Bài giảng Vật liệu dệt - Phần 4: Đặc trưng cấu trúc. Tính chất xơ dệt

 • Mỗi mẫu được đo bốn lần,kết quả là trung bình của 12 lần đọc 
 • Luồng không khí được đo bằng đơn vị tùy ý,nhưng sau đó được chuyển đổi 
 sang micromet sử dụng bảng có sẵn 
 • Máy được hiệu chỉnh với bộ tài liệu tham khảo với xơ len đã được đo bằng 
 phương pháp kính hiển vi. 95 
Đo độ mảnh xơ bông bằng dòng khí 
• Phương pháp sử dụng để đo độ mịn bông xơ của luồng không khí 
 tương tự như sử dụng cho len. Tuy nhiên, các phép đo phức tạp bởi kết 
 quả bị ảnh hưởng bởi sự trưởng thành và độ mảnh xơ bông 
• Kết quả kiểm tra thường được thể hiện bằng đơn vị Micronaire 
• Thí nghiệm thực hiện trên nguyên liệu bông đã được 
 xé trộn sử dụng một máy trộn phân tích Shirley 
• Khối lượng của mẫu phải được xác định chính xác cho thiết bị đặc biệt 
 được sử dụng. 
• Sử dụng ít nhất là hai mẫu,mỗi mẫu được kiểm tra ít nhất hai lần. 
• Các phép đo được đưa ra trong đơn vị Micronaire, có thể được chuyển 
 đổi sang độ mảnh (millitex) hoặc tỷ lệ trưởng thành xơ (maturity ratio) 
 96 
c. Đo độ mảnh xơ bằng chùm sáng nhiễu xạ 
 97 
Đo độ mảnh xơ bằng chùm sáng nhiễu xạ 
• Hệ thống phân tích đường kính xơ (FDA) là một phương pháp 
 không kính hiển vi đo đường kính xơ, hoạt động bằng cách tán xạ 
 ánh sáng. 
• Trong thiết bị, các xơ đặt sao cho giao cắt một chùm ánh sáng tròn 
 trong một mặt phẳng vuông góc với hướng của chùm tia. 
• Do xơ đi qua chùm sáng,cường độ của ánh sáng tán xạ đạt tối đa, tỷ 
 lệ thuận chặt chẽ với diện tích biểu kiến ​​của xơ. 
• Chỉ các xơ vượt hoàn toàn qua chùm sáng được ghi nhận, do đó các 
 xung ánh sáng tán xạ tỷ lệ thuận với đường kính xơ. Đường kính 
 chùm tia không lớn hơn 200 μm để giảm ảnh hưởng của độ cong của 
 các xơ do độ quăn nội tại gây nên 
 98 
 Đo độ mảnh xơ bằng chùm sáng nhiễu xạ 
• Để đưa các xơ tới chùm tia một cách chính xác, xơ được cắt thành đoạn 
 ngắn 1.8mm và lơ lửng trong isopropanol như dạng bùn. Chất lỏng tuần 
 hoàn qua rãnh vuông sâu 2mm sâu với tốc độ và nồng độ dòng chảy 
 phù hợp sao cho chúng giao với một chùm tia một lần 
• Một phần của đoạn xơ không hoàn toàn cắt chùm tia và bị loại ra bằng 
 cách sử dụng một máy dò được chia thành hai nửa, mỗi nửa hoạt động 
 trên một nửa của chùm tia. 
• Nếu một xơ không hoàn toàn đi qua trên chùm tia, tín hiệu từ hai nửa 
 đầu dò không cân bằng, kết quả bị loại 
• Hệ thống này có khả năng đo 50 xơ mỗi giây và có thể cho kết quả 
 đường xơ trung bình và phân bố đường kính 
 99 
d. Đo độ mảnh xơ bằng phương pháp rung 
 100 
Đo độ mảnh xơ bằng phương pháp rung 
 Nguyên lý: Tần số cơ bản tự nhiên (f) của rung động của một xơ kéo căng có 
 liên quan đến cả độ nhỏ và của nó và sức căng sử dụng để giữ chặt xơ 
 Trong đó 
 M = khối lượng trên một đơn vị chiều dài 
 l = chiều dài 
 T = sức căng 
 Vibroscopes đươc tạo ra để đo độ nhỏ xơ bằng cách sử dụng mối quan hệ này 
 101 
Đo độ mảnh xơ bằng phương pháp rung 
 • Một đầu của xơ chịu tải trọng được kẹp và cạnh dưới của xơ đi qua một lưỡi 
 dao, tạo ra chiều dài cố định của xơ dưới sức căng nhất định (trong khoảng 
 từ 0,3 đến 0,5 cN / tex), thường được áp dụng bằng cách treo một kẹp tải 
 trọng ở đầu của xơ. 
