Трение высокопрочных арамидных нитей и методика его изучения

Трение высокопрочных арамидных нитей и методика его изучения

Инженерный журнал: наука и инновации

# 8·2017 5

Возможным объяснением этого различия является высокая кри-

сталличность волокон из ПФТА, в отличие от которых для волокон

русар характерна аморфная структура волокнообразующего полиме-

ра [8]. Хотя при взаимодействии с матрицей в композитах аморфная

структура волокон способствует диффузии связующего и, как след-

ствие, повышает адгезию. При «сухом» трении у кристаллической

поверхности арамидных волокон коэффициент трения выше. Рас-

сматриваемый метод позволяет измерить коэффициент трения пары

различных нитей, и полученные значения для пары русар — кевлар

свидетельствуют о высоком трении этих волокон между собой (в

пределах погрешности измерений). Очевидно, что различной комби-

нацией нитей в гибридных тканях при необходимости можно регули-

ровать уровень фрикционного взаимодействия нитей.

Из полученных данных также видно, что трение нитей значи-

тельно (почти в 1,5 раза) возрастает после увлажнения. Это объясня-

ется повышением когезионного взаимодействия нитей по поверхно-

сти. Такое явление отмечалось раньше при оценке силы трения в ре-

зультате вытягивания нити из влажной ткани [9]. Существенно

влияние толщины нити при испытании, что, возможно, связано с

влиянием удельного давления в зоне контакта, снижающегося для

нитей с большей линейной плотностью при постоянном весе груза.

Формула Эйлера справедлива для идеально гибкой нити, а арамид-

ные нити отличаются высокой жесткостью, поэтому предлагаемый

метод наиболее целесообразно использовать для изучения трения

однотипных нитей близкой линейной плотности, например для оцен-

ки влияния аппретирования и поверхностной обработки.

Выводы.

Предложен метод определения коэффициента трения

нитей в петле с использованием стандартной машины для проведе-

ния испытаний на растяжение. Исследование показало более высокий

коэффициент трения у арамидных нитей с кристаллической структу-

рой по сравнению с нитями аморфной структуры волокнообразу-

ющего полимера. При увлажнении нитей коэффициент трения повы-

шается.

Автор выражает благодарность Т.Н. Филипповой (ИНХС РАН)

за участие в испытаниях, а также П.В. Михееву (МГТУ им. Н.Э. Бау-

мана) и А.Н. Малышеву (ЗАО «Тема-М») за предоставленные образ-

цы волокон.

ЛИТЕРАТУРА

[1]

Briscoe B.J., Motamedi F. The ballistic impact characteristics of aramid fibres:

The influence of interface friction.

Wear 158

, 1992, pp. 229–247.

[2]

Kirkwood K.M., Kirkwood J.E., Lee Y.S., Egres

R.G.Jr.

, Wetzel E.D. Wagner

Yarn Pull-Out as a Mechanism for Dissipation of Ballistic Impact Energy in