Материаловедение. Ткани из химических волокон

1. По напряжению

В данной схеме выбираем ветвь,в которой будем искать ток.

Пусть в нашем случае это будет ветвь,содержащая нагрузки R8.

Тогда схема замещения эквивалентным генератором напряжения имеет вид:

С помощью метода наложения найдем токи в ветвях:

1. I11(R1 + R4) = E1 – E2

I22 (R5 + R6+ R7) = 0

I11*10 = 18

I22=0

I’1 = 1,8 A

I’1= I’2=I’3=1,8 A

I’5=I’4=0 A

2. I11(R1 + R4) = J*R4

I22 (R5 + R6+ R7) = J*R5

I11*10 = 4

I22*12 = 6

I’’11=0,4

I’’22= 0,5

I’’1=I’’2 = 0,4

I’’5=I’’4 = 0,5A

I’’3= J- I’’2 = 1- 0,4 = 0,6 A

	I1	I2	I3	I4	I5
I(E)	I’1	I’2	I’3	I’4	I’5
I(J)	I’’1	I’’2	I’’3	I’’4	I’’5
∑I	I’1+I’’2	I’2+I’’2	I’3- I’’3	I’’4	I’’5

I1 = I2 = I’1+I’’1 = 1,8+ 0,4 = 2,2 A

I3 = I’3- I’’3= 1,8 – 0,6 = 1,2 A

I4 = I5 = I’’4= 0,5 A

Находим напряжение холостого хода.

Uxx= φa – φb, φb заземляем.

φ b=0

φc- φb = I5(R6+ R7)

φc = I5(R6+ R7)

φd- φc = I1R1

φd= I1R1 +I5(R6+R7)

φa = - E1 + φ d

φa = - E1 + I1R1 +I5(R6+R7)

Uxx= φa = - E1 + I1R1 +I5(R6+R7)

Uxx = 13,2+ 6+ 3 = 22,2 B

Uxx = Еэкв

Находим Rэ

R*= R1*R4/(R1+R4)= 24/10 = 2,4 Oм

R**= (R6+R7)*R5/(R6+R7+R5) = 6*6/12=3 Oм

Rэ= R*+ R**= 2,4 + 3 = 5,4 Ом

Находим нужный нам ток.

I8 = Еэкв/ (Rэ+ R8)=22,2/11,4 = 1,947 A

2. По току.

Выбираем ветвь,в которой будем искать ток. Пусть в нашем случае это будет ветвь,содержащая нагрузки R6.

Тогда схема замещения эквивалентным генератором напряжения имеет вид:

С помощью метода наложения находим Iкз.

1.В схеме есть только источники напряжения.

Составляем систему уравнений по МКТ.

I11

I22

I33

I11(R1+R4) – I22R4 = E1 – E2

I22(R4+R5) – I11R4 – I33R5 = E2

I33(R5+ R6+ R7) – I22R5 = 0

Подставляем известные значения

I11*10– I22*4 = 18

I22*10– I11*4 – I33*6 = -24

I33*12 – I22*6 = 0

Рассмотрим первое уравнение системы:

I11*10– I22*4 = 18

I11= 1,8 + I22*0,4 (1)

Рассмотрим третье уравнение системы

I33*12 – I22*6 = 0

I33= I22/2 (2)

Рассмотрим второе уравнение системы.Подставляем в него полученные уравнения (1) и (2)

I22*10– I11*4 – I33*6 = -24

I22*10– (1,8 + I22*0,4*)4 – 6*I22/2 = -24

I22= 3,111 А

Подставляем полученные занчения и получаем

I11=3,044 A

I33= 1,555 A

I’кз=3,044 А

2.В схеме только источник тока.

I’’кз= 1 А

Iкз= I’кз + I’’кз = 3,044 +1 = 4,044

Находим Rэ

Rэ= Еэкв/ Iкз= 22,2/4,044= 5,4 Ом

Находим нужный нам ток.

I8 = Еэкв/ (Rэ+ R8)=22,2/11,4 = 1,947 A

Собираем принципиальную электрическую схему (ПЭС) на ПК в Multisim-9.

Включаем в схему амперметры и измеряем действующие значения токов в ветвях ПЭС. Сравниваем результаты измерений с расчетами.

