RU2619866C2 - Способ оценки деформационных свойств полипропиленовых нитей с углеродными наполнителями - Google Patents
Способ оценки деформационных свойств полипропиленовых нитей с углеродными наполнителями Download PDFInfo
- Publication number
- RU2619866C2 RU2619866C2 RU2015140488A RU2015140488A RU2619866C2 RU 2619866 C2 RU2619866 C2 RU 2619866C2 RU 2015140488 A RU2015140488 A RU 2015140488A RU 2015140488 A RU2015140488 A RU 2015140488A RU 2619866 C2 RU2619866 C2 RU 2619866C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tensile stress
- filaments
- polypropylene
- value
- carbon
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/36—Textiles
Landscapes
- Artificial Filaments (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Изобретение касается способа оценки деформационных свойств полипропиленовых нитей с углеродными наполнителями в процессе эксплуатации. Сущность способа заключается в том, что проводят поминутное растяжение с постоянной скоростью образцов синтетических нитей с одновременным воздействием электрическим током. Далее проводят поминутное измерение значений растягивающих напряжений и значения электрического сопротивления с одновременным вычислением значений удельного электрического сопротивления по формуле 
, где R - электрическое сопротивление нити, L≤2 мм - расстояние между контактами, b - толщина нити, d - ширина образца; причем полипропиленовую нить с углеродными наполнителями растягивают до достижения значения удельного электрического сопротивления ρ=109 Ом⋅м. По полученному значению максимального растягивающего напряжения с учетом усреднения по формуле: 
где σi - значение максимально допустимого растягивающего напряжения в каждом случае, судят о сохранении антистатических свойств полипропиленовых нитей с углеродными наполнителями. Использование способа позволяет спрогнозировать сохранение антистатических свойств материалов в процессе многократного растяжения полипропиленовых нитей с углеродными наполнителями 6 табл., 1 ил.
Description
Изобретение относится к методам неразрушающего контроля синтетических нитей и материалов и может быть использовано для прогнозирования способности материалов на основе полипропиленовой матриц и углеродных наполнителей, используемых в текстильной и легкой промышленностях, рассеивать статическое электричество, что обеспечивает антистатические свойства материалам.
В известном уровне техники исследуются свойства материалов, например затвердевание, прочность сборки, путем измерения удельного электрического сопротивления.
Известен способ и система анализа химически активного материала, например бетона. Способ включает в себя непрерывное измерение удельного электрического сопротивления для получения временной зависимости. Временная зависимость используется для определения времени начала схватывания и времени окончания схватывания материала. Время начала схватывания определено как время наступления наиболее быстрого подъема удельного сопротивления и время окончания схватывания определено как время локального максимума удельного сопротивления. Временная зависимость может быть использована для выявления перехода между рабочим состоянием материала и нерабочим состоянием материала (патент RU №2535239, МПК G01N 27/04, опубликовано 27.10.2011).
Известен способ контроля качества сборки и надежности сборочной единицы, заключающийся в том, что возбуждают резонансные механические колебания ультразвуковым излучателем в заданном частотном интервале, содержащем основные гармоники, выделяют резонансные пики в заданном частотном интервале, сравнивают их с эталонными значениями, при этом за эталонное значение дополнительно принимают заданное нормируемое сопротивление электрической цепи, возбуждение резонансных механических колебаний производят в процессе изготовления сборочной единицы, при осуществлении контроля электрического сопротивления цепи сборочной единицы, при этом излучатель ультразвуковых механических колебаний располагают на контрольном элементе сборочной единицы, а контроль проводят по одному резонансному пику, о качестве сборки сборочной единицы и наличию дефектов судят по величине расхождения частот резонансного пика и эталонного и по сравнению сопротивления электрической цепи сборочной единицы с эталонным, о надежности работы сборочной единицы судят по расхождению частот резонансного пика и эталонного при отсутствии контроля сопротивления электрической цепи сборочной единицы (патент RU №2387987, МПК G01N 29/12, G01N 27/02, опубликовано 27.04.2010).
