12. Крепость, растяжимость и упругость шерсти

Крепостью шерсти называется сопротивление шерстяных волокон разрывающим усилиям. Эти усилия обычно выражаются в граммах нагрузок, приложенных к волокну для его разрыва. Та нагрузка, которая вызывает обрыв волокна, называется разрывной нагрузкой. Она выражает абсолютную крепость этого волокна. Если отнести эту нагрузку к единице площади поперечного сечения волокна, то полученная величина будет называться относительной крепостью данного волокна.

В современной практике измерения крепости шерсти испытанию подвергается волокно не во всю его длину, а отдельные участки волокна длиной 10 мм каждый.

Растяжимость, или удлинение, шерсти представляет собой свойство шерстяных волокон увеличивать свою длину, т. е. растягиваться под влиянием разрывающих усилий. При этом имеется в виду не увеличение длины волокна за счёт распрямления его извитков, а действительное растяжение предварительно распрямлённого волокна подобно тому, как растягивается резиновая тесьма и похожие на неё материалы.

Удлинение, или растяжимость, обычно измеряется разницей между длиной шерстяного волокна в момент, непосредственно предшествующий его обрыву, и длиной распрямлённого волокна, которую оно имело перед началом растягивания. Эту разницу в длине, или прирост длины, вычисляют в процентах к первоначальной распрямлённой длине волокна. Полученную величину называют полным удлинением волокна.

Анализ шерстяных волокон на растяжение, как и анализ на крепость, производится путём испытания учасгков волокна длиной по 10 мм каждый.

Наблюдая за растяжимостью шерстяного волокна на соответствующих приборах, называющихся динамометрами (рис. 28, см. стр. 70), легко обнаружить, что вначале волокно растягивается сравнительно медленно. В этот период в волокне получаются так называемые упругие удлинения. Под упругим удлинением понимают такое растяжение, которое, в случае устранения растягивающих усилий, полностью исчезает, т. е. волокно полностью восстанавливает свою первоначальную длину, В дальнейшем, по мере приближения обрыва волокна, в нём всё больше и больше получается так Называемых остаточных удлинений, т. е. таких, которые уже не исчезают после прекращения действия растягивающих усилий.

Рис. 28. Динамометр для шерстяных волокон

Явления упругих и остаточных удлинений наблюдаются в повседневной практике использования шерстяных изделий - тканей, трикотажа и т. и. В мало ношеной шерстяной одежде до тех пор, пока она ещё не подвергалась слишком сильным растяжениям (на локтях, на коленях и т. д.), получаются преимущественно упругие удлинения. Они полностью исчезают после прекращения растяжения (сгибание рук в локтях, ног в коленях и т. д.) и одежда сохраняет свой первоначальный вид и размеры. В дальнейшем, по мере усиления растягивающих усилий или в результате неблагоприятных внешних физико-химических воздействий на шерстяную одежду, в шерстяных волокнах всё больше и больше накапливается остаточных удлинений. Это приводит к тому, что в различных местах шерстяной одежды появляются уже не исчезающие увеличения в длину ("мешки" на локтях и коленях). Одежда теряет свой первоначальный хороший вид.

Упругостью шерсти называется сила, с которой она восстанавливает свои первоначальные размеры и форму после прекращения действия на шерсть тех или иных механических воздействий. Эти воздействия могут быть самыми разнообразными. Например, благодаря силам упругости шерстяные волокна восстанавливают свою первоначальную длину после некоторого растяжения, вызванного растягивающими, разрывными, усилиями. Благодаря упругости пучок шерсти восстанавливает свой первоначальный объём и форму после прекращения воздействия на этот пучок сил сжатия. Согнутое волокно выпрямляется после прекращения его сгибания. Волокно в большей или меньшей степени восстанавливает свою первоначальную извитую форму после того, как будут устранены те силы, которые распрямили эти извитки. Во всех этих и им подобных свойствах шерсти действует её упругость.

Упругие свойства иногда неправильно называют "эластичностью", "пластичностью" и т. д. В действительности под эластичностью понимается та скорость, т. е. быстрота, с которой материал восстанавливает свою первоначальную форму. Пластичностью называется способность тела легко изменять и сохранять изменённую форму после того, как устранены те воздействия, которые вызвали это изменение формы.

