Файл: Производство стеклянных волокон и тканей..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 133

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

где v' — скорость резального механизма,

м/мин; п — число концов

жгута,

за­

правляемых в один резальный механизм;

m — число

работающих

резальных

механизмов; Т — толщина жгута, текс;

Ыы

— метрический номер

жгута; ѵ —

скорость конвейера,

м/мин;

g — масса 1 м подкладочного материала, г; тх

масса 1 м холста, г;

Кп— коэффициент

полезного времени работы установки.

Вязально-прошивные

нетканые

материалы

изготовляются

на

машинах марки «Малимо». Материалы представляют собой сво­ бодно наложенные друг на друга стеклянные жгуты в 10 или 20 сложений (основа и уток), прошитые кручеными стеклянными, капроновыми или хлопчатобумажными нитями. Наложенные друг

на друга системы нитей проши­

 

вают

тамбурным

 

стежком,

 

который

получается

вследствие

 

взаимодействия

системы

петле-

 

образующих

игл.

Это высоко­

 

производительный

способ

полу­

 

чения материала (до

300

м/ч).

 

Так как жгуты и нити не пере­

 

плетаются и не имеют изгибоз,

 

стеклопластики

характеризуются

 

высокой

прочностью.

 

 

 

 

Разработаны

и

осваиваются

 

промышленностью

 

несколько

 

структур

 

вязально-прошивных

Рис. 19.12. Схема уточного трикота­

материалов,

 

предназначенных

жа из стеклянных жгутов:

для

производства

стеклопласти­

/ — жгут; 2 — уточная нить.

ков

методом

прессования,

намот­

 

ки и контактного формования. Эти стеклопластики найдут приме­ нение в электротехнической и судостроительной промышленности.

Уточный трикотаж представляет собой полотно, в которое кро­

ме нитей, образующих петли грунта, постоянно или периодически ввязываются дополнительные нити, не образующие петель. Арми­ рующий материал, полученный способом уточного трикотажа, представляет собой две системы нитей (стеклянных жгутов), нало­ женные друг на друга под углом 90° и скрепленные между собой трикотажем «кулирная гладь» из капроновой или стеклянной кру­ ченой нити без прошивки (рис. 19.12). Для производства уточного трикотажа используется модернизированная круглочулочная ма­ шина класса 14, на которой изготавливается уточный трикотаж в виде рукава диаметром 95 мм.

Разработано оборудование для изготовления трикотажа диа­ метром ПО мм. Так как армирующий материал имеет цилиндриче­ скую форму, он может служить арматурой для выработки стекло- пластиковых труб, шпангоутов и других изделий.

295


Г Л А В А 20

МЕТОДЫ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ТЕКСТИЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СТЕКЛЯННОГО ВОЛОКНА

В данной главе кратко описаны основные методы контроля ка­ чества стекловолокнистых текстильных изделий.

Оценка изделий в партии производится по пробам, порядок от­ бора и размеры которых устанавливаются стандартами. Способ отбора образцов изделий для контроля (проб) должен соответст­ вовать основному требованию: образец (проба) должен быть пока­ зательным для всей партии изделий.

В стандартах на продукцию или в стандартах на методы испы­ таний указывается количество образцов, отбираемых из партии для испытаний в условиях существующего технологического процесса. В случае изменения технологического режима выработки, при на­ ладке оборудования, освоении нового вида сырья и других изме­ нениях следует определять неравномерность измеряемых показате­ лей и точность выполняемых определений.

Неравномерность удобно оценивать коэффициентом вариации, а точность определений — среднеквадратичным отклонением (с.к.о.)

относительно среднего арифметического

о.

 

 

 

Для определения коэффициента вариации необходимо предва­

рительно вычислить значение с. к. о. относительно

среднего ариф­

метического по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(20.1)

где

Z * 2 — сумма

квадратов отклонений от среднего арифметического;

п — чис­

ло

испытаний.