Ответ:I1= 1,4 A

I2=3,4 A

I3= 1 A

I4= 2,4 A

I5=I6=0,5 A

I8=1,9A

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ. ТКАНИ ИЗ ХИМИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

При выборе ткани для пошива какого-либо изделия необхо­димо обратить внимание на ее эстетичный вид и свойства. Как вы уже знаете, определить вид ткани можно по ее внешнему виду, на ощупь, по особенности обрыва и характеру горения нитей. (При покупке тканей постарайтесь прочитать все показания на прикрепленном к образцу ярлыке.) Зная вид ткани, при шитье следует учитывать ее технологические свойства, режим влажно-тепловой обработки, стирки, чистки и ухода за изделиями. В V и VI классах вы познакомились с тканями раститель­ного и животного происхождения: хлопчатобумажными, льня­ными, шелковыми и шерстяными. Они экологически чистые и благотворно влияют на здоровье человека, но их производство — трудоемкий и дорогостоящий процесс. Ткани из химических во­локон производятся менее трудоемко и более дешево. Впервые искусственные волокна были получены в конце XIX в - хотя попытки их получения были намного раньше. Например, стеклян­ные нити вырабатывали в Древнем Египте, их использовали для украше­ний, а в середине XVIII в. М. В. Ломоносов пытался найти способы их промышленного производства.

Химические волокна делятся на искусственные и синтетические (рис. 2).

К группе искусственных волокон относятся вискозные и ацетат­ные.

Сырьем для производства вискозных волокон служит целлю­лоза из еловой щепы, отходов хлопка (рис. 3).

Целлюлозные листы картона растворяют едким натром и путем обработки дру­гими химическими веществами получают вязкую жидкость — вискозу, которую продавливают через отверстия (фильеры), откуда выходят тонкие непрерывные нити (рис. 4), а затем идет текстильная обработка волокон (вытягивание, кручение, пере­мотка).

Вискозные волокна вырабатывают не только в виде непрерыв­ных нитей, но и в виде коротких отрезков, т. е. штапельных волокон, пригодных для изготовления, как однородной вискозной пряжи, так и смешанной, с добавлением разных волокон для придания разнообразных свойств тканям.

Рис. 4. Схема получения тонких непрерывных нитей вискозного шелка: / — фильера; 2 — нити (волокна)

При пошиве изделий из ткани из искусственных волокон необходимо учитывать технологические свойства: большую прорубаемость, раздвижку нитей в швах при носке, высокую осыпаемость. Ткани из искусственных волокон применяют для пошива легкой одежды: белья, блузок, платьев, юбок, косынок — и используют как подкладочные и декоративные (для занавесей, штор, покрывал). Первый завод по производству искусственных нитей открылся в царской России в 1909 г., в городе Мытищи под Москвой. Наиболее распространенные виды ткани из искусственных во­локон — вискозный и ацетатный шелк. Ткани из вискозных в о л о к о н имеют красивый внеш­ний вид, могут напоминать шелк, шерсть, хлопок, быть матовы­ми или блестящими, поглощать влагу больше, чем хлопчатобу­мажные. Однако вискозные ткани теряют около 50% прочности во влажном состоянии, обладают большой усадкой и сминаемостью. Изделия из вискозной ткани стирают специальными моющими средствами при температуре воды 30...40 °С, не трут, не выкручи­вают, а аккуратно дают стечь воде или заворачивают в хлопчато­бумажную ткань. Утюжат во влажном состоянии при температуре 160... 180 °С через проутюжильник, иногда подвергают химической чистке. Горит вискозное волокно, как и хлопок, желтым, быстро бегу­щим пламенем, имея запах жженой бумаги, после сгорания ос­тается пепел серого цвета.

Ткани из ацетатных в о л о к о н красивы, имеют слегка блестящую поверхность, по внешнему виду и на ощупь напоминают шелк, легкие, мягкие, хорошо драпируются, малосминаемы, сохра­няют форму. Способ получения ацетатных волокон такой же, как и способ получения вискозного волокна. Отличие заключается только в том, что целлюлоза, вырабатываемая из древесины или отходов хлоп­ка, обрабатывается уксусной эссенцией или серной кислотой. Недостатком ацетатных тканей является потеря прочности во влажном состоянии, они плохо пропускают воздух и впитывают влагу, трудно утюжатся. Изделия из ацетатных тканей стирают вручную в теплой воде при температуре 30 °С специальными моющими средствами, сушат в подвешенном состоянии на пле­чиках, утюжат чуть влажными с изнаночной стороны через проутюжильник теплым утюгом. Ацетатные ткани быстро сохнут. Необходимо быть осторож­ным при влажно-тепловой обработке и не чистить ацетатные тка­ни ацетоном, который их растворяет. Горит ацетатное волокно медленно, желтым пламенем, на конце образуется оплавленный шарик, при горении чувствуется особый кислый запах.

