referat fibre si fire perform ante pentru tricotaje

Upload: taganu69

Post on 14-Jul-2015

463 views

Category:

Documents


6 download

TRANSCRIPT

UNIV. TEHNICA GH. ASACHI, IASI FACULTATEA DE TEXTILE-PIELARIE SI MANAGEMENT INDUSTRIAL

TEMA DE SPECIALITATE LA DISCIPLINA FIBRE SI FIRE PERFORMANTE PENTRU TRICOTAJE

INDRUMATOR Prof. Dr. Ing. Vasile Blascu

STUDENTA Antoche Catalina

2011 - 2012

Fire pentru tricotajeIn tricot, firul textil este deformat in spatiu, iar in timpul proiectarii este supus la solicitari de tractiune, de incovoiere si fiecare, de aceea caracteristici ca: rezistenta la tractiune, flexibilitate, elasticitate si uniformitate sunt de prima impornata. Dezvoltarea bazei de materii prime, realizata in spacial prin utilizarea pe o scara tot mai mare a fibrelor si firelor chimice filate din fibre sau sub forma de filamente continue, a determinat si diversificarea tehnologiilor de tricotare. Astfel, noile tehnologii urmaresc prelucrarea pe masini de tricotat de diferite tipuri a miilor de fire chimice, fire mono si polifilamentare, fire texturate voluminoase sau supraelastice. O mare importanta se acorda si prelucrarii firelor in amestec, mai ales amestecurilor de fibre naturale cu fibre chimice, care realizeaza imbinarea convenabila a proprietatilor componentelor. Firele cu elasticitate mare sau volum marit se pot obtine pe diferite cai, fire cunoscute sub denumirea de fire texturate sau fire voluminoase. Firele texturate sunt fire chimice mono sau polifilamentare, care, in urma unui tratament mecanico-termic, capata proprietati elastice deosebite, insotite de cresterea voluminozitatii. Firele supraelastice nu trebuie confundate cu firele elastomere, care, de asemenea, se caracterizeaza printr-o alungire elastica foarte mare, dar care este conferita firului de structura sa chimica. Firele textile sunt caracterizate prin proprietati fizice, mecanice si termice. Proprietatile fizice si mecanice, denumite si proprietati fizico-mecanice, se refera la caracteristicile dimensionale ale firelor si la comportarea lor sub actiunea diferitelor tipuri de solicitatri. Pentru stabilirea corecta a conditiilor de lucru, deci a parametrilor tehnologici pentru fiecare faza a procesului tehnologic, este

necesara cunoasterea tuturor acestor proprietati care stau la baza aprecierii calitatii firelor.

