Структура волокон

Говоря о структуре волокон, следует иметь в виду, что различают тонкую структуру, характеризующую расположение макромолекул и надмолекулярных образований в объёме волокна, и структуру поверхности волокна. Мы уже частично обращались к вопросам тонкой структуры в разделах 2.5 и 2.5.1. Структуру поверхности волокон кратко рассмотрим в этом разделе. Очень редко волокно представляет собой правильный цилиндр. Обычно, при формовании химических волокон их затвердевание происходит по толщине не одновременно. В результате этого, на поперечном срезе волокна можно различить ядро и оболочку. Плотность оболочки, особенно на начальных этапах формования, выше, чем ядра. Волокна, формуемые из расплава, имеют форму поперечного сечения овальную или близкую к круглой. Такую форму имеют полиамидные, полиэфирные, полипропиленовые волокна. Волокна же, формуемые через раствор, особенно в осадительные ванны, как правило, имеют извилистое поперечное сечение. Для достижения высокой прочности стремятся получать волокна с однородной структурой. При этом исходят из того соображения, что однородность структуры обеспечивает и однородное распределение напряжений при разрыве по всему сечению волокна.

Извилистая, зазубренная форма поперечного сечения волокна образуется в результате быстрого протекания процессов фиксации поверхностной оболочки жидкой нити, при этом наблюдается также неоднородность формы вдоль оси волокна. В результате этого при наложении внешней нагрузки создаётся и неравномерность распределения напряжений, что приводит к пониженной прочности волокна.

Все эти элементы макроструктуры влияют также на такие свойства волокон, как трение (скольжение) нити, что важно для текстильных операций, оптические свойства (светорассеяние от поверхности нити), теплоизоляционную способность. В ряде случаев для волокон, формуемых из расплава, специально создают поперечное сечение сложной формы. Это достигается использованием фильер не с круглыми, а фигурными отверстиями.