 

 

 

 

 

 

Если п^25,

то в уравнение (20.1)

вместо п1

ставят

п.

 

Коэффициент вариации С (в %) вычисляют по формуле

 

где M — среднее

арифметическое.

 

 

 

 

 

Абсолютную

ошибку определения

среднего

арифметического

Д вычисляют по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(20.3)

 

Здесь а — коэффициент нормального

закона

распределения,

связанный с вероятностью р того, что абсолютная величина откло­ нения вычисленного (М) значгния M от фактического значения этой величины будет меньше, чем ааЦп. Значения а в зависимости от

рсводятся в специальные таблицы*.

*В е н ц е л ь Е. С. Теория вероятностей. М., «Наука», 1969, 572 с.

296


Например, при р = 0,68 а = 1; это означает, что примерно в 680 случаях из 1000

М — - ? = . < Л Г <

М+-~=.

(20.4)

у п

у

я

При р = 0,955 а = 2; это означает,

что примерно

в 955 случаях из

1000

 

 

 

 

 

 

 

(20.5)

M - 7 = - <

M < M +

у

-==•

у п

 

 

п

 

Относительную ошибку среднего арифметического Яд (в %) определяют по формуле

Для текстильных материалов

принято

считать,

что материал,

для

которого Р

не превышает 5%, является равномерным; если

Рд

больше 5%,

но не превышает

10%,

материал

считается не­

равномерным. При значении Р д > 1 0 % материал считается браком. На физико-механические свойства стекловолокнистых материа­ лов существенно влияют атмосферная влажность и температура. При взаимодействии материалов с влагой окружающего воз­ духа наблюдаются явления десорбции (высыхания) или сорбции (увлажнения). Для стеклянного волокна имеет значение адсорб­ ция, т. е. поглощение водяных паров поверхностью стеклянного

волокна.

Адсорбция на стеклянных волокнах протекает очень быстро; продолжительность установления сорбционного равновесия состав­ ляет несколько секунд, а для материалов с узкими труднодоступ­ ными порами — несколько больше.

Присутствие влаги ускоряет образование микротрещин на по­ верхности волокна при деформации стекловолокнистых материа­ лов, приводя тем самым к адсорбционному понижению прочности.

Активность процесса поглощения водяных паров стеклянным волокном при прочих равных условиях (температура, давление) за­ висит от абсолютного содержания влаги в атмосфере. При кратко­ временном воздействии внешних механических сил влияние атмо­ сферных условий практически не сказывается. При длительном воз­ действии разрушающих нагрузок на стеклянное волокно влияние влаги и температуры окружающего воздуха весьма значительно. Поэтому для стекловолокнистых текстильных материалов, которые перед испытанием подсушиваются и испытываются в условиях кратковременного воздействия разрушающих нагрузок, нецелесо­ образно кондиционировать воздух. Материалы, которые перед ис­ пытаниями не подсушиваются или подвергаются длительному воз­ действию разрушающих нагрузок, должны находиться и испыты-

ваться

в помещениях с кондиционированным воздухом (относи­

тельная

влажность 65 ± 2% и температура 2 0 ± 2 ° С ) .

20—1277

297


Определение

диаметра

стеклянного волокна

Диаметр стеклянного

волокна

является важной характеристи­

кой стекловолокнистых материалов, связанной с гибкостью стекловолокнистых материалов и их стойкостью к циклическим нагружениям.

Известно много методов определения диаметра волокна, но ни один из них не свободен от недостатков.

Метод среза. Для определения диаметра стеклянного волокна этим методом используется микроскоп с увеличением 500—600, снабженный окуляр-микрометром, и столик микроскопа, оборудо­ ванный металлической пластинкой толщиной 0,9 мм с круглым от­ верстием диаметром 1,2 мм.