Fibre anorganice (minerale) termorezistente pana la 1100C. Se obtin din sticla din care se elimina prin tratament chimic toate elementele in afara de siliciu. Sunt fibre sintetice anorganice cu un continut de siliciu mai mare de 99,6 %, obtinute de firma Akzo Nobel (SUA). Cu o densitate < 2,0 g/cm3 si o lungime de cativa centrimetri, aceste fibre sunt utilizate pentru tesaturi sau cordoane pentru izolatie termica. Au un coeficient mic de dilatare termica. Domenii de utilizare: articole pentru izolare termica i electrica, filtre, materiale compozite. Cateva marci: Refrasil (SUA), Quartz (Franta). Fibra de carbon este un material ce consta in fibre extrem de subtiri de diametru intre 0.005 - 0.010 mm si compuse in mare parte din atomi de carbon. Atomii de carbon sunt legati intre ei formand cristale microscopice, asezate mai mult sau mai putin paralel cu axa longitudinala a fibrei. Aliniamentul cristalelor face fibra foarte rezistenta raportat la marimea sa. Cateva mii de fibre de carbon sunt rasucite laolalta pentru a forma un fir, care poate fi folosit ca atare sau tesut intr-o tesatura. Fibra de carbon are multe modele de tesatura diferite si poate fi folosita impreuna cu o rasina plastica si asezat ori matritat pentru a forma materiale compozite, cum ar fi plasticul armat cu fibre de carbon (cunoscut ca "fibra de carbon") in scopul de a oferi un material cu un bun raport rezistenta/greutate. Densitatea fibrei de carbon este de asemenea semnificativ mai mica decat densitatea otelului, facand-o ideala pentru aplicatii in care este necesara o greutate redusa. Proprietatile fibrei de carbon, cum ar fi elasticitatea mare, greutatea redusa si coeficientul mic de dilatatie/contractie, o fac foarte des utilizata in aeronautica, inginerie militara/civila si sporturi cu motor, pe langa alte sporturi. Este totusi relativ costisitoare in comparatie cu materiale similare, de exemplu fibra de sticla ori plasticul. Fibra de carbon este foarte rezistenta la alungire si indoire, dar fragila cand este expusa comprimarii ori socurilor puternice (de exemplu, o bara din fibra de carbon este greu de indoit, dar se va rupe cu usurinta la lovirea cu un ciocan).SCURT ISTORIC In 1958, Roger Bacon a creat fibre de carbon de inalta performanta la Centrul Tehnic Union Carbide Parma din Ohio. Aceste fibre au fost obtinute prin incalzirea pana la carbonizare a suvitelor de celofibra. Procesul s-a dovedit ineficient, fibrele obtinute continand numai 20% carbon si avand reduse proprietati de rezistenta si rigiditate. La inceputul anilor '60, Dr. Akio Shindo de la Agentia de Stiinta si Tehnologie a Japoniei a dezvoltat un procedeu folosind ca material brut poliacrilonotril. Acesta a dat nastere unei fibre de carbon cu un continut de 55% carbon. Rezistenta deosebita a fibrei de carbon s-a obtinut in 1963 intr-un procedeu

dezvoltat la Royal Aircraft Establishment din Farnborough, Hampshire. Procedeul a fost omologat (autorizat, patentat) de Ministerul Apararii din Regatul Unit, apoi s-a acordat licenta catre trei companii britanice: Rolls Royce, care deja producea fibra de carbon, Morganite si Courtaulds. Acestea au construit uzine de productie fibra de carbon in cativa ani, iar Rolls Royce a profitat de proprietatile noului material pentru a patrunde pe piata americana cu motorul sau aeronautic RB-211. Chiar si la acele vremuri insa, opinia publica era sceptica in privinta capacitatii industriei britanice de a profita de pe urma acestei brese. In 1959 o comisie de ancheta aleasa din Camera Comunelor a intrebat profetic: "Cum va putea natiunea sa profite la maximum fara ca ea (fibra de carbon) sa devina o alta inventie britanica exploatata mai mult peste ocean?". In cele din urma, aceste ingrijorari s-au adeverit. Una cate una, licentele pentru fabricarea fibrei de carbon au fost retrase. Rolls Royce era interesat doar de motoristica aeronautica de exceptie. Propria sa productie avea sa-l faca lider in folosirea plasticului armat cu fibra de carbon. Productia proprie urma sa inceteze odata cu aparitia unor noi surse comerciale. Din pacate insa, Rolls Royce a impins progresul prea departe, prea repede, folosind fibra de carbon la palele compresorului motorului, ceea ce s-a dovedit vulnerabil la impactul cu pasarile. Ceea ce parea un mare triumf tehnologic al Marii Britanii in 1968 a devenit un dezastru si programul ambitios al Rolls Royce pentru motorul RB-211 a fost pus in pericol. Problema RR a luat atat de mare amploare incat compania a fost pana la urma nationalizata de guvernul conservator al lui Edward Heath in 1971, iar fabrica de fibra de carbon a fost vanduta, devenind Bristol Composites. Data fiind piata restransa pentru un produs foarte scump de calitate variabila, si Morganite a hotarat ca productia sa de fibra de carbon era periferica fata de activitatea sa de baza, Courtaulds ramanand singurul mare producator din UK. Compania a continuat sa fabrice fibra de carbon, dezvoltand doua ramuri principale: aeronautica si echipamente sportive. Au urmat imbunatatiri ale calitatii produselor si vitezei de productie. Continuarea colaborarii cu echipa de la Farnborough s-a dovedit de ajutor in sporirea calitatii, dar, ironic, marele avantaj al Courtaulds ca producator al precursorului "Courtelle" devenise acum o slabiciune. Costurile scazute si disponibilitatea erau potentiale avantaje, dar procesul anorganic pe baza de apa pentru productia Courtelle o facea vulnerabila la impuritati, care nu afectau procesul organic practicat de alti producatori de fibra de carbon. Chiar si asa, in anii '80 Courtaulds a continuat sa ramana un mare fabricant

