Analýza a modelování vlastností přízí z polyprylenových vláken

Základní informace - Analýza a modelování vlastností přízí z polyprylenových vláken

Název práce: Analýza a modelování vlastností přízí z polyprylenových vláken

Typ práce: Diplomová práce

Rozsah práce: 104 stran

Jazyk práce: Čeština

Autor práce: Absolvent vysoké školy

Datum obhajoby: 2012

Hodnocení od vedoucího práce: Výborně

Hodnocení od oponenta práce: Výborně

Hodnocení od odborné komise: Výborně

Stažení práce

Získejte práci prostřednictvím internetového bankovnictví a dopřejte autorovi co nejvyšší podíl ze zisku za jeho práci. Zašlete 275 Kč na č.ú. 1041664027 / 3030, do pole variabilní symbol uveďte číslo 0439 pro odlišení zvolené práce a do textového pole (např. do pole „Popis příkazce“) napište Vaší emailovou adresu. Práce Vám bude zaslána do 24 hodin od doručení požadované částky.

Souhrn

Cílem práce je řešit mechanické vlastnosti PP vláken, vlákenných svazků a přízí. V rešeršní části je úkolem popsat obecné vlastnosti polypropylenu, základní a mechanické vlastnosti jednotlivých vláken, vlákenných svazků a přízí. V experimentální části proměřit délku, pevnost a tažnost dvou typů 100 % PP vláken a sledovat vliv způsobu měření a použitého matriálu na výsledné hodnoty. U vlákenných svazků proměřit pevnost a tažnost a porovnat s hodnotami vláken. Dále navrhnout model pro projektování zaplnění, průměru a pevnosti kompaktních mykaných 100 % PP přízí. Navržený model pro predikci PP přízí porovnat s postupem predikce bavlněných přízí.

Úvod - Analýza a modelování vlastností přízí z polyprylenových vláken

Textilní průmysl je v současné době na třetím místě mezi všemi průmyslovými odvětvími. Jedním z důvodů významu textilu je stálá spotřeba oděvních textilií, která souvisí s rostoucí lidskou populací. Dalším důvodem je, že se textilní struktury využívají jako kompozitní a technické materiály. Významně narůstá podíl textilních struktur v medicíně, také vznikají nové obory, jako je textilní (oblékací) elektronika, textilní počítače nebo součásti počítačů. V průmyslově vyspělých zemích se spotřeba textilu pohybuje kolem 25 – 30 kg na člověka za rok.
S rozvojem různých sportovních aktivit a současně s nebezpečností některých povolání se začal klást velký důraz na další funkce oděvních materiálů. Požadavky, které se v dnešní době běžně kladou na oděvní materiály, jsou optimální řízení vlhkosti, tepelných toků nebo prodyšnosti vzduchu, zlepšená tepelná izolace, propustnost vodních par a ochrana proti nebezpečným vlivům. Dále jsou kladeny požadavky na ekologickou výrobu a likvidaci, samo-čistící efekty, vylepšování odolnosti proti oděru, snadnou údržbu, estetické projevy nebo zlepšený omak. V medicíně to mohou být požadavky pro zlepšení hojení ran, podporu péče o zdraví nebo životních funkcí. U technických textilií vysoká pevnost, nízká deformabilita, odolnost vůči působení okolí (UV, vlhkost, hnití), oděru nebo tepelnému působení, absorbce rázů (šokových zatížení), snadná skladovatelnost a pomalé stárnutí.
V dnešním světě se s technickými textiliemi můžeme setkat téměř kdekoliv. Mezi největší spotřebitele technických textilií patří automobilový průmysl. Dnes na každý automobil připadá kolem 20 kg textilií, což při počtu 45 milionů aut, které jsou vyprodukovány ročně, dělá asi 0.95 milionů tun. Další odvětví využívající velké množství textilií je stavební průmysl, kde se textilie používají např. k zesílení betonu, odlehčení konstrukcí, jako nafukovací haly, izolace proti chladu a teplu, na vnitřní a vnější pokrytí nebo jako oddělování prostor. V architektuře jsou využívány, protože jsou lehké, relativně pevné, snadno tvarovatelné, rozebíratelné nebo barvitelné, také průsvitné, svítící a ekonomické. Využívají se také ve zdravotnictví, zemědělství, při výrobě nábytku a mnoha dalších průmyslových odvětví.
Při řešení úloh spojených se zabezpečením textilní výroby a vývojem nových aplikací již nestačí běžný přístup, který je založený na empirii a znalostech (metoda pokusů a omylů), ale je potřeba nezbytný systematický přístup. Nové materiály, technologie a aplikace vyžadují nové techniky, které např. předpovídají vlastnosti textilie, aniž by byla ještě vyrobena, optimalizují technologie se zaměřením na vlastnosti výrobku, vybírají optimální suroviny a předpovídají jakosti textilií zahrnující také pocity při nošení (komfort – omak, vzhled, atd.).
Mezi nejznámější syntetické materiály, které si pro textilní výrobu vybírají nejen naši výrobci, patří polypropylen. Z textilních vláken má nejnižší nasákavost, velmi nízkou tepelnou vodivost, také nízkou hmotnost, je i velmi pevný a poměrně levný.
Cílem práce je řešit mechanické vlastnosti PP vláken, vlákenných svazků a přízí. V rešeršní části je úkolem popsat obecné vlastnosti polypropylenu, základní a mechanické vlastnosti jednotlivých vláken, vlákenných svazků a přízí. V experimentální části proměřit délku, pevnost a tažnost dvou typů 100 % PP vláken a sledovat vliv způsobu měření a použitého matriálu na výsledné hodnoty. U vlákenných svazků proměřit pevnost a tažnost a porovnat s hodnotami vláken. Dále navrhnout model pro projektování zaplnění, průměru a pevnosti kompaktních mykaných 100 % PP přízí. Navržený model pro predikci PP přízí porovnat s postupem predikce bavlněných přízí.

