От молекулы к текстильной ленте

Техника

Современные технологии начала 21-го века обеспечивают производство текстильных лент с высокими прочностными и эксплуатационными свойствами. Что немаловажно, у производственников есть возможность на разных этапах технологического процесса, задать те или иные конкретные параметры, как промежуточных изделий, то есть волокна и нитей, так и конечной текстильной ленты.

Молекулы и полимеры

Исходным материалом для производства многих типов текстильных лент являются полиамидные, или, как их часто называют - капроновые волокна, в свою очередь получаемые на предприятиях тонкой химической технологии из углеводородного сырья. Этот материал во многих странах именуется нейлон. Его преобразование происходит в результате череды нескольких химических процессов из низкомолекулярного кристаллического вещества капролактама, в свою очередь полученного из угля или нефти, в длинно цепной полиамид. Это как раз и есть, широко распространённый в наши дни химический полимер, где базовые химические элементы - азот, водород, кислород и углерод соединены в два ароматических кольца с помощью амидных связей, и образуют длинно цепные молекулы, необходимые для дальнейшего формирования волокна.

Получаемое волокно обладает рядом ценных свойств и качеств. Наряду с высокой прочностью и низким коэффициентом трения, полиамид обладает высокими показателями эластичности, важными для последующего производства текстильных лент, строп и других грузозахватных приспособлений. Эластичность как одно из базовых свойств полиамидного волокна обеспечивает в конечном изделии значительную величину обратимых удлинений, и как результат, способность противостоять многократным деформирующим внешним нагрузкам.

Также у полиамидных волокон высоки показатели истираемости, стойкости к воздействию щелочей, и отсутствие коррозии. К недостаткам можно отнести низкую стойкость к кислотам.

От волокна к нитям

Как из аморфного волокна получить тонкую нить? С помощью непрерывного прядильно-вытяжного процесса. В этом процессе расплавленное волокно, проходя через фильеры, имеющие небольшие отверстия заданной формы, превращаются в нити, которые после охлаждения воздухом и смазывания, наматываются вокруг ролика и подаются на последующие операции вытяжки и релаксации. Получаемые нити поступают на мотальную машину.

Но это не конец операции. Из полученных нитей формируются комплексные, в которых отдельные нити в ходе операции химического склеивания или механического скручивания соединяются в одну комплексную нить. На этой стадии к высоко технологическим процессам химических производств добавляется возможность механического регулирования прочностных характеристик получаемой нити. Варьировать прочность нити удаётся изменением количества кручений на единицу длины нити, и изменением угла кручения, или угла между осью нити и волокном. В значительной степени эти характеристики будут влиять на выбор конкретных марок нитей для плетения текстильных лент для строп, ремней и других изделий, которые будут подвергаться растяжению.

Путём увеличения крутки можно повышать до определённого предела прочностные характеристики нити. Происходит это из-за возрастания площади поверхности соприкосновения отдельных нитей между собой, и соответственно из-за возрастания количества межмолекулярных связей между соседними волокнами. Таким образом, фиксация нитей относительно друг друга происходит за счёт сил трения, возникающих при скрутке.

От нитей к тканям

Полученные вышеописанным способом нити поступают на рынок, где уже производители текстильных лент будут использовать их для формирования своих изделий. Однако это происходит не сразу. Как правило, из закупаемых начальных нитей производитель текстильных лент скручивает свою собственную нитку, которая может обладать совершенно другими физико-механическими свойствами. Важным условием является получение нити с определённой линейной плотностью, разрывной нагрузкой и удлинением.

Подобный подход применяется и на ткацком производстве, где из полученных ранее нитей формируется непосредственно текстильная лента с заданными параметрами удлинения и разрывной нагрузки. Известно несколько типов переплетения нитей основы и утка - полотняный, саржевый и атласный. Из которых, полотняный тип переплетения ткани отличается наиболее высокой плотностью и наиболее прочным закреплением нитей. У других типов переплетения может быть выше эластичность или какая-либо другая характеристика.

Разнообразие свойств текстильных лент

Таким образом используя различные нити собственного кручения, и варьируя способы переплетения ткани, производитель текстильных лент может получать ленты кардинально отличающиеся по своим характеристикам - эластичности, линейной плотности или стойкости к переменным нагрузкам.

Рассмотрим, например, текстильные ленты с полотняным переплетением ткани. Так как в тканях с подобным переплетением нити имеют наибольшее число перегибов, можно предположить, что при растяжении, при прочих равных условиях, такие ткани имеют наибольшее удлинение. Это действительно так, но только для лент с относительно небольшой плотностью ткани. При определённой плотности связи между соседними нитями становятся настолько сильными, что способность ленты к удлинению становится заметно меньше.

Существует много параметров регулирования. В зависимости от технологического звена варьироваться могут углы наклона отдельных волокон и нитей в крутке, количество нитей в крутке, углы наклона основы и утка в плетении и прочее.



ПОДЕЛИСЬ!