de fibra de carbon pentru ramurile sport/diverse, Mitsubishi fiind principalul client. Insa o miscare de expansiune, inclusiv deschiderea unei fabrici in California, s-a dovedit a fi gresita. Investitia nu a generat castigurile scontate, ceea ce a dus la decizia de retragere din zona. Courtaulds a incetat productia de fibra de carbon in 1991. In mod ironic, singurul fabricant de fibra de carbon ce a supravietuit in UK a prosperat folosind reteta Courtaulds. In mod invectiv, RK Carbon Fibres Ltd s-a concentrat pe productia de fibra de carbon pentru aplicatii industriale, neavand nevoie sa ridice standardele de calitate la nivelul producatorilor de peste ocean. In anii '70, experimentele pentru gasirea materialelor brute alternative au condus la introducerea fibrelor de carbon facute din smoala de petrol obtinuta din procesarea petrolului. Aceste fibre contineau aproximativ 85% carbon si aveau o flexibilitate excelenta. Structura atomica a fibrei de carbon este similara cu cea a grafitului, constand in straturi de atomi de carbon dispuse in forma de hexagon regulat. Diferenta consta in modul in care aceste straturi se unesc. Grafitul este un material cristalin in care straturile sunt asezate in paralel in mod normal. Fortele intermoleculare dintre straturi sunt forte Van der Waals relativ slabe, conferindu-i grafitului proprietatile sale de a fi moale si fragil. Depinzand de precursorii folositi in fabricarea fibrei, fibra de carbon poate fi turbostratica (1) sau grafitica ori poate avea o structura hibrid cu ambele tipuri de asezare a straturilor. In fibra de carbon turbostratica, straturile de atomi de carbon sunt cutate haotic sau incretite laolalta. Fibrele de carbon derivate din poliacrilonitril sunt turbostratice, pe cand fibrele derivate din pacura sunt grafitice dupa tratament termic la temperaturi ce depasesc 2200 grade Celsius. Fibrele de carbon turbostratice tind sa aiba elasticitate superioara, in timp ce fibrele derivate din pacura, tratate termic, au "modulul lui Young" ridicat si o conductivitate termica sporita. APLICATII Fibra de carbon este cel mai des folosita pentru a intari materiale compozite, in special clasa de materiale cunoscuta ca "fibra de carbon" sau "polimeri ranforsati cu grafit". Si materialele non-polimer pot fi folosite ca tipar pentru fibra de carbon. Datorita formarii de carbid metalic si din motive de coroziune, carbonul nu a avut succes in combinatie cu tipare de metal. Carbonul ranforsat cu carbon (CRC) consta in grafit ranforsat cu fibre de carbon si de obicei e folosit structural in aplicatii de inalta temperatura. Fibra este de asemenea utila in filtrarea gazelor de mare temperatura, ca electrod cu suprafata mare si rezistenta ridicata la coroziune, dar si ca o componenta antistatica. Folosirea unui strat subtire de fibre de carbon imbunatateste semnificativ rezistenta la foc a polimerilor si a compusilor termostabili deoarece un strat dens, compact de fibre de carbon reflecta caldura.