 • Các xơ bị rung động bằng cách rung đầu kẹp hoặc sử dụng bộ chuyển đổi 
 âm thanh, biên độ của rung động đo trên một loạt các tần số. 
 • Tần số cộng hưởng là tần số tăng cho đến biên độ dao động tối đa, là tần số 
 có thể được dùng tính độ nhỏ 
 Một phương pháp thay thế cho những xơ với một đỉnh cộng hưởng hẹp là 
 kích thích xơ gần với đỉnh này và sau đó ngừng kích thích, để lại các xơ tự 
 rung động riêng. Tần số rung động tự do của các xơ tương ứng với tần số 
 cộng hưởng của nó. 
 102 
 Các thông số đặc trưng độ mảnh sợi 
Tex - trọng lượng tính bằng gam của 1000 mét sợi 
Nm- số mét sợi của 1g sợi, Nm=1.693 Ne 
Decitex - trọng lượng tính bằng gam của 10.000 mét sợi 
Denier - trọng lượng tính bằng gam của 9000 mét sợi 
1 tex = 10 decitex. 
 Quy đổi giữa các thông số ? 
 103 
4.12. CÁC ĐẶC TÍNH ĐỘ BỀN VÀ ĐỘ GIÃN VẬT LIỆU 
 Đối với đặc tính độ bền,cần xác định rõ: khối lượng, trọng lượng và lực 
 • Khối lượng của vật thể: là thuật ngữ dùng để chỉ lượng vật chất chứa 
 trong đó, là một thuộc tính cố định của một đối tượng và không phụ 
 thuộc vào nơi tính ,đơn vị SI khối lượng là kilôgam (kg). 
 • Lực chỉ có thể được xác định theo những gì nó tác động. Lực thay đổi 
 trạng thái của vật thể từ trạng thái nghỉ sang chuyển động; lực gây ra cơ 
 chế để tăng tốc. Đơn vị SI của lực là Newton (N), định nghĩa theo gia 
 tốc khi lực tác động trên khối lượng tính theo kg. 
 • Một newton được định nghĩa là lực khi tác động cho khối lượng của một 
 kg cung cấp cho nó gia tốc một mét mỗi giây trong một giây. 
 • Trong một thử nghiệm độ bền kết quả sẽ được đo bằng đơn vị của lực chứ 
 không phải là đơn vị của khối lượng 
 104 
4.12.1. Độ bền kéo đứt, độ bền kéo- Breaking strength; tensile strength 
 • Là lực kéo tối đa ghi nhận khi kéo một mẫu tới điểm đứt, thường được 
 coi là độ bền 
 • Lực mà tại đó mẫu bị phá vỡ tỉ lệ thuận với diện tích mặt cắt ngang của 
 nó, do đó khi so sánh độ bền của các xơ,sợi và vải khác nhau, phải tính 
 đến sai số này 
 • Lực kéo ghi lại tại thời điểm đứt là đôi khi gọi là độ bền kéo đứt. Giá trị 
 này có thể khác nhau từ độ bền kéo được xác định ở trên do độ giãn của 
 mẫu có thể tiếp tục sau khi các lực kéo tối đa đã đạt, do đó độ bền kéo 
 đứt thấp hơn độ bền kéo 
 105 
Đường cong lực và độ giãn 
 106 
Ứng suất-Stress 
 Ứng suất là một cách thể hiện lực trên vật liệu, sao cho thể hiện 
 ảnh hưởng của diện tích mặt cắt ngang của mẫu vật tới lực cần thiết để 
 phá vỡ nó: 
 Ứng suất thường chỉ được sử dụng trong một số giới hạn các ứng dụng 
 liên quan đến xơ do tính diện tích mặt cắt ngang không đơn giản trong 
 nhiều trường hợp 
 107 
Ứng suất riêng 
 • Ứng suất riêng là một phép đo hữu ích hơn đo ứng suất thông thường do 
 tiết diện của sợi không được biết trước 
 • Sử dụng độ mảnh của sợi thay cho tiết diện, cho phép so sánh ứng suất 
 của các sợi có độ nhỏ khác nhau. 