Závěr - Analýza a modelování vlastností přízí z polyprylenových vláken

V rešeršní části byly popsány vlastnosti polypropylenů, základní a mechanické vlastnosti vláken, vlákenných svazků a přízí. Dále metody predikce pevnosti svazku vláken a u přízí metody predikce pevnosti přízí a jejich vyjádření pro 100 % bavlněné a syntetické příze.
V první části experimentu bylo cílem proměřit vybrané vlastnosti 100 % PP vláken, vlákenných svazků a sledovat vliv vlastností použité suroviny. Na dvou typech PP vláken byly proměřeny, délky, jemnosti, dále tahové pracovní křivky při dvou rychlostech posuvu příčníku a z nich získány pevnosti a tažnosti. Získané hodnoty byly porovnány s výsledky různých způsobů zkoušení. Při porovnávání bylo zjištěno, že způsob měření a typ přístroje a použitý materiál má vliv na výsledné hodnoty délek a tahových pracovních křivek. Jednotlivé způsoby měření délek, pevností a tažností vykazovaly rozdílné výsledky.
Při porovnání mají oba typy vláken stejné jemnosti, ale vlákno typ č. 1 má oproti vláknu typ č. 2 vyšší délku, pevnost, tažnost a nižší obloučkovitost. U vlákenných svazků z obou typů vláken byly také proměřeny tahové zkoušky při dvou rychlostech posuvu příčníku. Z výsledných hodnot bylo zjištěno, že poměrná pevnost vlákenných svazků je vyšší než u jednotlivých vláken. Z tohoto důvodu byla zjišťována možná příčina, která mohla vzniknout při přípravě vzorků vlákenných svazků. Na základě toho byly vytvořeny nové vzorky, kde se počítala jednotlivá vlákna ve vlákenném svazku. Po jejich přeměření stejně nebylo dosaženo uspokojivých výsledků. Bylo by potřeba provést další měření, např. s jinými upínacími délkami nebo jiným způsobem upevnění vlákenných svazků do zkušebního přístroje. Také byl vysloven předpoklad, že na výsledné hodny může mít vliv navlnění vláken. Z důvodu velké časové ztráty nad touto problematikou byla práce přerušena. Tomuto problému, by bylo zapotřebí věnovat daleko více času.
V druhé části experimentu bylo modelováno zaplnění, průměr, koeficient počtu vláken a počet vláken přízí na základě experimentálních hodnot získaných z databáze KTT. Pro experiment byly použity dva soubory třinácti 100 % PP přízí, které byly vyrobeny při nejmenším možném a největším možném zákrutu. Všechny příze mají stejnou jemnost, ale různý počet zákrutů (od nejméně možného vyrobeného zákrutu do nejvíce možného). Oba soubory přízí mají přibližně stejné zaplnění a průměr, ale různé poměrné pevnosti.
Nejdříve byl nalezen jeden vhodný materiálově technologický parametr M pro predikci zaplnění, který vychází s komprimační hypotézy. Tento nalezený parametr M byl vhodný pro predikci zaplnění u obou souborů přízí. S tímto vhodným parametrem M, byla následně provedena predikce průměru, koeficientu počtu vláken a počtu vláken. Jak u průměru, tak u koeficientu počtu vláken a počtu vláken byla opět predikce vhodná pro oba soubory přízí. Best forex brokers https://smartyafrikaners.com/category/forex-brokers-free-bonus/ with free bonuses.
Pro predikci poměrné pevnosti byl použit odvozený vztah pro výpočet pevnosti syntetických přízí, na základě konstantního objemu před deformací a po deformaci. Využití pevnosti vláken ve svazku získané na základě Weibulova rozložení pravděpodobnosti bylo získáno pomocí odvozeného aproximačního vztahu.
Při predikci poměrné pevnosti, bylo zjištěno, že optimální (vhodný) parametr materiálu technologie M, stanoven u zaplnění nezapadá do predikce při výpočtu poměrné pevnosti. Z toho důvodu byl stanoven nový optimální parametr M, pro modelovou poměrnou pevnost, která zapadá při modelových výpočtech do průběhu experimentálních hodnot jak u zaplnění, průměru, koeficientu počtu vláken, tak počtu vláken přízí obou souborů přízí. Tímto se potvrdila teoretická úvaha, že předem není jisté, zda optimálně stanovený parametr materiálu a technologie M u zaplnění bude vhodně zapadat při predikci průměru a poměrné pevnosti. Teprve až u poměrné pevnosti byl nalezen nový optimální parametr M, který také zapadá při predikci u průměru i zaplnění.
Ostatní syntetický vlákna se při hledání vhodného parametru materiálu a technologie M můžou chovat podobným způsobem.
PP příze při oproti bavlněným mají větší materiálově technologickou konstantu M s jiným mezním zaplněním. Modelová křivka zaplnění a průměru, má z počátku rychlejší náběh a poté se pomalé vyrovnávání. Hodnoty poměrné pevnosti jsou vyšší než u bavlněných přízí. Modelové křivky poměrné pevnosti u bavlněných přízí mají pomalý a opačný trend průběhu, oproti křivkám PP přízí. Pro důkladnější porovnání a lepší závěry by bylo dobré provést více měření u řady PP přízí jiných jemností a jiné použité technologie výroby.