Стеклянную нить смешивают с темными, непрозрачными нитя­ ми вискозного волокна, заправляют в отверстие пластины и сре­ зают острым лезвием с обеих сторон заподлицо с поверхностями

пластины. Под

микроскопом срезы стеклянных волокон имеют

вид блестящих

дисков, размер которых определяют, отрегулиро­

вав освещение так, чтобы уменьшить до минимума рассеяние света вокруг каждого диска.

Точность метода невелика и составляет ~ 1 мкм. Гравиметрический метод. Отрезок волокна определенной длины

взвешивают. Зная плотность стекла, определяют искомый диаметр волокна.

Точность этого метода зависит от точности, с которой опреде­

лена длина / отрезка, плотность стекла р и масса волокна

т:

 

 

 

 

 

 

 

(20.6)

Массу

отрезка

волокна

можно определить

с точностью

-~10~3

(при массе 0,1 г),

плотность стекла — с точностью

~ 10~2,

дли­

н у / — с точностью 2—3%.

 

 

 

 

 

Ошибка при измерении

диаметра волокна

таким

методом

со­

ставляет

1—2%.

 

 

 

 

 

 

Достаточная точность метода достигается при большой длине отрезка волокна. Для промышленного контроля продукции метод не используется.

Интерференционный метод. Для измерений этим методом не­ обходимо иметь две оптические пластины и источник монохрома­ тического света.

Исследуемое волокно зажимают между оптическими пластина­ ми, которые помещают под пучок монохроматического света изве­ стной длины волны. Вокруг волокна появляются интерференцион­ ные бахромки. Подсчитывают число бахромок, находящихся между линиями соприкосновения пластинок с волокном. Умножив число бахромок на половину длины волны света, получают диаметр стек­ лянного волокна.

298


Точность этого метода очень высокая — 0,025 мкм. Метод мо­ жет быть упрощен, «о при этом точность его значительно сни­ жается и не превышает 0,1 мкм.

Для серийного контроля диаметра стеклянного волокна интер­ ференционный метод неудобен.

Микроскопический метод. Отобранный для испытаний неболь­ шой отрезок нити помещают на темное стекло и разъединяют иглой на отдельные волокна. Диаметр волокна измеряют при увеличении

600 и освещении искусственным светом

(осветитель

ОИ-19 и др.).

В осветитель или в оправу конденсора необходимо

помещать ма­

товые или серо-голубые светофильтры.

Изображение волокна

должно быть резким, с тонкими темными линиями по краям. Для измерения используют обычно окуляр-микрометры с ценой деле­ ния 0,2—0,3 мкм.

Линейку окуляр-микрометра устанавливают перпендикулярно волокну и определяют, скольким делениям линейки соответствует диаметр волокна. Зная цену деления линейки, подсчитывают диа­ метр волокна в микрометрах с точностью 0,1 мкм.

Диаметр стеклянного волокна, определенный этим методом, несколько выше, чем диаметр, измеренный с помощью электронно­ го микроскопа. Микроскопический метод наиболее широко исполь­ зуется для определения диаметра стеклянных волокон.

Определение толщины нити, пряжи, жгута

Толщину образцов определяют в системе текс. Толщина образ­ ца в тексах равна

 

Т = -J-

г/км = 1000 - ^ - г/м

(20.7)

где m — масса

образца, г; L — д л и н а образца, км; м;

 

Раньше

толщину образца

определяли в

метрической системе

и обозначили N

 

 

Между этими системами существует связь,

которая выражается

формулой

 

 

 

 

 

TN = 1000

(20.8)

Для определения толщины нити, пряжи, жгута образцы за­ данной длины отбирают с помощью пробного мотовила, периметр которого имеет строго определенную длину, или метровой метал­ лической линейкой (если толщина больше 300 текс).

Отрезки взвешивают на технических весах или на весовом квад­ ранте с точностью не менее 0,05 г. По полученным данным рассчи­ тывают толщину образца.

20*

299