 • Ứng suất riêng được định nghĩa là tỉ số của lực chia cho độ mảnh 
 • Các đơn vị thường dùng là N/tex hoặc mN/tex, trong công nghiệp 
 hay dùng đơn vị là: gf/denier (gl/denier) và cN / dtex. 
 108 
Tenacity - Độ bền 
Độ bền được định nghĩa là ứng suất riêng tương ứng với lực tối đa 
trên một đường cong lực / độ giãn. Độ mảnh denier danh nghĩa hoặc tex của sợi 
hoặc xơ là con số được sử dụng trong việc tính toán 
Breaking length - Chiều dài đứt 
Chiều dài đứt là một phép đo cũ của độ bền được định nghĩa là 
chiều dài lý thuyết của một mẫu sợi có trọng lượng, tác dụng một lực 
đủ để phá vỡ mẫu. Chiều dài đứt thường được đo bằng km. 
Elongation - Độ giãn dài 
Độ giãn dài là sự gia tăng chiều dài của mẫu thử từ chiều dài ban đầu Khoảng 
cách mà vật liệu sẽ giãn dưới một lực nhất định tỷ lệ thuận với chiều dài ban 
đầu của nó, do đó độ giãn dài là thường được biểu hiện như thông số biến dạng 
hoặc tỷ lệ phần trăm kéo giãn. Kéo giãn tại lực tác động lớn nhất là thông số 
thường được dùng 109 
Strain - Sức căng 
Độ giãn để một mẫu chịu được tỷ lệ thuận với chiều dài ban đầu.Sức căng 
diễn tả độ giãn dài như một phân số của độ giãn với chiều dài ban đầu (1) 
Extension percentage - Phần trăm kéo giãn 
Phép đo này là sức căng thể hiện dưới dạng tỷ lệ phần trăm. Độ giãn đứt là 
phần trăm kéo giãn tại điểm đứt (2) 
Gauge length chiều dài đo 
Chiều dài đo là chiều dài ban đầu của mẫu mà từ đó mà sức căng hoặc thay 
đổi chiều về dài được xác định 
 (1) (2) 
 110 
Đồ thị quan hệ giữa lực-độ giãn dài 
 • Khi một lực tăng dần tác dụng đều tới vật liệu dệt sao cho lực làm 
 kéo giãn và cuối cùng phá vỡ vật liệu, đồ thị biểu thị lực tác dụng đối 
 với lượng kéo dài được gọi là đường cong lực-độ giãn dài (force 
 elongation curve) hoặc đường cong ứng suất--biến dạng (stress-strain 
 curve). 
 • Dạng đường cong này đem lại nhiều thông tin về vật liệu hơn so với 
 thông số độ bền kéo của vật liệu đơn thuần. 
 • Sử dụng toàn bộ đường cong lực-độ giãn dài cho phép so sánh vật liệu 
 dệt tốt hơn. 
 Vì sao ? 
 111 
 Đồ thị quan hệ giữa lực-độ giãn dài 
Đặc trưng chủ yếu của đường cong lực- độ giãn dài điển hình 
 (vẽ đối với xơ len) 
 112 
Độ phục hồi đàn hồi 
• Khi vật liệu dệt bị kéo căng bởi lực dưới mức của độ bền đứt sau đó được 
 phục hồi, vật liệu không ngay lập tức quay trở lại chiều dài ban đầu . 
• Độ phục hồi về chiều dài ban đầu của vật liệu phụ thuộc vào lực tác dụng, 
 thời gian tác dụng lực và thời gian cho phép phục hồi. 
• Farrow sử dụng phương trình sau đây làm phép đo cho biết vật liệu phục hồi 
 lại chiều dài ban đầu bao nhiêu sau khi chịu biến dạng: 
 113 
Đường cong lực- độ giãn dài và độ giãn- độ phục hồi 
 Đường chấm hiển thị suy giảm của phục hồi đàn hồi của sợi acrylic sợi 
 khi tăng độ giãn. 
 Đường liền nét hiển thị toàn bộ đường cong lực-độ giãn của sợi 
 114 
 Các phương pháp đo độ bền vật liệu 
 Đo độ bền xơ 
• Thí nghiệm độ bền xơ đơn thực hiện trên máy thí nghiệm độ bền kéo đa năng 
 nếu có tế bào tải trọng với độ nhạy phù hợp và kẹp có trọng lượng đủ nhẹ 
 và nhạy để giữ xơ có đường kính thấp cỡ 10-20 μm. 
