织物的磨损,通常是从凸出在其表面的纱线屈曲波峰或线圈凸起弧段的外层开始,然后逐渐向内发展。当组成纱线的部分纤维受到磨损而断裂后,纤维端竖起,使织物表面起毛。随着磨损的继续进行,有些纤维的碎屑从织物表面逐渐脱落,有些纤维从纱线内抽出而局部变细,因此,织物变薄,重量减轻,组织破坏,出现破洞。最后,织物因剩余强度的下降,在受到某一突然的较大外力作用时,发生严重破坏,以致丧失继续使用的价值。织物在磨损过程中出现的各种破坏是由组成织物的纤维特性、纱线与织物的结构、染整工艺以及使用条件等因素决定的。织物是由纤维或长丝组成,所以织物的磨损可以归结为主要是织物中纤维或单丝受到机械损伤或纤维间联系的破坏。织物在磨损过程中出现的主要破坏形式可有如下四种。
1.纤维疲劳
图3-2-7 织物表面受到磨损的示意图
织物表面与所接触的各种物体表面,从微观角度来看,总是凹凸不平的。当接触物体(磨料)与织物相接触并做相对运动,物体的凸起部分P从织物表面的波峰A移到B处时(图3-2-7),几乎是一种瞬时的碰撞。凸起部分P在B处能否超越波峰决定于波峰C,决定于波峰的陡度以及该处纤维本身的伸长能力与弹性变形能力的大小。当织物的组织规格与加工条件一定时,织物的耐磨性主要与组成织物的纤维性状有关。如果织物组织不是过分紧密,纤维具有一定的强度而伸长率与弹性变形能力较大时,织物表面凸起点C在接触物体凸起部分P的撞击下能迅速地改变其陡度,受撞击的纤维片段跟随接触物体移动微量距离,从而很好地释去凸起部分对它的作用,使表面纤维避去凸起部分对它的切割损伤。由此看来,织物在服用过程中与接触物体的反复摩擦,主要是使纤维受到反复拉伸作用,纤维疲劳而致损坏。如果纤维的伸长能力与弹性变形差,纤维的耐疲劳性低,则织物的耐磨性低。
2.纤维从织物中抽出
组织结构较松的织物,在磨损过程中,出现另一种破坏形式,即纤维片段随着磨料移动微量距离而逐渐被抽出,最后与织物分离。这种情况,以由短纤维纺成的纱所织成的织物为多。
3.纤维的切割
由于纱线的捻度作用和纱线交织或成圈在织物中,如果织物中纤维配置得较紧密,并且外界接触物体的微粒极为细小和锐利,纤维就会受到切割作用。当纤维表面一旦被割伤,其裂口在反复拉伸与弯曲作用下,就会产生应力集中,使裂口扩大,以致最后纤维断裂。
4.表面摩擦磨损
假如结构较为紧密的织物与表面极为光滑的磨料接触并做相对运动时,织物中纤维将受到表面摩擦所引起的磨损。在这种条件下,如果在两物体间引入一层极薄的润滑剂,创造一种“边界润滑”状态,就会使两物体间产生“边界摩擦”。边界摩擦的特点,是两物体间的外摩擦转化为润滑剂的内摩擦,使物体的摩擦系数较没有润滑条件下的干摩擦大大降低,因此,就降低了材料本身的磨损程度。(www.xing528.com)
从边界润滑得到启示,如果利用一些有机合成树脂整理织物,使织物具有耐久性的边界润滑膜,就有可能提高织物的耐磨性。但必须指出,如果以金刚砂类材料作为磨料,由于磨料尖锐,则极易破坏边界润滑条件。
由上可知,织物在磨损过程中的各种破坏形式,在很大程度上是决定于磨损条件、织物结构与组成织物的纤维特性等因素。应该指出,织物在实际穿用过程中,纤维承受的作用力要复杂得多,而且织物中纱线由于交织而弯曲,纱线中纤维因加捻而扭转,有时织物本身就处于弯曲或对折状态下磨损,因此,织物在实际磨损过程中的破坏形式也远较上述讨论为复杂。
许多织物,从棉、毛外衣到针织内衣,纤维端头及局部均较普遍地出现原纤化的损坏特征。从实际使用后的棉制工作服中发现有的纤维中段散开原纤分离,在这类制品中的纤维往往被牢固地握住,从而移动的可能性较少,因而纤维遭到剧烈的摩擦磨损。但在使用中受到较为缓和磨损作用的制品,如手帕,可能出现纤维的表皮损伤特征,纤维芯部原纤尚未分离。织物经磨损后有时会出现另一种纤维破坏特征,即与纤维轴成直角的横向断裂,图3-2-8所示为从穿坏了的棉制府绸衬衣中取出的纬纱,由于纬纱被经纱保护没有受到直接的摩擦磨损,而遭到反复弯曲疲劳,呈现折断状。
图3-2-8 与纤维轴成直角的横向断裂特征
对穿旧的精纺毛织物长裤中取出的毛纤维在扫描电镜下进行观察,发现毛纤维有四种典型的破坏特征:
(1)毛纤维表面的鳞片层经磨损而被剥离,这是实际穿着时毛纤维破坏的第一阶;
(2)原纤结构随鳞片层磨去皮质细胞局部分离,这可看作为毛纤维损坏的第二阶段;
(3)纤维端部磨损成钝圆形,这是在遭到长时期的磨损但磨损作用缓和的部位,如裤脚边、地毯端头等;
(4)横向发生断裂,这种断裂特征极为少数,有的与重复弯曲疲劳有关。
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