Наиболее близким к заявленному решению является способ оценки деформационных свойств швейных лавсановых нитей с различной степенью крутки в процессе эксплуатации. Техническим результатом изобретения является возможность подбора таких рабочих напряжений на нить, при которых влияние крутки на ее деформационные свойства исключается, то есть целесообразно выбирать нить с низкой степенью крутки, производство которой гораздо экономичнее, чем нити с высокой степенью крутки. Сущность способа заключается в получении зависимости минутной деформации образцов швейных лавсановых нитей с различной степенью крутки при постоянном растягивающем напряжении, одинаковом для всех испытываемых образцов (патент RU №2295724, МПК G01N 33/36, опубликовано 20.03.2007).
Техническим результатом изобретения является прогнозирование сохранения антистатических свойств материалов в процессе многократного растяжения полипропиленовых нитей с углеродными наполнителями за счет установления максимального значения растягивающих напряжений, отвечающих максимально допустимому значению удельного электрического сопротивления ρ=109 Ом⋅м.
Поставленная задача достигается тем, что в способ оценки деформационных свойств полипропиленовых нитей с углеродными наполнителями включается поминутное растяжение каждой из n нитей с одновременным воздействием электрического тока, измерение значений растягивающих напряжений и значений электрического сопротивления с одновременным вычислением значения удельного электрического сопротивления по формуле 
, где R - электрическое сопротивление нити, L≤2 мм - расстояние между контактами, b - толщин нити (диаметр), d - ширина образца; причем полипропиленовую нить с углеродными наполнителями растягивают до достижения значения удельного электрического сопротивления ρ=109 Ом⋅м; по полученному значению максимального растягивающего напряжения с учетом усреднения по формуле:
где σi - значение максимально допустимого растягивающего напряжения в каждом случае,
судят о сохранении антистатических свойств полипропиленовых нитей с углеродными наполнителями.
Известно, что материал, удельное электрическое сопротивление которого находится в интервале 106÷109 Ом⋅м без механических воздействий, в том числе растяжения, имеет способность рассевать электрический заряд, т.е. обладает антистатическим свойством (Василенок Ю.И. Предупреждение статической электризации полимеров. - Изд. 2-е. - Л.: Химия, 1981. - 195 с.). Однако сохранение антистатических свойств при использовании материалов, в том числе полипропиленовых нитей с углеродными наполнителями, в процессе нагрузки, в том числе растяжении, авторами в известном уровне техники не обнаружено.
Для лучшего понимания сущности изобретения представлен пример 1 осуществления способа оценки деформационных свойств полипропиленовых нитей с углеродными наполнителями. Рассматривают полипропиленовые нити с содержанием технического углерода 20%, которые применяют при изготовлении тканей, обладающих антистатическим свойством, для рабочей одежды, используемой в производстве микроэлектронного оборудования.
Исследуемую полипропиленовую нить с углеродными наполнителями, удельное электрическое сопротивление которой в отсутствие механических воздействий не ниже, чем ρ=106 Ом⋅м, подвергают растяжению с одновременным измерением электрических сопротивлений и вычислением удельного электрического сопротивления по формуле:
где R - электрическое сопротивление, L - расстояние между контактами, b - толщина нити (диаметр), d - ширина образца.
Для этого нить 3 с помощью зажимов 1 и 2 закрепляют на Устройстве для испытания волокнистых материалов на растяжение (патент RU №2251094, МПК G01N 3/08, опубликовано 27.04.2005), изображенном на чертеже. С помощью углеродной пасты на нить 3 закрепляют электроды: электрод 5, идущий от источника постоянного напряжения 4, и электрод 6, идущий к пикоамперметру 7. Расстояние между электродами - не более 2 мм. Каждую минуту при непрерывном растяжении нити снимают значения растягивающего напряжения σ и электрического сопротивления R, вычисляют значения удельного электрического сопротивления ρ по формуле 1. Результаты измерений приведены в таблице 1.
С увеличением растягивающих напряжений σ получают увеличение значения удельного электрического сопротивления ρ, что говорит о том, что нить теряет способность к стеканию электрических зарядов, поэтому антистатические свойства полипропиленовых нитей с содержанием технического углерода 20% ухудшаются.
