High performance textiles
Les 1 (12 mei)
Introductie
Eigenschappen HPT
Eigenschappen en
karakteristieken worden
bepaald door:
- Eigenschappen van de
verschillende
inhoudelijke elementen
- Structuren.
Fiber structure
Door de eigenschappen van een vezel kan je bepalen wat de
einddoelen zijn.
Bij thermoplastische vezels zijn deze van belang: kristallijn
structuren (hoe sterk is een materiaal/ hoe rekt het),
georiënteerde amorfe structuur (open en willekeurig met wat
richting erin) en amorfe structuur (liggen door elkaar heen). Ze
zijn belangrijk, want hier komt een soort rek uit. Kristallijn doet
niks, maar de andere 2 wel. Het ligt aan de hoeveelheid en
structuur in de vezels. Ook is het belangrijk voor
verfeigenschappen, maar bij HPT is het belangrijk om te kijken
wat een vezel doet onder bepaalde krachten.
Thermoplastic fibers and Spin Orientation
(SO) by drawing
Spinnen (polymer extruder) spinneret (douchekop) filamenten van maken (alle
polymeerketens liggen alle kanten op (UOY)) verstrekken (vezel wordt smaller
maar wel meer lijnstructuren (POY)) nog een keer verstrekken (FD) high tencity
(goede vezeloriëntatie). Hoe meer je verstrekt, hoe sterker en minder elastisch.
,Vezelgedrag
Stress – strain grafiek
SS-grafiek:
- Strain: Drukt de rek uit als percentage van
de originele lengte.
- (Specific) Stress: Meeteenheid van stress-
linear density.
- Tenacity: Specific stress overeenkomstig
met het breekpunt (op een SS-curve).
Breekpunt.
Dit maken we om te weten hoe een vezel reageert
op bepaalde krachten (trekkrachten).
Op de Y-as staat ‘stress’ de kracht die wordt
uitgeoefend. Deze wordt over het algemeen
gemeten in ‘specific stress’ (g/denier). Bijv. ik doe 10 g/denier en kijken hoe de grafiek gaat verlopen
voor zo’n vezel.
Op de X-as zie je ‘strain’ drukt de rek uit in het percentage van de originele lengte. Bijv. ik heb een
vezel, daar ga ik aan trekken en de vezel gaat rekken. Als hij eerst 10 cm lang was en nu 13 cm lang,
dan is het 3 (30%).
Je ziet ook het breekpunt in de grafiek (einde lijn). Bijv. met de grijze vezel: ik heb er 15 gram druk op
gezet per denier en dan breekt hij bij 4%. Dat is iets wat je eruit kan halen.
Bij blauw zie je dat de vezel sterk is, hij kan veel stress aan (hij zit hoog). Maar aan de andere kant zie
je dat hij niet veel rekt.
Bij de groene zie je dat in het begin als je daar kracht op zet, dan rekt hij ook meteen. Daarna loopt
de curve omhoog, dan heb je meer kracht nodig voor iets minder rek.
Bij de rode zie je dat de wol niet zo sterk is. Als je eraan trekt, breekt hij snel. Maar aan de andere
kant, hij heeft wel veel rek.
, Vezel deformatie ‘fases’ (verstrekt garen)
SS-grafiek
1. Hookean Elasticity region.
2. Plastic deformatie.
3. Versterking & breek.
Yield point: ‘omslagpunt’ tussen elastic and plastic
deformatie.
Hier zie je een voorbeeld van een typische grafiek
van een vezel. De grafiek verdeel je in 3 zones.
1. Bij deze vezel zie je dat hij vrij rechtop
staat. Relatief veel kracht, weinig rek. Het
is belangrijk om te weten: stel er komt
kracht op mijn doek, wat doet dat? Veert
het mee of niet. De fase die eindigt bij de
‘Yield point’.
- Yield point: tot dit punt, gaat de vezel weer terug in de oude vorm (elastische deformatie).
2. Ik heb relatief weinig kracht nodig, maar wel veel rek. Dit is typisch in de tweede fase. De
amorfe regio’s gaan nu bewegen, daarvan gaan de moleculen zich nu verplaatsen en
definitief veranderen. Voordeel: relatief eenvoudig en kost niet veel kracht. Nadeel: het veert
wel iets terug, maar niet helemaal. Bijv.: hij was 10 cm uitgerekt naar 15cm en gaat terug
naar 13 cm. Dan is het deel tussen 13 en 15 elastisch, maar het deel tussen 10 en 13 is
permanent misvormt/ gedeformeerd (plastic deformation)
3. Je gaat het hier nog verder strekken (de molecuul) waardoor ze breken, dat kost veel kracht.
Na deze fase zie je nog een klein beetje rek, maar veel kracht voor nodig.
High performance vezels
Hier is glas vergeleken met echte HP-vezels.
Als je een doek wil met geen flexibiliteit en
geen beweging, dan moet je in deze regio
gaan zoeken.
