Pevnost textilií je odpor proti působení vnějších sil, který závisí na původu, formě (vlákno, příze, plošná textilie), způsobu, rychlosti a průběhu zatížení textilního materiálu.
Pevnost textilií se nejčastěji vztahuje k zatížení tahem, které se měří silou nutnou k přetržení materiálu. Mimo tažné pevnosti se pro určité účely posuzuje také pevnost v oděru, v ohýbání, zkroucení, rázová pevnost aj. Kießling/Matthes: Textil- Fachwörterbuch, Berlin 1993, , str. 123
Tažná pevnost Podle mezinárodní soustavy SI je jednotkou pevnosti newton (N = m.kg.s-²). Při zkouškách tažné pevnosti dochází u všech textilních materiálů před přetržením k prodloužení, které se vyjadřuje jako tažnost v procentech.
Tažná pevnost je jedna z nejdůležitějších vlastností zejména u technických textilií. Pospíšil a kol.: Příručka textilního odborníka, SNTL Praha 1981, str. 251-298
Pevnost vláken
Přírodní vlákna se testují zpravidla trháním ve svazku, výsledek se přepočítává na jednotlivé vlákno. Dlouho používaný systém Pressley byl u bavlny v posledních letech minulého století nahrazen poloautomatickým přístrojem HVI (High Volume Instruments), kterým se vedle pevnosti současně zkouší jemnost, obsah nečistot, vlhkost a další vlastnosti.
Pevnost umělých vláken se zjišťuje ve formě filamentu na poloautomatických trhacích strojích.
Aby se různé materiály spolu daly snadno porovnávat, uvádějí se zpravidla výsledky pevnosti v poměru k jemnosti vlákna, tzv. relativní pevnost v
Tato jednotka nahradila v soustavě SI dřívější (v praxi nadále používanou) tržnou délku (kilometrickou pevnost, RKM), která udávala, kolik kilometrů daného materiálu by se přetrhlo vlastní tíhou. 1 N/dtex přibližně odpovídá 1 km tržné délky (přesně = 1,0197).
Pevnost příze
se zjišťuje jak u staplových tak i u přízí z nekonečných vláken na trhacím přístroji, kde se v principu zatěžují jednotlivé niti až k přetrhu.
Tahová síla v newtonech se zpravidla přepočítává na poměrnou pevnost
Tato jednotka odpovídá přibližně 1 km dřívější tržné délky.
Pevnost staplových přízí dosahuje jen 50-70 % pevnosti vláken, ze kterých jsou vyrobeny. Pevnost plošných textilií
Tažná pevnost se testuje na stejných přístrojích jako příze, do svorek se upíná proužek tkaniny nebo pleteniny zpravidla 50 mm široký. Výsledek testu se udává v Newtonech (N).
K normovaným zkušebním metodám patří:
MetodaNormaPoužitelnost StripČSN EN ISO 13 934-1tkaniny z konvenčních materiálů(bez uhlíkových, skleněných vláken, bez příze z fóliových pásků)GrabČSN EN ISO 13 934-2vzorek 25 x 25 mmpevnost a tažnost pleteninČSN 800810osnovní i zátažné pleteniny (jen v ČR)pevnost a tažnost netkaných t.ČSN EN 29073-3častější je lichoběžníková metoda
Mimo tažné pevnosti se u plošných textilií často zkouší pevnost v natržení, pevnost v průtlaku kuličkou, pevnost oděru aj. Poměrná pevnost v MPa
Pro materiály, u kterých se dá přesně zjistit plocha průřezu vlákna (prakticky jen pro umělá vlákna) se tažná pevnost udává také v poměru k ploše jednotkou pascal (Pa = N / m²), resp. megapascal (MPa).
Pro poměr k tržné délce (RKM) platí vztah:
[km]
je poměr pevnosti k ploše ρ hustota [kg/m3] g je tíhové zrychlení na povrchu Země [m/s2]
Poměr tažné pevnosti k ploše průřezu u vybraných druhů vláken: Druh vláknaTažná pevnost cN/texDruh vláknaTažná pevnost cN/texTažná pevnost MPaacetát15S-sklo1834 500vlna20Kevlar (aramid)2403 400dlouhovlák. bavlna 45polyethylen2702 570přírodní hedvábí50uhlíkové vlákno3606 400len70M5 (PIPD)5108 500polyamid81nanotrubičky4 80063 000 x)
Pro srovnání: U lanové oceli se uvádí tržná délka 19,6 km a poměrná pevnost 1 500 MPa.
x) Pevnost nanotrubiček byla měřena pokusně, výsledky nebyly zatím potvrzeny. Pevnost v tlaku Pevnost vláken Pevnost v tlaku je maximální síla, pod kterou vlákno může zůstat bez přetržení.
Výpočet: [GPa]
kde CS = pevnost v tlaku (GPa), F = tlak (N) a A = plocha průřezu (mm²).
Vlastní měření tlakových vlastností se provádí na trhacím stroji s upravenou geometrií čelistí pro tlakové zkoušky (tak zvané reverzory).
Pevnost v tlaku a tažná pevnost u vysoce výkonných vláken:
MateriálZnačkaHustota(g/cm³)Pevnostv tlaku (GPa)Tažná pevnost (GPa)oxidová keramika Nextel 610 3,90 6,90 2,80neoxidová keramika Nicalon 2,55 3,10 2,80bor Borsic 2,6 5,90 3,60PIPD M5 1,70 1,70 3,96 carbon z PAC Toray M60J 1,93 1,67 3,82 carbon z pryskyřice Solvay Tomel 2,13 0,48 2,40para-aramid Kevlar 1,47 0,46 3,45PBO Zylon 1,56 0,41 5,80 polyethylen Spectra 0,97 0,17 3,68polyamid Nylon 1,14 0,10 0,61polyester Dacron, Trevira aj 1,39 0,09 1,20 Literatura High-Performance Structural Fibers for Advanced Polymer Matrix Composites, , The National Academies Press 2005
Reference
Související články Tržná délka, Tex (jednotka), Pevnost (fyzika)
Kategorie:Textilní jednotky