Измерения ведут до получения значения удельного электрического сопротивления, не превышающего ρ=109 Ом⋅м. Далее определяют максимально допустимое значение растягивающего напряжения: σmах=221 МПа.
Затем последовательно проводят испытания таких же полипропиленовых нитей с содержанием технического углерода 20% не менее 5 раз. Результаты измерений приведены в таблице 2.
Определяют среднее значение максимально допустимого растягивающего напряжения по формуле (2):
где σi - значение максимально допустимого растягивающего напряжения в каждом случае.
Определяют величину среднеквадратичного отклонения по формуле (3):
где σi - значение максимально допустимого растягивающего напряжения в каждом случае, σср - среднее значение максимально допустимого растягивающего напряжения.
Согласно ГОСТ Р 8.563-96 с доверительной вероятностью 95% значение максимального растягивающего напряжения попадает в интервал σ=σср±Δσ=221±3 МПа.
Пример 2
Рассматривают полипропиленовые нити с содержанием технического углерода 20%. Нить 3 с помощью зажимов 1 и 2 закрепляют на Устройстве для испытания волокнистых материалов на растяжение (патент RU №2251094, МПК G01N 3/08, опубликовано 27.04.2005), изображенном на чертеже. С помощью углеродной пасты на нить 3 закрепляют электроды: электрод 5, идущий от источника постоянного напряжения 4, и электрод 6, идущий к пикоамперметру 7. Расстояние между электродами - не более 2 мм. Каждую минуту при непрерывном растяжении нити снимают значения растягивающего напряжения σ и электрического сопротивления R, вычисляют значения удельного электрического сопротивления ρ по формуле 1. Значение удельного электрического сопротивления для нитей не ниже чем ρ=106 Ом⋅м, исследуемые нити обладают электростатическими свойствами. Затем нить растягивают до значения растягивающего напряжения: σmах=221 МПа. Измеряют значение электрического сопротивления R. По формуле 1 вычисляют значение удельного электрического сопротивления ρ. Результаты измерений и вычислений представлены в таблице 3. Полученные значения удельного электрического сопротивления ρ не превышают значения ρ=109 Ом⋅м.
Полипропиленовые нити с содержанием технического углерода 20% могут быть использованы для изготовления тканей, обладающих антистатическим свойством, для рабочей одежды, используемой в производстве микроэлектронного оборудования при значениях растягивающих напряжений, не превышающих σmах=221±3 МПа.
Пример 3.
Аналогично проводят эксперименты с другими нитями. Рассматривают полипропиленовую нить с содержанием углеродных нановолокон 3%.
Исследуемую полипропиленовую нить с углеродными наполнителями, удельное электрическое сопротивление которой в отсутствие механических воздействий не ниже, чем ρ=106 Ом⋅м, подвергают растяжению с одновременным измерением электрического сопротивления R и вычислением удельного электрического сопротивления ρ по формуле (1).
Для этого нить 3 с помощью зажимов 1 и 2 закрепляют на Устройстве для испытания волокнистых материалов на растяжение (патент RU №2251094, МПК G01N 3/08, опубликовано 27.04.2005), изображенном на чертеже. С помощью углеродной пасты на нить 3 закрепляют электроды: электрод 5, идущий от источника постоянного напряжения 4, и электрод 6, идущий к пикоамперметру 7. Расстояние между электродами - не более 2 мм. Каждую минуту при непрерывном растяжении нити снимают значения растягивающего напряжения σ и электрического сопротивления R, вычисляют значения удельного электрического сопротивления ρ по формуле 1. Результаты измерений приведены в таблице 4.
С увеличением растягивающих напряжений σ получают увеличение значения удельного электрического сопротивления ρ, что говорит о том, что нить теряет способность к стеканию электрических зарядов, поэтому антистатические свойства полипропиленовых нитей с содержанием углеродных нановолокон 3% ухудшаются.
Измерения ведут до получения значения удельного электрического сопротивления, не превышающего ρ=109 Ом⋅м. Далее определяют максимально допустимое значение растягивающего напряжения: σmах=351 МПа.