Klíčová slova

Polypropylén, Vlákno, Vlákenný svazek, Příze, Výroba polypropylénu, Vlastnosti polypropylenu, Vlastnosti vláken, Vlastnosti vlákenného svazku, Vlastnosti přízí, Jemnost vláken

Obsah

SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK A SYMBOLŮ
ÚVOD
1.   REŠERŠNÍ ČÁST
1.1   POLYPROPYLÉN
1.1.1   Chemické složení a struktura
1.1.2   Výroba polypropylénu
1.1.3   Vlastnosti polypropylenu
1.1.4   Použití
1.2   VLÁKNO
1.2.1   Geometrické vlastnosti vláken
1.2.2   Mechanické vlastnosti vláken
1.2.3   Vliv podmínek testování na průběh a výsledky mechanických vlastností
1.3   VLÁKENNÝ SVAZEK
1.3.1   Ideální svazek
1.3.2   Geometrické vlastnosti vlákenného svazku
1.3.3   Mechanické vlastnosti vlákenného svazku
1.4   PŘÍZE
1.4.1   Geometrické vlastnosti přízí
1.4.2   Mechanické vlastnosti přízí
1.4.3   Metody predikce pevnosti přízí
1.4.4   Predikce pevnosti bavlněných přízí
1.4.5   Predikce pevnosti syntetických přízí
1.5   TEORETICKÁ ÚVAHA
2.   EXPERIMENTÁLNÍ ČÁST
2.1.1   Použité výrobní zařízení
2.2   VLASTNOSTI VLÁKEN
2.2.1   Délka vláken
2.2.2   Jemnost vláken
2.2.3   Tahové křivky
2.2.4   Celkové vyhodnocení naměřených vlastností vláken
2.3   VLASTNOSTI VLÁKENNÝCH SVAZKŮ
2.4   VLASTNOSTI PŘÍZÍ
2.4.1   Zaplnění příze
2.4.2   Výpočet parametru materiálu a technologie M
2.4.3   Průměr příze
2.4.4   Koeficient počtu vláken
2.4.5   Počet vláken
2.4.6   Pevnost příze
2.4.7   Porovnání predikce vlastností PP a bavlněných přízí
3.   ZÁVĚR
LITERATURA
SEZNAM PŘÍLOH