Синтетические волокна получают путем синтеза, реакции со­единения простых веществ (мономеров), являющихся продуктом переработки каменного угля, нефти и природного газа (фенол, ацетилен, метан и др.). К наиболее распространенным тканям из синтетических во­локон относятся, капрон, лавсан, нитрон. Синтетические волокна обладают рядом свойств, которых нет у натуральных волокон: высокая механическая прочность, упру­гость, стойкость к действию химических веществ, малосминаемость, плохая сыпучесть, плохая усадка. Все эти свойства относятся к положительным, поэтому синтетические волокна до­бавляют к натуральным, чтобы получить ткани с улучшенным качеством. Отрицательными свойствами синтетических волокон являются пониженная гигроскопичность, низкая воздухопроницаемость, высокая электризуемость при носке, и поэтому не рекомендуется носить одежду из этих тканей детям и людям с повышенной чувствительностью к синтетическим волокнам. Капрон — самое прочное волокно на разрыв и на истирание. Капроновые ткани отличаются блеском, высокой прочностью, лег­ко стираются, быстро сохнут. После стирки они часто не требуют влажно-тепловой обработки. Однако капрон чувстви­телен к действию тепла, уже при 65 °С он теряет прочность, поэто­му влажно-тепловую обработку надо проводить осторожно. Недостатки капроновых тканей — скольжение, осыпаемость, раздвигаемость нитей. Поэтому ткани из капроновых нитей слож­ны в швейной обработке. Из капроновых нитей вырабатывают легкие ткани, трикотаж, кружево, ленты, тесьму. В смеси с другими волокнами капроно­вое волокно используют для производства платьевых, костюмных и пальтовых тканей. Если волокно капрона поднести к пламени, то оно начнет плавиться, а затем загорится слабым голубовато-желтым пламе­нем с выделением белого дыма. При остывании на конце обра­зуется твердый темный шарик. Лавсан очень прочное и упругое волокно. Его смешивают с различными волокнами для увеличения прочности и упругости тка­ней. В чистом виде лавсан применяют для изготовления швейных ниток, кружев, технических тканей, ворса искусственного меха, ковров.

Из волокон лавсана в смеси с шерстью, хлопком, льном, вискозным волокном вырабатывают платьевые ткани, трикотажа. Ткани с лавсаном боятся сильного увлажнения и нагрева­ния. В пламени нити лавсана сначала плавятся, затем медленно го­рят желтоватым пламенем, выделяя черную копоть. После осты­вания образуется твердый черный шарик. Нитрон — самое стойкое и «теплое» волокно, пушистое, ма­товое, по виду напоминает шерсть, поэтому его называют «искус­ственная шерсть». Ткани из волокон нитрона более прочные и меньше изнашиваются, чем капрон и лавсан. Волокно нитрона используют при изготовлении трикотажных изделий (свитеров, жакетов, шарфов) и искусственного меха с пушистым ворсом. Из волокон нитрона в смеси с шерстью, виско­зой, хлопком вырабатывают платьевые и костюмные ткани. Шерстяные ткани с волокнами нитрона прочны, незначительно мнутся, но недостатком является сильная усадка при намачива­нии и осыпаемость. Волокна нитрона горят вспышками, выделяя большое коли­чество черной копоти. После остывания образуется наплыв, кото­рый можно раздавить пальцами.

