Pevnost textilií

Z Multimediaexpo.cz

Pevnost textilií je odpor proti působení vnějších sil, který závisí na původu, formě (vlákno, příze, plošná textilie), způsobu, rychlosti a průběhu zatížení textilního materiálu. Pevnost textilií se nejčastějí vztahuje k zatížení tahem, které se měří silou nutnou k přeržení materiálu. Mimo tažné pevnosti se pro určité účely posuzuje také pevnost v oděru, v ohýbání, zkroucení, rázová pevnost aj.

Obsah

Tažná pevnost

Podle mezinárodní soustavy SI je jednotkou pevnosti newton (N = m.kg.s-²). Při zkouškách tažné pevnosti dochází u všech textilních materiálů před přetržením k prodloužení, které se vyjadřuje jako tažnost v procentech. Tažná pevnost je jedna z nejdůležitějších vlastností zejména u technických textilií.

Pevnost vláken

Přírodní vlákna se testují zpravidla trháním ve svazku, výsledek se přepočítává na jednotlivé vlákno. Dlouho používaný systém Pressley byl u bavlny v posledních letech minulého století nahrazen poloautomatickým přístrojem HVI (High Volume Instruments), kterým se vedle pevnosti současně zkouší jemnost, obsah nečistot, vlhkost a další vlastnosti. [1] Pevnost umělých vláken se zjištuje ve formě filamentu na poloautomatických trhacích strojích. Aby se různé materiály spolu daly snadno porovnávat, uvádějí se zpravidla výsledky pevnosti v poměru k jemnosti vlákna, tzv. relativní pevnost v

\(N \over dtex\)

Tato jednotka nahradila v soustavě SI dřívější (v praxi nadále používanou) tržnou délku (kilometrickou pevnost, RKM), která udávala, kolik kilometrů daného materiálu by se přerhlo vlastní tíhou. 1 N/dtex přibližně odpovídá 1 km tržné délky (přesně = 1,0197).

Pevnost příze

se zjišťuje jak u staplových tak i u přízí z nekonečných vláken na trhacím přístroji, kde se v principu zatěžují jednotlivé niti až k přetrhu.[2] Tahová síla v newtonech se zpravidla přepočítává na poměrnou pevnost

\(cN \over{tex }\)

Tato jednotka odpovídá přibližně 1 km dřívější tržné délky. Pevnost staplových přízí dosahuje jen 50-70 % pevnosti vláken, ze kterých jsou vyrobeny.

Pevnost plošných textilií

Tažná pevnost se testuje na stejných přístrojích jako příze, do svorek se upíná proužek tkaniny nebo pleteniny zpravidla 50 mm široký. Mimo tažné pevnosti se u plošných textitilií často zkouší pevnost v natržení, pevnost v průtlaku kuličkou, pevnost oděru aj.

Poměrná pevnost v MPa

Pro materiály, u kterých se dá přesně zjistit plocha průřezu vlákna (prakticky jen pro umělá vlákna) se tažná pevnost udává také v poměru k ploše jednotkou pascal (Pa = N / m²), resp. megapascal (MPa). Pro poměr k tržné délce (RKM) platí vztah:

\(RKM = {MPa \over {\rho \cdot g}}\) [km]
  • \(MPa\) je poměr pevnosti k ploše
  • ρ hustota [kg/m3]
  • g je tíhové zrychlení na povrchu Země [m/s2]

Poměr tažné pevnosti k ploše průřezu u vybraných druhů vláken:

Druh vlákna Tažná
pevnost

cN/tex

Druh vlákna Tažná
pevnost

cN/tex

Tažná
pevnost

MPa

acetát 15 S-sklo 183 4 500
vlna 20 Kevlar (aramid) 240 3 400
dlouhovlák. bavlna 45 polyethylen 270 2 570
přírodní hedvábí 50 uhlíkové vlákno 360 6 400
len 70 M5 (PIPD) 510 8 500
polyamid 81 nanotrubičky[3] 4 800 [4] 63 000 x)

Pro srovnání: U lanové oceli se uvádí tržná délka 19,6 km a poměrná pevnost 1 500 MPa. x) Pevnost nanotrubiček byla měřena pokusně, výsledky nebyly zatím potvrzeny.[5]

Literatura

  • Pospíšil a kol.: Příručka textilního odborníka, SNTL Praha 1981
  • Kießling/Matthes: Textil- Fachwörterbuch, Berlin 1993, ISBN 3-7949-0546-6
  • High-Performance Structural Fibers for Advanced Polymer Matrix Composites, ISBN 978-0-309-09614-0, The National Academies Press 2005

Reference

  1. ↑ Přístroj na komplexní testy bavlněných vláken (anglicky): http://www.uster.com/UI/textile-HVI-1000-2-81.aspx
  2. ↑ Přístroj na zkoušení tažné pevnosti nití a tkanin (anglicky): http://www.uster.com/Uploads/UTR4_TechnData-e.pdf
  3. ↑ Uhlíkové nanotrubičky: http://www.czechnationalteam.cz/view.php?nazevclanku=vesmirny-vytah&cisloclanku=2006010001
  4. ↑ Tažná pevnost u vícestěnných nanotrubiček: http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/287/5453/637
  5. ↑ Měření pevnosti nanotrubiček (anglicky): http://hplusmagazine.com/editors-blog/notes-space-elevator-conference-august-13-16-2009

Související články


Citováno z „http://www.multimediaexpo.cz/mmecz/index.php/Pevnost_textili%C3%AD“