Крепость, растяжимость и упругость тесно связаны друг с другом. Поэтому их часто объединяют в группу механических свойств шерсти. Технологическое значение этих свойств исключительно большое, так как они обусловливают такие же свойства шерстяных изделий. С другой стороны, в самом процессе переработки шерсти эти свойства способствуют применению различных технологических операций по лучшему использованию шерстяного сырья и получению готового товара более высокого качества.

Крепость и растяжимость шерсти в значительной степени обусловливают также то, что называется прочностью шерстяного изделия. Хотя надо иметь в виду, что понятие "прочность" является весьма широким, обобщающим стойкость материала против разных внешних воздействий. Прочность на разрыв - это лишь одна из составных частей сопротивления материала различным механическим воздействиям (растяжение, давление, трение, скручивание, сгибание и т. п.), а также разнообразным физико-химическим влияниям (увлажнение и высыхание, воздействие солнечных лучей, нагревание и охлаждение, действие различных химических соединений в жидком, газообразном ц твёрдом состояниях и т. д.).

Шерсть, не обладающая нормальной для своего типа крепостью, оценивается как порочный материал независимо от степени развития остальных, хотя бы и в высокой степени положительных свойств.

Наиболее обычная порочная форма шерсти по крепости обусловлена наличием уступов и голодной тонины, а также повреждений шерсти вследствие биологических и химико-физических процессов. В первом случае шерсть называется также уступом, как и тонина, а во втором - гнилой или прелой, и т. д.

В нелабораторной обстановке исследования шерсти, например при её осмотре во время приёмки, а также при сортировке, её испытывают на крепость путём разрыва пучка волокон руками. При этом шерсть с недостаточно развитой крепостью или тем более порочные формы шерсти по крепости легко обнаруживаются по разнице в усилии для разрыва волокон с нормальной и пониженной крепостью. Развитие и размеры этих свойств зависят от тех же биологических и внешних условий, которые влияют на развитие волокна в целом, а в частности на тонину шерсти. На первое место здесь должны быть поставлены условия произрастания волокна, сумма внешних и внутренних воздействий на него и уже на второе место - породные и индивидуальные особенности овец.

Из внешних атмосферных воздействий на крепость и растяжимость шерстяного волокна наибольшее влияние оказывает влажность воздуха. Действие пара на механические свойства шерсти аналогично разрушающему влиянию соответствующих химических реагентов на волокно.

Соотношение крепости и удлинения шерсти различной тонины приведено в табл. 8.

Таблица 8. Крепость и удлинение шерсти различной тонины

Между крепостью волокна и его тониной существует прямая и тесная зависимость,. Чем толще волокно, тем, при прочих равных условиях, больше его крепость в граммах (имеется в виду абсолютная крепость).

Что касается растяжимости, то здесь нет определённой её зависимости от тонины волокна. Из табл. 8 видно, что в волокнах более толстых наблюдается лишь-некоторая тенденция к увеличению процента растяжимости по сравнению с очень тонкими волокнами. Однако эта разница весьма незначительная, за исключением крайне тонких волокон, толщиной 18 микронов и тоньше, дающих заметное понижение процента удлинения.

Абсолютная крепость волокон тонкой шерсти исчисляется обычно около 10 г с колебаниями, в зависимости от тонины, от 4 до 15 г. Волокна полугрубых шерстей, имеющие тонину от 25 до 45-50 микронов, показывают крепость около 25-30 г с колебаниями от 15 до 45 г. Остевые толстые волокна, но с умеренно развитой сердцевиной имеют крепость 40-70 г. А такие исключительно крепкие волокна, как очень грубая ость верблюжьей шерсти, при тонине 80-90 микронов достигает крепости 100 г и более.

Наоборот, волокна мёртвого волоса вследствие чрезмерна больших размеров их сердцевины обнаруживают крайне низкую крепость. Она измеряется в отдельных шерстях величинами 20-25 г и меньше, что соответствует волокнам полугрубой шерсти, несмотря на то, что они вдвое тоньше, чем мёртвый волос.