• Khi thí nghiệm xơ có độ bền cao, phải lưu ý có kẹp chặt xơ đủ chặt để chúng 
 không bị trượt và nhưng không gây tổn thương xơ. 
• Nếu không thể kẹp chặt xơ trực tiếp trên hàm kẹp máy thí nghiệm, xơ 
 thường được gắn vào khung bìa riêng và được kẹp chặt bởi hàm kẹp. Bìa 
 (cardboard) 
 có một đầu chiều dài đo kích thước mở theo yêu cầu 
• Khi nạp xơ vào máy đo độ bền kéo, các cạnh của khung được cắt đi để lại xơ 
 giữa hàm kẹp.Cement chịu trách nhiệm kẹp xơ, các xơ phải được để trong 
 khung đủ thời gian cho xi măng định hình 115 
Đo độ bền xơ đơn 
 • Ngoài các máy kiểm tra độ tiêu chuẩn có một số các công cụ có sẵn chỉ để 
 thử nghiệm độ bền như máy thử nghiệm độ bền xơ đơn WIRA, Vibrodyn 
 Lenzing và Textechno Fafegraph HR. 
 • Ưu điểm của các máy này là việc tải dễ dàng hơn trong xơ do sự sắp xếp 
 kẹp đặc biệt trên sử dụng. 
 116 
Độ bền chùm xơ 
• Máy đo Pressley là một công cụ để đo độ bền chùm xơ bông 
• Trước khi thí nghiệm, chùm xơ được chải song song nhờ c lược tay để tạo bó 
 chùm xơ phẳng bề rộng khoảng 6mm 
• Lấy kẹp đặc biệt mặt bọc da ra khỏi máy, đặt xơ trong mỏ cặp sao cho các xơ nằm 
 liền kề với nhau,tạo điểm chiều dài mẫu zero. 
• Chùm xơ được đặt giữa hai hàm và kẹp ở vị trí hàm trên. Khi bỏ kẹp, 
 đầu xơ nhô ra từ cạnh của kẹp bị cắt, để lại khoảng chiều dài đã biết của xơ trong 
 hàm kẹp 
• Kết thúc thí nghiệm, cân hai nửa chùm xơ, tổng chiều dài của chùm xơ xác định 
 theo chỉ số Pressley Index,tính như sau: 
 Kết quả có thể được biểu diễn bằng gram một tex (nhân với 5.36) hoặc bằng mN 
 trên một tex (nhân 52.58) 
 Vì chiều dài đo trên thử nghiệm này là 0 nên không thể đo độ giãn dài xơ117 
Stelometer 
 • Stelometer là một công cụ thí nghiệm chùm xơ đó là có khả năng đo độ giãn 
 dài cũng như độ bền. 
 • Thiết bị sử dụng cùng một loại hàm như công cụ Pressley nhưng có khoảng 
 cách 3.2mm (1/8 inch) để phân biệt với khoảng cách zero của thiết bị Pressley. 
 • Tải của mẫu được thực hiện bởi một hệ thống con lắc sao cho con lắc xoay 
 quanh tâm của lực hấp dẫn nhằm loại bỏ bất kỳ tác dụng quán tính nảo trên 
 tải của mẫu ( là vấn đề với các hệ thống sử dụng con lắc) 
 • Sau khi kéo đứt, cân các chùm để tính độ bền theo công thức: 
 Độ bền chùm xơ bông có thể đo bằng HVI, xơ có khối lượng được đo tại một số 
 điểm dọc theochiều dài xơ để tạo thành một fibrogram. Dựa trên các kết quả từ 
 fibrogram, một điểm được chọn ở một khoảng cách nhất định từ các kẹp để thực 
 hiện thí nghiệm độ bền với khoản cách nhất định (3.2mm) 118 
Stelometer 
 119 
Độ bền sợi 
 Thường thực hiện hai kiểu thí nghiệm độ bền sợi: 