Затем последовательно проводят испытания таких же полипропиленовых нитей с содержанием углеродных нановолокон 3% не менее 5 раз. Результаты измерений приведены в таблице 5. Определяют среднее значение максимально допустимого растягивающего напряжения по формуле (2).
Определяют величину допустимого отклонения от среднего значения по формуле (3):
где σi - значение максимально допустимого растягивающего напряжения в каждом случае, σср - среднее значение максимально допустимого растягивающего напряжения.
Согласно ГОСТ Р 8.563-96 с доверительной вероятностью 95% значение максимального растягивающего напряжения попадает в интервал σ=σср±Δσ=351±2 МПа.
Рассматривают полипропиленовые нити с содержанием углеродных нановолокон 3%. Результаты измерений приведены в таблице 6. Нить 3 с помощью зажимов 1 и 2 закрепляют на Устройстве для испытания волокнистых материалов на растяжение (патент RU №2251094, МПК G01N 3/08, опубликовано 27.04.2005), изображенном на чертеже. С помощью углеродной пасты на нить 3 закрепляют электроды: электрод 27, идущий от источника постоянного напряжения 26, и электрод 28, идущий к пикоамперметру 29. Измеряют значение электрического сопротивления нити ρ в нерастянутом состоянии. Вычисляют значение удельного электрического сопротивления ρ по формуле 1. Значение удельного электрического сопротивления ρ для обеих нитей не ниже, чем ρ=106 Ом⋅м, исследуемые нити обладают электростатическими свойствами. Затем нить растягивают до значения растягивающего напряжения: σmах=351 МПа. Измеряют значение электрического сопротивления R. По формуле 1 вычисляют значение удельного электрического сопротивления ρ. Результаты измерений и вычислений представлены в таблице 6. Полученные значения удельного электрического сопротивления ρ не превышают значения ρ=109 Ом⋅м.
Полипропиленовые нити с содержанием углеродных нановолокон 3% могут быть использованы для изготовления тканей, обладающих антистатическим свойством, для рабочей одежды, используемой в производстве микроэлектронного оборудования при значениях растягивающих напряжений, не превышающих σmах=351±2 МПа.
Claims (4)
- Способ оценки деформационных свойств полипропиленовых нитей с углеродными наполнителями в процессе эксплуатации, включающий растяжение с постоянной скоростью образцов синтетических нитей, поминутное измерение растягивающих напряжений, их анализ и подбор значений растягивающих напряжений, влияющих на качество материала, отличающийся тем, что при поминутном растяжении на каждую из n полипропиленовых нитей с углеродными наполнителями воздействуют электрическим током, измеряют значения растягивающих напряжений и значения электрического сопротивления, одновременно вычисляют значение удельного электрического сопротивления по формуле, где R - электрическое сопротивление нити, L≤2 мм - расстояние между контактами, b - толщина нити, d - ширина образца; причем полипропиленовую нить с углеродными наполнителями растягивают до достижения значения удельного электрического сопротивления ρ=109 Ом⋅м; по полученному значению максимального растягивающего напряжения с учетом усреднения по формуле:
-
- где σi - значение максимально допустимого растягивающего напряжения в каждом случае,
- судят о сохранении антистатических свойств полипропиленовых нитей с углеродными наполнителями.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015140488A RU2619866C2 (ru) | 2015-09-22 | 2015-09-22 | Способ оценки деформационных свойств полипропиленовых нитей с углеродными наполнителями |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015140488A RU2619866C2 (ru) | 2015-09-22 | 2015-09-22 | Способ оценки деформационных свойств полипропиленовых нитей с углеродными наполнителями |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015140488A RU2015140488A (ru) | 2017-03-28 |
| RU2619866C2 true RU2619866C2 (ru) | 2017-05-18 |
Family
ID=58505176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015140488A RU2619866C2 (ru) | 2015-09-22 | 2015-09-22 | Способ оценки деформационных свойств полипропиленовых нитей с углеродными наполнителями |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2619866C2 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2295724C2 (ru) * | 2005-05-05 | 2007-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна" | Способ оценки деформационных свойств швейных лавсановых нитей с различной степенью крутки в процессе эксплуатации |
