Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 41. 9 november 1954 - Syntetfibrers struktur och egenskaper, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
976
TEKNISK TIDSKRIFT
Fig. 6. Spännings—töjningsdiagram för fiber av Terylene
med molvikt ca 13 000°.
ut ur gelet och att kristallernas orientering i
fiberns längdriktning blir betydligt större än
som motsvarar deformationen. Vid den
krympning, som sker när fibern torkas, ändras
kristall-orienteringen inte alls. Kristallerna förhåller sig
alltså inte som om de låg fria från varandra i
en amorf grundmassa.
Detta påminner något om förhållandena i
sträckt gummi i vilket t.o.m. de allra först
bildade kristallerna är nästan exakt orienterade så
att molekylaxlarna är parallella med fiberaxeln.
Vid fortsatt sträckning ändras inte kristallernas
lägen utan bara deras antal. Detta innebär att
bara molekyler, som genom sträckningen blivit
nästan perfekt orienterade, kan bilda kristaller.
Förhållandena är naturligtvis annorlunda i ett
cellulosagel. Detta innehåller nämligen redan
kristaller, som till synes bara orienteras vid
sträckningen. Man får emellertid inte förutsätta
att kristaller är permanenta strukturer; de kan
vid fiberns sträckning spjälkas upp i små
stycken som återförenas till orienterade kristaller.
Att härvid ingen ansats eller naturlig
sträckningsgrad iakttas kan bero på att fibern vid
sträckningen är svälld. Den i den ingående
vätskan ökar nämligen fibermolekylernas
rörelsefrihet på ungefär samma sätt som en höjning
av temperaturen skulle göra.
Fiberstruktur och fiberegenskaper
Av en textilfiber fordrar man först och främst
stor böjlighet och seghet samt tillräcklig
hållfasthet. Det synes ganska klart att dessa
egenskaper bör tillkomma ett material med den
två-fasstruktur som anses vara karakteristisk för
såväl naturliga som konstgjorda textilfibrer.
Sambandet mellan fiberns struktur och
mekaniska egenskaper kan givetvis bara antydas
kvalitativt. Man kan t.ex. lätt förstå att en fiber,
som delvis består av amorfa zoner av kemiskt
obundna molekyler, skall vara böjligare än en
som är helt kristallin. I de amorfa områdena
bör nämligen molekylerna mycket lätt kunna
förskjutas i förhållande till varandra.
Terylene har visat sig särskilt lämpligt som
modell vid studium av de förändringar
syntetfibrer undergår vid sträckning. Dess mekaniska
egenskaper bestäms i huvudsak av polymerens
molvikt och de betingelser under vilka fibern
spinns och sträcks. Genom att ändra dem kan
man variera graden av molekylorientering och
kristallinitet i fibern. Dennas brottgräns växer
med molvikten, men man kan också variera de
elastiska egenskaperna hos fiber av samma
poly-mer inom ganska vida gränser genom att ändra
sträckningsgraden (fig. 6). Detta är möjligt
antagligen därför att fibern är amorf före
sträckningen.
Spänningstöjningskurvorna i fig. 6 har två
in-flexionspunkter av vilka den ena ligger vid ca
1,3 % töjning och den andra förflyttas från ca
6 % töjning för fiber med högsta brottgräns till
koincidens med den första för fiber med lägsta
brottgräns. Kurvorna består därför i allmänhet
av tre delar. Det synes rimligt att töj ningen inom
den första delen, där fibern har stor
elasticitetsmodul, sker genom sträckning och böjning av
bindningar mellan atomer i enskilda molekyler
utan nämnvärd distorsion av kristallerna. En
sådan uppstår emellertid av allt att döma inom
den andra delen av kurvan. Inom den tredje
delen bryts fiberstrukturen ned och förändras
på i princip samma sätt som vid fiberns
sträckning.
Töjningen är i första delen av kurvan nästan
fullständigt elastisk, och fibern återtar
ursprunglig längd praktiskt taget ögonblickligt när
spänningen upphör. Inom den andra delen av
kurvan är töjningen till största delen fördröjt
elastisk. Inom tredje delen består den däremot
nästan uteslutande av permanent töjning. Fibern
med lägsta brottgräns, för vilken spännings—
töjningskurvans mellanled saknas, har visat sig
vara mycket litet kristallin. Dess töjning är till
relativt liten del fördröjt elastisk därför att
distorsion av kristaller inte kan ske i större
utsträckning. SHl
Litteratur
1. Carothers, W H: High polymers. New York 1940.
2. Kinell, P-0: Syntetiska fibrer — deras betydelse och
utveckling under kriget. Textil & Konfektion 3 (1946) s. 129.
3. Hill, R & Walker, E E: Polymer constitution and fiber
pro-perties. J. Polymer Sci. 3 (1948) s. 609.
4. Bunn, C W: Crystal structure of polyvinyl alcohol. Nature
161 (1948) s. 929.
5. Hermans, P H: The physics and chemistry of cellulose fibers.
Amsterdam 1949.
6. Meyer, K H: Natural and synthetic high polymers. New York
1950.
7. Krimm, S & Tobolsky, A V: Quantitative X-ray studies of order
in amorphous and crystalline polymers. Qantitative X-ray
determina-tion of crystallinity in polyethylene. J. Polymer Sci. 7 (1951) s. 57.
8. Hill, R: Fibres from synthetic polymers. Amsterdam 1953.
9. Cooper, W: The molekular architecture of high polymers.
Discovery 15 (1954) s. 163.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