 1. Thử nghiệm trên sợi đơn, thường là từ rìa búp sợi. 
 2. Thử nghiệm trên nùi hoặc cuộn sợi chứa tới 120 mét sợi 
 • Do cần số lượng kết quả thí nghiệm sợi lớn, nên sử dụng máy thí nghiệm độ 
 bền sợi tự động, có khả năng đo độ bền trên một số lượng lớn các búp sợi 
 khác nhau mà không tốn nhiều thời gian thao tác 
 • Điển hình máy thí nghiệm độ bền sợi tự động là Uster Tensorapid 
 • Ngoài ra, Uster đã biên soạn một cuốn sách số liệu thống kê (Uster Statistic) 
 trong đó độ bền của các loại sợi khác nhau, kéo sợi theo cách khác nhau và 
 độ mảnh khác nhau được thống kê, nhằm so sánh xem độ bền đo được rơi 
 vào khoảng giá trị nào 
 120 
Độ bền vải -Strip strength 
 • Tiêu chuẩn Anh cho độ bền kéo vải xác định như sau: 
 • Kéo một dải vải tới điểm đứt bằng một phương tiện cơ học phù hợp có thể ghi 
 lại tải trọng đứt và độ giãn đứt. 
 • Cắt mẫu theo kích thước quy định, sau đó tước vải tới chiều rộng bằng nhau ở 
 cả hai bên để cho bề rộng mẫu chính, đảm tất cả các sợi chạy dọc toàn bộ 
 chiều dài của mẫu góp phần vào độ bền mẫu 
 Tỷ lệ giãn đứt được đặt ở tốc độ nhất định, đồng thời cài đặt khoảng cách 
 giữa các hàm (chiều dài đo) 
 • Mẫu được đặt đặt tải sức căng ban đầu đến khoảng đến 1% tải trọng đứt có 
 thể. Loại bỏ bất kỳ gãy đứt nào xảy ra trong phạm vi 5mm của hàm trên hoặc 
 có tải trọng lớn hơn đáng kể hơn so với mức trung bình 
 • Ghi lại kết quả lực kéo đứt trung bình và độ giãn đứt trung bình so với chiều 
 dài một ban đầu 121 
Thiết bị đo độ bền vải. 
 122 
Độ bền vải - Grab test 
 Theo tiêu chuẩn Mỹ, có ba cách để chuẩn bị mẫu vải để thử nghiệm độ bền kéo: 
 1) Cắt dải vải đến 1 inch (25mm) và 2inch (50mm) chiều rộng với phương pháp 
 chuẩn bị cũng giống như tiêu chuẩn nêu trên; 
 2) Cắt dải đến 1 inch (25mm) và 2 inch (50mm) chiều rộng cho thiết các loại vải 
 nặng hoặc mài bề mặt, rất khó tước vải 
 Phương pháp grab mà về cơ bản là khác nhau từ hai phương pháp trên. Máy 
 đo sử dụng mặt hàm hẹp hơn đáng kể so với vải, do đó không cần tước vải đến 
 chiều rộng xác định, thí nghiệm thực hiện đơn giản và nhanh hơn. Mẫu được 
 sử dụng là 4 inch (100mm) rộng, 6 inch (150mm) dài nhưng một mặt hàm chỉ 
 rộng có 1inch (25 mm) rộng (chỉ có trung tâm vải 25 mm được kéo) 
 3) Vẽ một đường thẳng trên mẫu vải 1,5 inch (37mm) từ mép để hỗ trợ kẹp kẹp 
 đồng bộ các sợi trên kẹp hai hàm. Chiều dài đo sử dụng là 3inch (75mm) và 
 tốc độ được điều chỉnh sao cho mẫu bị đứt ở 20 ± 3 giây. 
 123 
Độ bền vải - Grab test 
 Một lượng sợi hỗ trợ nhất định liền kề 
 với diện tích kéo căng trung tâm, đo đó 
 độ bền đo được thường cao hơn so với 
 thí nghiệm trên dải vải 25mm 
 124 
Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng sợi 
 1. Chi số sợi N, Sai lệch chi số: Δ N (%), hệ số biến sai chi số CVN(%) 
 2. Độ săn K( vx/m), Sai lệch độ săn ΔK(%), Độ không đều độ săn HK (%) 
 3. Độ bền đứt P ( glực, CN) 
 4. Độ bền tương đối Po ( CN/tex), Hệ số biến sai độ bền CVP (%) 
 5. Độ không đều Uster : CV% và U% 
 6. Điểm mỏng M-Thin ( điểm/1000m ) 
 7. Điểm dày D-Thick (điểm /1000m ) 
 8. Điểm kết tạp ( Neps) : điểm/1000m 
 9. Độ xù lông H 
 10. Số mối đứt khi đánh ống lại : smđ/ 500 000 m sợi 
 125