SINTEZA Fiecare filament de carbon este realizat dintr-un polimer precursor. Polimerul precursor este in mod normal viscoza, poliacrilonitrilul sau pacura de petrol. Pentru primii doi, precursorul este mai intai rasucit in filamente, folosind procese chimice si mecanice pentru alinierea atomilor polimerului intr-un mod care sa imbunatateasca proprietatile fizice finale ale fibrei de carbon. Compozitia precursorilor si procesele mecanice folosite in timpul rasucirii pot fi diferite de la un fabricant la altul. Dupa tragere sau rasucire, fibrele de polimer sunt incalzite pentru a elimina atomii non-carbon (carbonizare), rezultand fibra de carbon. Fibrele de carbon pot fi tratate ulterior pentru a imbunatati calitatile acestora, apoi infasurate in bobine. Bobinele infasurate sunt apoi folosite pentru a alimenta masinile care produc filoane sau fir tors din fibre de carbon. O metoda obisnuita de fabricatie implica incalzirea filamentelor rasucite de poliacrilonitril la aproximativ 300 grade Celsius in aer, ceea ce distruge o parte din formatiunile de hidrogen si oxideaza materialul. Poliacrilonitrilul este apoi asezat intr-un cuptor avand o atmosfera inerta dintr-un gaz precum argonul, este incalzit la aproximativ 2000 grade Celsius, ceea ce induce o grafitizare a materialului, schimbandu-i structura moleculara. Prin incalzire in conditii optime, aceste lanturi se leaga unul de celalalt (polimeri-"scara"), formand straturi care ulterior se unesc si formeaza un singur filament in forma de coloana. Rezultatul este de obicei carbon 93-95%. Fibra de calitate mai slaba poate fi obtinuta folosind pacura ori viscoza ca precursor in locul poliacrilonitrilului. Carbonul poate fi imbunatatit ulterior prin tratamente termice. Carbonul incalzit la 1500-2000 grade Celsius (carbonizare) prezinta cea mai mare rezistenta elastica, in timp ce fibra de carbon incalzita la 2500-3000 grade Celsius prezinta un modul al elasticitatii mai ridicat. TEXTILE Precursorii pentru fibrele de carbon sunt poliacrilonitrilul, viscoza si pacura. Filoanele din fibre de carbon sunt folosite in cateva tehnici de procesare: utilizarile directe sunt pentru preimpregnare, tesaturi din filament, impletire etc. Filonul de fibra de carbon este clasificat dupa densitatea lineara (masa pe unitate de lungime, ex.: 1g/1000m = 1 tex) sau dupa numarul de filamente pe filon, in mii. De exemplu, 200 tex la 3000 filamente de fibra de carbon sunt de 3 ori mai rezistente decat 1000 filamente, dar si de 3 ori mai grele. Acest filon poate fi apoi folosit pentru a tese o tesatura din fibra de carbon. Aspectul acestei tesaturi depinde in general de densitatea lineara a filonului si de modelul de tesatura ales. Cele mai comune modele de tesatura sunt "diagonal", "satin" si "uni" (simpla).

Fibre de azbestCe este azbestul?Azbestul este un mineral fibros care apar n depozite naturale.

Utilizarea azbestuluiDeoarece fibrele de azbest sunt rezistente la caldura si cele mai multe substante chimice, acestea au fost exploatate pentru a fi utilizate in mai mult de 3.000 de produse, inclusiv materiale de acoperire, placute de frana, si tevi de ciment adesea utilizate in distribuirea de apa fata de comunitate. Sase minerale sunt definite de catre Agentia Statelor Unite pentru Protectia Mediului ca "azbest", inclusiv cele care apartin clasei de serpentine crizotil si cele care apartin clasei amfibolului amosit , crocidolit , tremolit , antofilit si actinolit . Exista o distinctie importanta care urmeaza sa fie facuta intre azbest serpentina si amfibol, datorita diferentelor in compozitia lor chimica si gradul lor de potenta ca un pericol pentru sanatate atunci cand este inhalat. Cu toate acestea azbest si toate formele comerciale de azbest (inclusiv azbest crisotil) sunt cunoscute a fi om cancerigeni bazeze pe dovezi suficiente de cancerigenitate n om.