ТКАНИ СЛОЖНЫХ СТРУКТУР В последнее время появилось много интересных тка­ней, сложных по структуре, фактуре и смешанных по составу сырья. Перед тем как работать с тканью, необходимо на лоскутке от нее выполнить влажно-тепловую обработку, подобрать тем­пературу нагрева утюга, прострочить машинные строчки, пости­рать и высушить образец. Когда будут проведены все пробы, то можно без затруднения выбрать оптимальный вариант об­работки швейных изделий из выбранной ткани и вас не будут ждать неожиданности и неприятные сюрпризы в виде волнистой ткани или большой усадки. Ткани с ворсом составляют большую группу, к ним отно­сятся бархат, вельвет, плюш, велюр и т. д. Они могут выпол­няться на хлопчатобумажной, синтетической основе или с до­бавлениями эластичных нитей (лайкры). Поскольку поверхность этих тканей покрывают короткие ворсинки длиной 2...3 мм, то при раскрое любой детали из них выкройки раскладывают в одном направлении, чтобы не было разнооттеночности. Материал со стоячим ворсом (бархат, тонкий вельвет, велюр) раскраивают против ворса, т. е. на деталях ворс должен быть направлен снизу вверх, и если провести рукой по изделию сверху вниз, то ворсинки будут топорщиться. На материале с прилегающим ворсом (пан-бархат, фланель, байка, замша, плюш) выкройки кладут на ткань таким обра­зом, чтобы ворс был направлен сверху вниз, и если провести рукой по изделию сверху вниз, то ворсинки прилягут, и не будут топорщиться. Производить влажно-тепловую обработку изделий из этих тканей сложно. Их гладят, положив ворсом вниз на махровую простынь, кусок ткани с ворсом или щетку с натуральной ще­тиной. Ткани с высоким ворсом гладят только утюгом с паром или через влажный проутюжильник, а ткани с коротким ворсом — утюгом без пара. Утюг ведут по направлению ворса, без нажима. При шитье изделий из этих тканей необходимо как можно точнее сметывать детали кроя тонкой иглой, чтобы не было повреждений ворса, производить машинные строчки рядом с наметкой, так как после распарывания швов могут остаться следы. Изделия из ворсовых тканей лучше отдавать в чистку или стирать в воде с температурой 30°С, вывернув их на изнаноч­ную сторону. Стирают очень осторожно, не выкручивая, после полоскания заворачивают в простыню и слегка отжимают. Изделия из тканей с ворсом на эластичной или трикотажной основе сушат в разложенном состоянии, а остальные вещи вешают на плечики. Ткани с высоким ворсом предпочтительны для пошива наряд­ной одежды и подходят для торжественных случаев. Ткани с более коротким ворсом используются для изготовления всех видов женской легкой одежды. (Прежде чем приобретать ткань с ворсом, подумайте, сможете ли вы справиться с такой тканью при раскрое, влажно-тепловой обработке, стирке.) «Вареный» шелк получают из шелка-сырца путем неоднократ­ной стирки и специальной обработки, шлифовки на машинах. Шелк получается мягкий, матовый, поверхность ткани на ощупь напоминает кожу персика. Это ткань немнущаяся, гигроскопич­на, летом прохладна, а зимой сохраняет тепло. Изделия из «вареного» шелка стирают в теплой воде сред­ствами, предназначенными для изделий из натурального шелка или шерсти, не трут и не выкручивают, сушат на плечиках, гладят утюгом с увлажнителем при температуре 150 °С. Для шитья изделий из этой ткани, применяются тонкие иглы, чтобы не было разрывов нитей на швах. «Вареный» шелк используют для пошива как повседневной, так и нарядной одежды: блузки, рубашки, блузоны, платья и шорты, брюки. Ткани из микроволокон получают химическим путем из поли­эфирных и полиамидных волокон. Получаемые нити очень длин­ные, намного тоньше, чем нити с кокона шелкового шелкопряда. Ткань из микроволокон защищает от ветра и воды. Она легкая, мягкая, прочная. В отличие от других синтетических тканей ткань из микроволокон позволяет испаряться поту, воздухопроницаема и комфортна для человека. Изделия из этой ткани не требуют значительного ухода. Стирают их вручную или в щадящем режи­ме стиральной машины при температуре 30...40 °С. Отжимают слегка, вручную, сушат на плечиках. Гладят сухим утюгом при температуре 150...180°С, не нажимая на утюг, с изнаночной сто­роны. Иглы для ручных и машинных строчек подбирают в соот­ветствии с толщиной ткани. Ткани из микроволокон применяют для пошива спортивной одежды, костюмов, жакетов, плащей, а также блузок, платьев и т. д. Из тканей с упругими нитями (лайкрой) шьют изделия плот­ного облегания, но не ограничивающие движений. Лайкру до­бавляют к различным видам тканей, в зависимости от которых подбирают режим влажно-тепловой обработки, стирку и техноло­гическую обработку. При раскрое пользуются выкройками, пред­назначенными для тканей из эластичных волокон, и учитывают направление растяжения. (Если шить по выкройкам для обычных структур тканей, то швейное изделие будет велико.) Изделия из тканей более сложных структур — прозрачные (капрон, шифон, органза), трикотажные полотна, искусственный мех и кожа — требуют значительных навыков в технологии об­работки, при раскрое, работе на швейной машине.

Прежде чем работать с этими тканями, соберите информацию о способах обработки швейных изделий из них в специальной литературе, журналах мод.