| RU2455639C1 (ru) * | 2010-12-30 | 2012-07-10 | Олег Фёдорович Меньших | Способ регистрации обрыва ферромагнитной нити в локализованном сверхсильном магнитном поле |
| RU2457485C1 (ru) * | 2011-04-29 | 2012-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна" | Способ определения деформационных свойств трикотажного материала |
| RU2538725C2 (ru) * | 2012-03-07 | 2015-01-10 | МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТУРИЗМА И СЕРВИСА" (ФГБОУ ВПО "РГУТиС") | Способ определения механических характеристик швейных материалов и установка для его реализации |
-
2015
- 2015-09-22 RU RU2015140488A patent/RU2619866C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2295724C2 (ru) * | 2005-05-05 | 2007-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна" | Способ оценки деформационных свойств швейных лавсановых нитей с различной степенью крутки в процессе эксплуатации |
| RU2455639C1 (ru) * | 2010-12-30 | 2012-07-10 | Олег Фёдорович Меньших | Способ регистрации обрыва ферромагнитной нити в локализованном сверхсильном магнитном поле |
| RU2457485C1 (ru) * | 2011-04-29 | 2012-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна" | Способ определения деформационных свойств трикотажного материала |
| RU2538725C2 (ru) * | 2012-03-07 | 2015-01-10 | МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТУРИЗМА И СЕРВИСА" (ФГБОУ ВПО "РГУТиС") | Способ определения механических характеристик швейных материалов и установка для его реализации |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015140488A (ru) | 2017-03-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10100463B2 (en) | Method for non-destructive testing of synthetic ropes and rope suitable for use therein | |
| Hengstermann et al. | Development of a method for characterization of the fibre length of long staple carbon fibres based on image analysis | |
| RU2619866C2 (ru) | Способ оценки деформационных свойств полипропиленовых нитей с углеродными наполнителями | |
| Sengupta et al. | Electrical resistance of jute fabrics | |
| JP2013164307A (ja) | 導電糸を含む布帛の引張試験方法 | |
| RU2491562C1 (ru) | Способ контроля изоляции кабельного изделия | |
| Headrick et al. | Electrical and acoustic vibroscopic measurements for determining carbon nanotube fiber linear density | |
| RU2672190C2 (ru) | Способ бесконтактного измерения площади поперечного сечения нетокопроводящих жгутов волокон микропластика полимерных материалов | |
| US3477286A (en) | Peak load detectors | |
| CN108225694A (zh) | 弹力物弹性性能测量方法、装置、介质和计算机设备 | |
| Del Casale et al. | Investigation of temperature effect on an epoxy resin: Aging due to partial discharges | |
| CN109235008B (zh) | 一种导电织物的织造方式及导电纱线类型的判定装置及其判断方法 | |
| US11181505B2 (en) | Quality testing of additive manufactured product using electrical measurements | |
| RU80552U1 (ru) | Устройство бесконтактного измерения площади поперечного сечения нетокопроводящего нитевидного образца | |
| SU1698721A1 (ru) | Способ контрол полиакрилонитрильного сырь дл получени углеродных волокон | |
| RU2787708C1 (ru) | Способ оценки неоднородности разрывных характеристик лубяных волокон | |
| KR200453032Y1 (ko) | 도전성 합연사의 단사감지장치 | |
| Pinto et al. | A new system for direct measurement of yarn mass with 1mm accuracy | |
| EP3663751A1 (en) | Method and apparatus for assessing physical properties of a para- or diamagnetic structure such as a carbon fiber | |
| Sawatdimongkol et al. | Frequency Domain Spectroscopy Analysis of the Water Tree XLPE Cable | |
| RU2190831C2 (ru) | Способ изготовления датчиков для контроля циклических деформаций | |
| SU1310620A1 (ru) | Емкостное устройство дл измерени параметров поперечного сечени | |
| KR100489994B1 (ko) | 반도체 소자의 불량 검출 방법 | |
| JPH02298854A (ja) | 繊維強化複合材料の欠陥検査方法 | |
| Mancero | Automation of a Universal Testing Machine for Measuring Mechanical Properties in Textile Fibers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200923 |