Produse specificeSerpentine minerale au o foaie sau o structura stratificata. Crisotil este mineralul azbest numai n grupul serpentina. Crisotil este adesea prezent ntr-o mare varietate de produse si materiale, inclusiv:

gips-carton i combinate n comun; tencuiala; masca de gaze filtre pre 1960 ; noroi si textura straturi ; gresie de vinil, foi, adezivi ; gudroane acoperisuri, psle, siding, i zona zoster ; " asbestociment "panouri, siding, blaturi, i tevi ; plafoanele floricele , de asemenea, cunoscut sub numele de plafoane acustice ; ignifugare ; calafatui ; garnituri ; de ambalare, un sistem de etanare un arbore rotativ ; de fran tampoane si incaltaminte ; ambreiaj placi ; etapa perdele ; paturi de incendiu ; usi interioare de incendiu ; mbracaminte ignifuga pentru pompieri ; teava de izolare termica ; filtre pentru eliminarea particulelor fine de la produse chimice, lichide si vin ; garniturilor dentare turnate ; HVAC flexibil conduct conectori ; fluid de foraj aditivi .

Cinci tipuri de azbest se gasesc n grupul amfibolului: amosit, crocidolit, antofilit, tremolit, si actinolit. Amosit, al doilea tip, cel mai probabil sa fi gasit n cladiri, in conformitate cu Statele Unite azbest de constructii EPA Inspectorii Ghid, este "maro" azbest. Izolante de joasa densitate bord Abestociment foi si tevi pentru constructii, carcasa pentru apa si servicii electrice / telecomunicatii; Izolarea termica si chimice (de exemplu, usi rezistente la foc, spray hemocyanin, ramase n urma si garnituri).

Fibrele de azbest ( SEM microscop) Friabilitate a unui produs care contine azbest inseamna ca este atat de moale si slab n structura, care poate fi spart cu degetul simplu zdrobitoare de presiune. Materii friabile sunt de interes mai initial din cauza usurintei lor de daune. Fortele sau conditiile de utilizare care vin in contact intim cu cele mai multe non-friabile materiale care contin azbest sunt substantial mai mari decat presiunea degetului. Este important sa retinem ca din materialele care contin azbest nu au fost utilizate pe scara larga in resedinte astfel cum a fost in cladiri mai mari institutionale si comerciale. Majoritatea produselor fabricate de astazi nu contin azbest. Materiale de constructii ce contin azbest in resedinte include o varietate de produse cum ar fi sistemul de izolare termic (STI) n jurul valorii de linii de apa calda sau rece, nfasurati in jurul valorii de azbest de hartie conductele de incalzire, masa de ciment n jurul valorii de cuptoare / aparate cu lemne, materiale de ciment acoperisuri bord si asa mai departe. Alte surse de materiale care contin azbest includ deteriorarea, izolatie deteriorata, sau deranjat, ignifugare , materiale acustice, si gresie. Concentratii mai ridicate de fibre de azbest in aer sunt raportate in zonele urbane, unde exista mai ACM ( materiale care contin azbest ), precum si mecanisme de eliberare, concentratiile n intervalul 1-20 ng / m ^ 3 au fost raportate. Fibrele mai mult de 5m sunt rareori gasite in zonele rurale. Azbestul este numele unui grup de minerale extrem de fibroase cu fibre separabile, lungi si subtiri. Fibrele de azbest separate sunt destul de puternice si suficient de flexibile pentru a fi filate si tesute. Fibrele de azbest sunt rezistente la caldura, ceea ce le face utile in mai multe scopuri industriale. Din cauza termenului lor de valabilitate, fibrele de azbest, care ajunge n tesutul pulmonar va ramane pentru perioade lungi de timp.

Tipuri de azbest

Exista doua tipuri generale de azbest, amfibole i crisotil. Unele studii arata ca fibrele amfibolului raman in plamani mai mult decat crisotil, iar aceasta tendinta poate fi responsabila pentru toxicitatea lor crescuta (nociv pentru organism).

Microscop electronic cu baleiaj de asbestiform amfibole dintr-o cladire a fostelor exploatari de vermiculita langa Libby, Montana. Agentiile de reglementare, cum ar fi US Environmental Protection Agency (EPA) si Securitate Ocupationala Health Administration (OSHA) recunosc sase minerale de azbest: crisotil, un mineral serpentine cu fibrele lungi si flexibile; si cinci amfibol (cu fibre relativ fragile cristaline) minerale, actinolit azbest, azbest tremolit, antofilit de azbest, azbest crocidolit, amosit i azbest. Izolatia si materiale de constructii - azbest amfibolului poate fi gasit intr-o varietate de materiale de constructii, cum ar fi placi de izolare, tavan sau podea, si tevi de ciment. Amfibol azbest a fost gasit in unele surse vermiculita utilizate ca acasa si izolarea cladirilor. O mare parte din vermicultura contaminata cu azbest n minele din Libby, Montana, a fost utilizata pentru a produce produse de pod de izolare.

Azbest in saci de eliminare asteapta intrun depozit Lucratorii sau proprietari implicati in munca de demolare, de ntretinere, reparatii, sau remodelare a cladirilor care contin aceste produse pot fi expuse la niveluri mai ridicate decat nivelurile in aerul inconjurator. Cu toate acestea,

expunerea poate avea loc numai atunci cand materialele care contin azbest sunt deranjate n vreun fel pentru a elibera fibre n aer. Cand materiale ce conin azbest sunt solid ncorporate sau sunt continute, riscul de expunere va fi minim.

Caracteristicile fibrelor nalt performanteFibre Tenaci- Modul Alun- Densitate tate (GPa) (g/cm3) gire (N/tex) (%) Fibre PBO 3,7 280 2,5 1,56 Zylon 3,7 180 3,5 1,54 HM 109 17 200 230 2,4 22 1,4 1,5 1,45 1,38 7,80 1,76 4,5 4,5 0 29 29 550 400 Higroscopi- LOI citate (%) Td (0C) 0,6 2 68 68 650 650

- AS Aramidice 1,95 m0,47 Aramidice Fibre de 0,35 oel Fibre 2,05

carbon Fibre

3,54

110

3,5

0,97

0

16,5 150

polietilenice cu modul nalt Fibre PBI 0,28

5,6

30

1,40

15

41

550

Fire degrade

Firele cu efect de degrade sunt fire vopsite n culori diferite:

Fire cu nopeuriFire cu nopeuri (TWEED YARNS) sunt firele in care nopeurile au alta culoare. Sunt realizate separat si sunt amestecate cu materialul fibros pe carda:

Fire cu flameuriFirele cu flameuri prezinta subtieri si ingrosari realizate pe masina de filat:

Fire imprimateFire imprimate obtinute prin aplicarea de dungi colorate prin imprimare cu cilindri:

Fire de efect cu rasucire obisnuitaEfectul rezulta din faptul ca firele care se rasucesc au macar una dintre caracteristici diferite culoarea, forma exterioara, finetea, sensul de torsiune.

Fire cu infasurare exterioaraFirele cu infasurare exterioara sunt formate dintr-un un fir de baza, mai gros, ce este acoperit de spirele unui fir sau ale mai multor fire de culori diferite. Cand sunt mai multe fire de baza din bumbac, infasurate cu fire de matase de culori diferite, firul de efect se numeste fir brocart.

Fire rasucite cu flameuriFire rasucite cu flameuri sunt formate din unul sau mai multe fire cu flameuri rasucite cu fire de fixare colorate SLUB YARNS:

Fire rasucite cu efecte de dungiFirele rasucite cu efecte de dungi sunt firele cu unul sau mai multe fire imprimate rasucite cu fire colorate:

Fire moulinFire moulin - fire de aceeasi finete dar culori diferite sunt rasucite si apoi cablate in sensul opus al rasucirii initiale:

Fire ondulateFirele ondulate sunt fire rasucite din doi componenti cu finete si sens de torsiune diferit prin rasucire, firul mai gros se detorsioneaza, iar cel mai subtire se torsioneaza mai puternic, rezultand un aspect ondulat al firului rasucit - WEAVE YARNS:

Fire cu rasucire de efectFire cu noduri

Fire de efect de culori alternante

Fire cu bucle

Fire eponge

Fire cu carcei

Fire cu bucle si ingrosari alternative:

Fire cu efect de semitort:

Fire chenille:

Fire de efect combinate:

Fire rasucite tip Ping-Pong:

Fire impletite tip Flags:

Fire impletite tip Butterfly:

Fire mpletite tip Eyeflash:

Fire tricotate:

Fire tip panglica:

Fire tip banda imprimata: