?=20+2° С). При выдерживании образцов в этих условиях должно происходить увеличение их влажности. Для этого перед выдерживанием образцы подсушивают 1 ч при t=-50—55° С.

Сводные характеристики результатов испытаний. Свойства волокон и нитей определяют несколько раз и получают п результатов: Mlt Мг,.... Мп. Далее первичные результаты обычно заменяют немногими (чаще двумя)

сводными характеристиками — средним Мъ (определяется сложением всех полученных однородных показателей и делением их суммы на число испытаний) или модальным (наиболее часто встречающийся показатель измерений) значением, а также разными значениями его неравномерности (изменчивости).

Для определения характеристик неравномерности (коэфф. неровноты Ня в %, дисперсии о^, среднего

(1)

квадратичного отклонения оъ, коэфф. вариации Св в %) вначале определяют отклонения х отдельных результатов Мот среднего значения Мв: х^=Мх— Мв, jr2=Af2—MR, ....хп=Мп— Мп. Затем вычисляют эти характеристики для п испытаний:

+ х„\) 100

(2)

п.И „

т2 0-в= У

Индекс «в» показывает, что характеристики относятся к «выборке», т. е. к отобранному образцу. При распространении выборочных сводных характеристик на всю партию материала необходимо учитывать ошибки выборки.

(5)

Влажность. Ее обычно определяют высушиванием образца с начальной массой т до постоянной массы тс. Для высушивания малых образцов применяют сушильные шкафы без продувки воздуха, а для больших — сушильные (кондиционные) аппараты, в к-рых материал высу шивают в потоке горячего воз-Духа. Сушку считают законченной, когда результаты двух смежных взвешиваний через интервал Ю-—15 мин практически не различаются. Массу, измеренную при последнем взвешивании, считают п о-стоянной массой тс сухого матери а-л а. Влажность в % вычисляют по формуле:

215 100

W = Это значение влажности соответствует влажности в момент определения начальной массы образца или в момент отбора образца, если он сразу закладывался в герметически закрытый сосуд.

Фактич. влажность и масса материала увеличиваются с понижением темп-ры и повышением влажности воздуха. Поэтому при сдаче и приемке волокон и нитей подсчитывают их постоянную кондиционную массу. Эта масса соответствует постоянной кондиционной влажности, нормируемой в стандартах (ГОСТ 6611.6—69; ASTM D 1380 и D 2494; DIN 53821 — 61 и др.).

Длина штапельных волокон. Наиболее распространенным в отечественной и зарубежной практике методом является промер миллиметровой линейкой одиночных распрямленных волокон. По ГОСТ 10213—62 промеряют около 100 волокон и вычисляют среднее и модальное значения, а также штапельную длину, т. е. среднюю длину волокон, больших модальной длины. Для характеристики равномерности волокон по длине определяют базу, показывающую долю (в %) группы наиболее часто встречающихся смежных длин волокон (с разницей в длине 5 мм) от общего числа промеренных волокон. В СССР для определения длины штапельных волокон, используемых в хлопкопрядильном производстве, применяют также прибор Жукова, а в США — гребенной анализатор (ASTM D 540—64).

Линейная плотность, номер и поперечник. Косвенной характеристикой толщины волокна является линейная плотность. Ее единицы измерения — текс (масса 1 км волокна или нити в г) или денье (масса 9000 м волокна или нити в г). Линейная плотность, выраженная в денье, обычно наз. титром. Таким образом, 7,= 1/97'(, где Т — линейная плотность волокна в текс, a Ti — титр волокна в денье.

Тонину волокна иногда косвенно характеризуют номером — длиной волокна в м, приходящейся на 1 г. Для сопоставления этой величины N с линейвой

м

плотностью Г в текс используют ф-лу: Аг7'=1000

В СССР и других странах осуществляется переход от ранее принятой оценки толщины волокон и нитей номером N на оценку толщины линейной плотностью Т в текс (ГОСТ 10878—70; R 138—61, R271—62; ASTM D 861; DIN 60905—64).

Для определения линейной плотности штапельных волокон из отдельных пересчитанных пучков волокон набирают общий пучок, в к-ром не менее п=1000 волокон. Из пего вычесывают короткие волокна, а затем вырезают часть длиной L=10 мм. Если масса этой вырезки т (в мг), то линейная плотность Т (в текс) составит:

Т _ 1000 m ^

Иногда небольшую массу m волокон промеряют по одному для определения их суммарной длины и вычисления Т. При определении Т длину нитей обычно измеряют с помощью мотовила с периметром 1 л, а массу определяют на технич. весах или так называемых «весовых» квадрантах.

т о

(7)

Размеры среднего поперечника волокон и нитей d измеряют с помощью микроскопа, микропроектора, а также подсчитывают d в мм по ф-ле:

1 Я О А7

d = 0,0357 \/

где 6 — объемная масса в мг/мм3, т. е. масса единицы объема волокон или нитей, измеренного по их внешнему контуру. Для моноволокон б равна плотности составляющего их вещества. Линейную плотность таких волокон иногда определяют по воздухопроницаемости слоя постоянного объема и массы. Чем грубее волокна, тем выше воздухопроницаемость.

Виброскопия, косвенный метод определения линейной плотности основан на том, что частота колебаний / поперечных упругих волн в волокне со свободной длиной L, находящемся под натяжением Q, связана с Т соотношением:

T=SF (8>

Натяжение Q изменяют до получения максимальной амплитуды колебаний волокна. В США виброскопич. метод стандартизован (ASTM D 1577—66).

Неравномерность нитей по толщине. Эту характеристику чаще всего оценивают по массе отрезков постоянной длины — 1м, 0,5 м и др., вычисляя затем коэфф. неровноты или вариации по ф-лам (1) или (4).

Коэфф. неровноты и вариации можно определить с помощью электроемкостных приборов У стер, Фэм и др., где движущаяся нить проходит через конденсатор, емкость к-рого и, следовательно, сила тока в цепи зависят от толщины нити. Изменение силы тока фиксируется гальванометром с записывающим устройством. Для подсчета коэфф. неровноты или вариации к прибору подключают электрич. счетно-решающее устройство «интегратор».

Прочность и растяжимость. Обычно эти показатели определяют одновременно в момент разрушения испытываемого образца.

Прочность — свойство противостоять разрушению от однократно приложенной силы. Для оценки прочности используют абсолютные характеристики (разрывную нагрузку, абсолютную работу разрыва), а также относительные — предел прочности, относительную прочность, разрывную длину и относительную работу разрыва. Последние характеризуют прочность вещества, составляющего волокно; абсолютные характеристики зависят не только от прочности (качества) вещества, но и от его количества. Т. к. волокна имеют малые поперечные размеры и значительную длину, в них чаще всего возникают деформации продольного растяжения, к-рым их и подвергают при испытании. При этом растяжимость оценивают по удлинению при разрыве.

Разрывная нагрузка — минимальное

усилие, разрушающее волокно или нить. Ее определяют разрывом отдельных волокон или нитей (Pv), пучков из m волокон (др) или мотков (пасм) из п однометровых витков или 2п разрываемых нитей ((?р). Измерение ^р и Оц вместо позволяет испытывать в единицу времени большее количество материала. Необходимо учитывать, что вследствие неравномерности материала Относительное удлинение при разрыве — наибольшая деформация растяжения в момент разрыва образца, обычно вычисляемая в % от начальной длины образца.

Для определения разрывной нагрузки, удлинения и др. механич. свойств используют разрывные машины трех основных типов: 1) с маятниковым силоизмерителем, 2) с наклонной плоскостью и 3) с тен-зодатчиком. В промышленности чаще всего применяют машины первого типа, как наиболее простые.

Разрывную нагрузку и удлинение определяют не только для сухих, но и для смоченных в воде волокон.

Абсолютная работа разрыва — минимальная работа, необходимая для разрушения образца. Ее определяют, пользуясь диаграммой растяжения (рис. 1) и ф-лой:

Ла = Рр 1Р *1 (9)

где ка,

площадь ОВС

коэфф.

Рр— разрывная нагрузн (кгс); 1р — удлинение при разрыве, м (см); п „ . „„

r г * 1 ' 1 площадь ОАВС

о

в

полноты диаграммы растяжения (см. рис. 1); Ra— абсолютная работа разрыва в дж (кгс-см). Точка В на диаграмме соответствует разрыву образца.

Относительная прочность

Рр -N-10-3

(10) (И)

где Рр— разрывная нагрузка, н(гс); Т — линейная плотность волокна или нити, текс; N — номер волокна или нити, м/г.

Значения Р0 и Lp равны. Иногда при ошибочном сокращении единиц силы (гс) и массы (г) в обозначении единицы разрывной длины (гс-км/г) разрывную длину дают в км (1 н/текс~ 1 км-н/г w 100 гс/текс и 100 кл-гс/г, 1 гс/текс =1 км-гс/г х 0,01 н/текс = 0,01 км? н/г).

Предел прочности определяют по ф-ле

р

Р ь

предел прочности, н/м2 (кгс/мм2). В настоящем издании ар именуется обычно просто прочностью.

(13)

Удельная работа разрыва гт в дж/кг (кгс-см/г) вычисляется из ур-ния:

Ер Ц

где т — масса образца, кг (г); ер— относит, удлинение при разрыве, %; Яа— работа разрыва, дж (кгс-см).

Жесткость. Этот показатель характеризует сопротивляемость волокон изменению размеров или формы. Его определяют преимущественно при растяжении, кручении или скручивании.

Начальный модуль относительной жесткости при растяжении определяют

по диаграмме растяжения (рис. 2). Модуль Ег показывает напряжение, необходимое для удлинения образца

на 1 %. Если модуль определяют отношением Е= о/е,

взятым для предела упругости, то его наз. модулем

Юнга. При этом е выражают не в %, а в долях единицы. Жесткость в люt Мн/М* или кгс/ММ* j* бой м