Les 1 (12 mei)
Introductie
Eigenschappen HPT
Eigenschappen en
karakteristieken worden
bepaald door:
- Eigenschappen van de
verschillende
inhoudelijke elementen
- Structuren.
Fiber structure
Door de eigenschappen van een vezel kan je bepalen wat de
einddoelen zijn.
Bij thermoplastische vezels zijn deze van belang: kristallijn
structuren (hoe sterk is een materiaal/ hoe rekt het),
georiënteerde amorfe structuur (open en willekeurig met wat
richting erin) en amorfe structuur (liggen door elkaar heen). Ze
zijn belangrijk, want hier komt een soort rek uit. Kristallijn doet
niks, maar de andere 2 wel. Het ligt aan de hoeveelheid en
structuur in de vezels. Ook is het belangrijk voor
verfeigenschappen, maar bij HPT is het belangrijk om te kijken
wat een vezel doet onder bepaalde krachten.
Thermoplastic fibers and Spin Orientation
(SO) by drawing
Spinnen (polymer extruder) spinneret (douchekop) filamenten van maken (alle
polymeerketens liggen alle kanten op (UOY)) verstrekken (vezel wordt smaller
maar wel meer lijnstructuren (POY)) nog een keer verstrekken (FD) high tencity
(goede vezeloriëntatie). Hoe meer je verstrekt, hoe sterker en minder elastisch.
,Vezelgedrag
Stress – strain grafiek
SS-grafiek:
- Strain: Drukt de rek uit als percentage van
de originele lengte.
- (Specific) Stress: Meeteenheid van stress-
linear density.
- Tenacity: Specific stress overeenkomstig
met het breekpunt (op een SS-curve).
Breekpunt.
Dit maken we om te weten hoe een vezel reageert
op bepaalde krachten (trekkrachten).
Op de Y-as staat ‘stress’ de kracht die wordt
uitgeoefend. Deze wordt over het algemeen
gemeten in ‘specific stress’ (g/denier). Bijv. ik doe 10 g/denier en kijken hoe de grafiek gaat verlopen
voor zo’n vezel.
Op de X-as zie je ‘strain’ drukt de rek uit in het percentage van de originele lengte. Bijv. ik heb een
vezel, daar ga ik aan trekken en de vezel gaat rekken. Als hij eerst 10 cm lang was en nu 13 cm lang,
dan is het 3 (30%).
Je ziet ook het breekpunt in de grafiek (einde lijn). Bijv. met de grijze vezel: ik heb er 15 gram druk op
gezet per denier en dan breekt hij bij 4%. Dat is iets wat je eruit kan halen.
Bij blauw zie je dat de vezel sterk is, hij kan veel stress aan (hij zit hoog). Maar aan de andere kant zie
je dat hij niet veel rekt.
Bij de groene zie je dat in het begin als je daar kracht op zet, dan rekt hij ook meteen. Daarna loopt
de curve omhoog, dan heb je meer kracht nodig voor iets minder rek.
Bij de rode zie je dat de wol niet zo sterk is. Als je eraan trekt, breekt hij snel. Maar aan de andere
kant, hij heeft wel veel rek.
, Vezel deformatie ‘fases’ (verstrekt garen)
SS-grafiek
1. Hookean Elasticity region.
2. Plastic deformatie.
3. Versterking & breek.
Yield point: ‘omslagpunt’ tussen elastic and plastic
deformatie.
Hier zie je een voorbeeld van een typische grafiek
van een vezel. De grafiek verdeel je in 3 zones.
1. Bij deze vezel zie je dat hij vrij rechtop
staat. Relatief veel kracht, weinig rek. Het
is belangrijk om te weten: stel er komt
kracht op mijn doek, wat doet dat? Veert
het mee of niet. De fase die eindigt bij de
‘Yield point’.
- Yield point: tot dit punt, gaat de vezel weer terug in de oude vorm (elastische deformatie).
2. Ik heb relatief weinig kracht nodig, maar wel veel rek. Dit is typisch in de tweede fase. De
amorfe regio’s gaan nu bewegen, daarvan gaan de moleculen zich nu verplaatsen en
definitief veranderen. Voordeel: relatief eenvoudig en kost niet veel kracht. Nadeel: het veert
wel iets terug, maar niet helemaal. Bijv.: hij was 10 cm uitgerekt naar 15cm en gaat terug
naar 13 cm. Dan is het deel tussen 13 en 15 elastisch, maar het deel tussen 10 en 13 is
permanent misvormt/ gedeformeerd (plastic deformation)
3. Je gaat het hier nog verder strekken (de molecuul) waardoor ze breken, dat kost veel kracht.
Na deze fase zie je nog een klein beetje rek, maar veel kracht voor nodig.
High performance vezels
Hier is glas vergeleken met echte HP-vezels.
Als je een doek wil met geen flexibiliteit en
geen beweging, dan moet je in deze regio
gaan zoeken.
