớn, ma sát giữa các xơ tăng nên độ bền sợi cao.
- Sợi có độ bền do được tạo săn nh rôto quay phối hợp với sự chuyển hướng ca dòng xơ khi tạo thành sợi.
- Tính chất sợi OE roto - Độ bền: Do đặc điểm cấu trúc nên h số sử dụng độ bền ca xơ trong sợi không cao dẫn đn độ bền đt ca sợi OE không cao.
- Các tính chất khác: Sợi OE rôto trong phạm vi độ nhỏ hợp lí có độ đều cao về cả độ nhỏ và độ bền.
- Kt cấu sợi xốp, độ bền mài mòn cao.
- Một khác bit nữa ca sợi OE ma sát so với sợi cổ điển là khi kéo đt nó có 2 thi điểm thể hin độ bền tối đa cách nhau.
- Do đó vẫn dùng phương pháp m xoắn kép - Độ bền ca sợi do đặc điểm công ngh, có nhiều yu tố ảnh hưng đn sự hình thành sợi.
- Cho nên sợi OE ma sát có độ không đều về các chỉ tiêu chất lượng rất lớn, đặc bit là không đều về độ mảnh và độ bền.
- Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may Khãa 2009 NguyÔn Thanh Nam LuËn v¨n th¹c sü 12- Sợi có độ bền cao làm dây thắt lưng an toàn, băng truyền, vải lọc, đưng ống, vải nền trong sản xuất phớt và da tổng hợp.
- Sợi được chia thành hai phần: phần lõi sợi các xơ có định hướng song song với nhau, phần xơ bao ch yu trên bề mặt xung quanh lõi tạo độ bền cho sợi.
- Độ bền và độ chắc ca sợi Air jet là do các xơ bao tác dụng áp lực lên các xơ song song và ngăn cản sự trượt ca các xơ khi có sự tác dụng lực từ bên ngoài.
- Căn c vào chiều dài xơ bao và mc độ cuốn xung quanh lõi phân bit ba loại cấu trúc Xơ dài Xơ ngắn Xơ ngắn Độ bền cao Độ bền thấp Độ bền cao Hình 1-12: Mc d x bao ngoài ca si Air jet [12] Căn c vào ngoại quan ca sợi phân bit các cấu trúc: Xơ lõi tạo ra thân sợi ch yu ca sợi hình 1- 13(a).
- Tính chất sợi Air jet - Độ bền ca sợi Air jet thấp hơn so với sợi nồi cọc.
- Nu là sợi cotton, độ bền sợi Air jet thấp hơn 40-45% so với sợi nồi cọc.
- Nu là sợi pha Polyester/cotton, độ bền sợi thấp hơn 10-15%.
- Đặc điểm cấu trúc sợi Air vortex Sợi MVS cũng như sợi MJS có cấu trúc bao gồm hai phần : phần lõi sợi các xơ có định hướng song song với nhau, phần xơ bao ngoài ch yu bó các xơ phần lõi tạo độ bền cho sợi.
- Về độ bền: Độ bền ca sợi phụ thuộc ch yu vào số lượng, mật độ xơ bao ngoài nói chung độ bền ca sợi khá cao.
- Với cùng độ nhỏ sợi Air vortex bền hơn sợi cổ điển và độ đều về độ bền cũng hoàn toàn tốt hơn.
- Độ bền kéo Khi gia công ch bin cũng như khi sử dụng ch phẩm dt vật liu luôn chịu lực tác dụng cơ học.
- Cần xem xét các đặc trưng cơ học ca sợi dt để bit khả năng bin dạng ca chúng, trong đó độ bền kéo ca sợi là một đặc trưng cơ s để đánh giá chất lượng.
- Độ bền sợi luôn được chú ý đn trong quá trình kiểm tra chất lượng sợi Một số các chỉ tiêu về độ bền sợi.
- Độ bền con sợi - Độ bền sợi đơn - Độ bền tương đối Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may Khãa 2009 NguyÔn Thanh Nam LuËn v¨n th¹c sü 19 - Độ bền tuyt đối - Công kéo đt - Độ giãn đt Như đã nói trong phần trên, sợi là tập hợp các xơ liên kt với nhau theo phương thc xoắn kt do đó độ bền ca sợi s phụ thuộc chính vào độ bền ca xơ hình thành nên sợi.
- Ta có thể xác định được độ bền ca sợi từ độ bền ca xơ thông qua công thc sau: Độ bền sợi = Độ bền xơ x Số xơ có trong tit din ngang sợi Tuy nhiên trong quá trình hình thành sợi số lượng xơ trong tit din ngang sợi không ổn định mặt khác khi thực hin kéo đt sợi thì các xơ trong sợi có xu hướng giãn ra và trượt lên nhau.
- Như vậy ta thấy rằng độ bền sợi s thấp hơn tổng độ bền xơ trong sợi.
- Như vậy sự giãn và sự trượt ca các xơ trong sợi là một h số không thể thiu trong quá trình kéo đt sợi do đó ta xác định độ bền sợi theo độ bền xơ như sau: Độ bền sợi = Độ bền xơ x Số xơ có trong tit din ngang sợi x h số sử dụng độ bền xơ 1.3.2.Biến dạng đàn hồi Xuất hin khi có lực tác dụng, khi đó có sự dịch chuyển nhỏ ca các phần tử cấu tạo nên xơ, sợi giữa các vòng cơ bản nằm cạnh nhau và các nguyên tử trong đại phân tử tuy nhiên lực liên kt giữa các phân t và nguyên tử vẫn tồn tại Thành phần bin dạng này xuất hin với tốc độ rất nhanh ( 1-2 km/s tương đương với tốc độ truyền ca âm thanh) ví dụ đối với sợi bông xe tốc độ đó vào khoảng 1425 m/s.
- Hướng xoắn có thể kt hợp được Z trên Z, hoặc S vào Z phụ thuộc vào ngoại hình và độ bền yêu cầu ca các sợi cũng như mục đích sử dụng.
- Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may Khãa 2009 NguyÔn Thanh Nam LuËn v¨n th¹c sü 23 (a) (b) Hình 1-18: Sự kt hp hng xoắn trong vi Mối quan h giữa độ bền và mc độ xoắn sợi thưng được minh họa trong hình Hình 1-19: Biểu đ thể hin đ bền si ph thuc vào mc đ xoắn Như vậy thông qua biểu đồ trên ta thấy rằng mc độ xoắn ca sợi càng tăng cao thì độ bền sợi cũng được gia tăng ( ng với nửa A ca biểu đồ.
- Để phá hy được sợi thì lực kéo phải thắng lực ma sát ca các xơ và tổng độ bền đt ca các xơ có trong sợi.
- Như vậy muốn sản xuất ra sợi có độ bền cao ta chỉ vic tăng số vòng xoắn trên sợi.
- Thực sự điều này là không thể vì còn phụ thuộc vào các yu tố khác như độ mảnh sợi, chiều dài xơ...Ngoài vic ra tăng xoắn quá cao trên sợi không những không tăng độ bền cho sợi mà còn làm cho sợi có xu hướng giảm bền.
- Đồng thi làm cho xơ khi tham gia hình thành sợi bị lch khỏi trục sợi vì th lúc này độ bền ca sợi có xu hướng giảm ( ng với na B ca biểu đồ).
- Tính chất cơ học Các tính chất cơ học ca ch phẩm dt được xác định bằng quan h giữa ch phẩm với các lực tác dụng khác nhau đặt vào chể phẩm, đặc trưng bi: Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may Khãa 2009 NguyÔn Thanh Nam LuËn v¨n th¹c sü 27 - Độ bền kéo - Độ bền xé - Độ bền uốn - Độ bền chọc thng - Độ bền nổ - Độ cng - Độ mềm mại - Độ bền ma sát - Độ co - Độ giãn 1.4.2.2.1.
- Độ bền kéo Như trên đã nói vải được hình thành bi các sợi đan kt với nhau nên độ bền vải chính là độ bền ca các sợi tham gia liên kt.
- Để xác định độ bền kéo ca vải có thể tin hành kéo giãn chúng theo nhiều hướng khác nhau.
- Đối với vải dt thoi: Kéo giãn theo hướng sợi dọc và theo hướng sợi ngang - Đối với vải dt kim: Kéo giãn theo hướng hàng vòng và theo hướng cột vòng Độ bền kéo được thực hin trên máy kim tra độ bền và nhận được các đặc trưng - Độ bền tuyt đối - Độ dãn đt tuyt đối Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may Khãa 2009 NguyÔn Thanh Nam LuËn v¨n th¹c sü .
- Độ bền uốn Trong quá trình sử dụng ch phểm thưng chịu tác dụng nhiều lần ca lực uốn cong gây ra các bin dạng dần dần phá hy ch phẩm.
- Số lần chịu đựng uốn cho đn khi ch phẩm bị phá hy được gọi là độ bền chịu đựng hoặc độ bền lâu ca ch phẩm Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may Khãa 2009 NguyÔn Thanh Nam LuËn v¨n th¹c sü 291.4.2.3.
- Công thức tính độ bền sợi đơn trong con sợi Trong đó: Pđ: Độ bền đt sợi đơn trong con sợi (CN) Sđ: Độ bền đt con sợi (N.
- Độ bền tương đối ca sợi đơn (CN/tex.
- Độ bền đt sợi đơn (CN.
- Công thức tính độ bền tương đối (Q0 )băng vải .
- Công thức tính độ bền băng vải Từ công thc tính độ bền tương đối ca sợi trong băng vải.
- (1-4) Từ công thc (1-4) ta có thể tính độ bền băng vải như sau: (1-5) Theo công thc (1-2) Từ đó độ bền băng vải được tính theo công thc sau: (1-6) Trong đó: P0: Độ bền tương đối sợi trong vải (CN/tex) Pđ: Độ bền sợi trong băng vải (cN/tex.
- Độ bền kéo đt băng vải (N) Q0: Độ bền tương đối băng vải T: Độ mảnh sợi (tex) M:Mật độ sợi trong vải (sợi/cm) a: H số đặc trưng kiểu dt Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may Khãa 2009 NguyÔn Thanh Nam LuËn v¨n th¹c sü 31Kiểu dt H số a ( sợi dọc/sợi ngang) Vân điểm Vân chéo 1/1,05 Vân đoạn 1/1,18 1.6.
- trong thực t khi xác định độ bền ca băng vải chỉ kéo đt theo một hướng dọc hoặc hướng ngang.
- Mc tiêu nghiên cu Để đánh giá được các đặc trưng cơ học ca vải ( độ bền kéo đt băng vải, độ bền xé băng vải, độ bền nén thng vải.
- Như vậy đặc trưng cơ học ca vải s là kt quả tính về chỉ tiêu độ bền ca các tập hợp sợi tham gia hình thành nên vải.
- Vậy độ bền sợi là một trong những chỉ tiêu quan trọng ảnh hưng đn đặc trưng cơ học ca vải.
- Độ bền sợi nhận được trong quá trình tính toán từ độ bền chùm xơ hoặc nhận được từ thử nghim thực t.
- Hin nay có nhiều công trình nghiên cu về độ bền sợi tuy nhiên vẫn chưa cho ra được mô hình tối ưu bao gồm nhiều yu tố ảnh hưng.
- Sợi cổ điển và sợi ca phương pháp dùng cọc rỗng có độ bền tương đối cao nhất, đồng thi độ không đều độ bền cũng cao hơn so với các phương pháp khác.
- Sợi ma sát có độ bền thấp nhất.
- Có số lần liên kt sợi dọc và sợi ngang lớn nhất do đó kiểu dt này tạo ra vải có độ bền cao nhưng vải cng và mặt vải thô ráp hơn so với các kiểu dt khác Kiểu dt vân chéo: là kiểu dt có R ≥ 3 và S.
- Độ bền kéo - Độ bền xé - Độ bền uốn Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may Khãa 2009 NguyÔn Thanh Nam LuËn v¨n th¹c sü 40 - Độ bền chọc thng - Độ bền nổ - Độ cng - Độ mềm mại - Độ bền ma sát - Độ co - Độ giãn 2.3.5.
- Mối liên hệ giữa đặc trưng cơ học của sợi và vải Hin nay có rất nhiều nghiên cu khác nhau về tính chất cơ học ca vải như mô hình hóa cấu trúc vải, kt hợp hình học cấu trúc vải với độ bền sợi.
- Trong nhiều trưng hợp khi tính toán và kiểm nghim thực t thì độ bền ca vải lại cao hơn nhiều so với độ bền ca tổng số sợi tạo thành.
- Nh qui luật đan cài làm cho các sợi có sự tương trợ nhau làm nên độ bền vốn có ca vải.
- Để tìm ra và thit lập một phương trình tổng quát về độ bền ca vải gần đúng với thực t là tương đối phc tạp.
- Đặc trưng cơ học ca vải ( độ bền tương đối, độ bền tuyt đối, độ bền xé.
- Xác định các thông số kỹ thuật của sợi tách ra từ vải - Độ mảnh - Độ săn - Độ bền đt 2.4.2.
- Thiết bị thử nghiệm độ bền kéo đứt Hình 2-7: Máy th đ bền kéo đt Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may Khãa 2009 NguyÔn Thanh Nam LuËn v¨n th¹c sü 42- Model : TRSI MCL 0406 thang lực sợi 3.5kg, vải 500kg - Máy dùng để thử nghim độ bền kéo đt băng vải và độ bền kéo đt sợi với các tính năng.
- Máy có thể dùng để thử nghim độ bền kéo đt ca băng vải hoặc sợi - Kt quả thử nghim được hiển thị trực tip trên màn hình máy vi tính thông qua phần mềm tin ích.
- Nội dung tiêu chuẩn phương pháp thử áp dụng Bng 2-3: Ni dung tiêu chuẩn phng pháp th áp dng TT TÊN PHÉP TH PHƯƠNG PHÁP TH 1 Xác định số lượng sợi trên đơn vị chiều dài ISO 7211/2 2 Phương pháp xác định độ bền kéo đt và độ giãn đt (phương pháp băng vải) (Strip method)) ISO 13934/1 3 Xác định lực lớn nhất sử dụng phương pháp GRAB ISO 13934/2 4 Xác định độ nhỏ ca sợi tách ra từ vải ASTM D Xác định độ săn ca sợi tách ra từ vải ASTM D Xác định các kiểu dt cơ bản ISO 3572 7 Phương pháp thử tiêu chuẩn cho các tính chất kéo bền đt ca sợi bằng phương pháp sợi đơn: *Độ bền đt và độ giãn đt ca sợi dạng thẳng  điều kin không khí xung quanh ASTM D 2256/D2256M:2009 8 Phương pháp thử tiêu chuẩn cho độ săn ca sợi đơn kéo từ xơ cắt ngắn bằng phương pháp t ra - xoắn vào ASTM D .
- Bng 3-2: Kt qu th nghim đặc trng c lý ca si dọc Mu th Nguyên liu Đ mnh si dọc (Ne) Đ sĕn (Vgx/m) Đ bền kéo đt (cN) Đ bền tng đối (cN/tex) Ghi chú Mẫu 1 Cotton Mẫu 2 Cotton Mẫu 3 PES Mẫu 4 PES Mẫu 5 Tơ tằm Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may Khãa 2009 NguyÔn Thanh Nam LuËn v¨n th¹c sü 46Bng 3-3: Kt qu th nghim đặc trng c lý ca si ngang Mu th Nguyên liu Đ mnh si ngang (Ne) Đ sĕn (Vgx/m) Đ bền kéo đt (cN) Đ bền tng đối (cN/tex) Ghi chú Mẫu 1 Cotton Mẫu 2 Cotton Mẫu 3 PES Mẫu 4 PES Mẫu 5 Tơ tằm Từ nhưng dữ liu thu nhận được bằng thực nghim, tin hành tính toán độ bền vải lý thuyt theo các công thc và các số liu tra cu được : 3.3.
- Độ bền kéo đứt băng vải Theo lý thuyt và trên thực t độ bền kéo đt băng vải phụ thuộc vào nhiều thông số ca vải, sợi: T số: Bao gồm các giá trị ( độ mảnh, độ bền đt sợi, mật độ sợi, h số kiểu dt) mà các giá trị này bin đổi theo từng loại vải.
- Nói chung sợi có độ bền cao là sợi tốt và làm cho vải bền.
- Mt đ si trong vi: Là yu tố quan trọng ảnh hưng đn độ bền ca vải.
- Mật độ sợi trong vải càng lớn dẫn đn mc độ lấp đầy xơ, sợi trong vải cao làm cho độ bền vải tăng lên tương ng và ngược lại.
- Do đó tạo ra vải có độ bền cao nhất nhưng vải cng so với các kiểu dt khác Kiểu dt vân chéo có số lần liên kt giữa sợi ngang và sợi dọc thấp hơn kiểu dt vân điểm ( có 2 hoăc 3 sợi ngang đan kt với 1 sợi dọc hoặc ngược Ngµnh CN VËt LiÖu DÖt may Khãa 2009 NguyÔn Thanh Nam LuËn v¨n th¹c sü 51lại.
- Do vậy nu các yu tố trong cấu tạo vải như nhau thì vải kiểu dt vân đoạn có độ bền cơ học kém hơn so với hai loại vải trên, sự đan kt giữa sợi dọc và sợi ngang lỏng nên vải mềm mại hơn.
- Cotton Như đã nói  trên độ bền kéo đt băng vải phụ thuộc nhiều thông số ca vải, sợi: Độ bền sợi, độ mảnh, mật độ, h số kiểu dt.
- Trên hình 3-5 độ bền vải được thể hin qua các thông số chính ca mẫu 1 và mẫu 2.
- Trên hình 3-5 các yu tố (độ mảnh, h số kiểu dt) không có sự chênh lch lớn, nhưng thông số mật độ sợi ca mẫu 2 cao hơn nhiều mẫu 1 và độ bền sợi không cao hơn nhưng độ bền vải mẫu 2 lại cao hơn nh có mật độ sợi cao.
- Cotton Trên hình 3-6 độ bền vải ca mẫu 2 cao hơn mẫu 1 do các yu tố liên quan đn độ bền vải có sự chênh lch nhau rõ ràng.
- Nhưng thông số độ bền, độ mảnh ca mẫu 2 cao hơn mẫu 1 do đó độ bền vải mẫu 2 cao hơn hai lần.
- PES Trên hình 3-7 giá trị mật độ sợi ca mẫu 3 và mẫu 4 tương đương nhau và giá trị độ mảnh, độ bền sợi ca mẫu 3 và mẫu 4 chênh lch nhau lớn làm cho độ bền băng vải mẫu 4 cao hơn 1,7 lần.
- PES Trên hình 3-8 giá trị độ bền, giá trị độ mảnh, ca mẫu 4 cao hơn mẫu 3 dẫn đn độ bền băng vải hướng ngang mẫu 4 vẫn cao hơn vì tác dộng ca các yu tố độ bền, độ mảnh sợi mẫu 4 lớn hơn mặc dù mật độ có thấp hơn.
- Độ bền kéo đt băng vải phụ thuộc nhiều thông số ca sợi: Độ bền sợi, độ mảnh, thông số ca vải: mật độ sợi, h số kiểu dt.
- Nhưng giá trị độ bền ca sợi trong vải ảnh hưng trực tip đn độ bền ca vải.
- Khi giá trị độ bền sợi trong vải có sự bin động dẫn đn sự thay đổi độ bền ca vải 2.
- Thông số mật độ sợi trong vải có ý nghĩa quan trọng đối với độ bền băng vải.
- Với các thông số độ bền sợi độ mảnh sợi không đổi, kiểu dt không đổi có thể tăng độ bền vải bằng cách tăng hợp lý mật độ sợi

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt