Влияние влаги на физические свойства целлюлозных волокон
Механические и электрические свойства волокон сильно зависят от содержания в них влаги, но не для всех целлюлозных волокон имеются какие-либо определенные соотношения между содержанием влаги и данными свойствами. Как правило, прочность и растяжение при разрыве нативных целлюлозных волокон увеличиваются с увеличением содержания в них влаги, а для регенерированных волокон прочность уменьшается, растяжение же увеличивается с увеличением влагосодержания.
Было установлено, что влага не только пластифицирует волокно за счет уменьшения количества вторичных связей между гидроксильными группами целлюлозных молекул, но также создает более однородное распределение напряжений в поперечном сечении волокна.
Влияние различного содержания влаги на разрывную прочность и растяжение единичных хлопковых волокон показано в исследованиях Броуна и сотр. [71 ], некоторые результаты которых приведены на рис. 60.
Разрывная прочность влажных хлопковых волокон даже превышает величины, которые можно было ожидать на основании данных Броупа и сотрудников, и обычно в 1.1—1.2 раза больше разрывной длины при 65%-й относительной влажности. Было показано, что модуль эластичности уменьшается с увеличением содержания влаги в целлюлозных волокнах.
Цепевые молекулы целлюлозы в нативных волокнах имеют высокий поперечный порядок и, по-видимому, в сухом состоянии большая жесткость структуры таких волокон создает преждевременный их разрыв при малых усилиях. При введении влаги структура пластифицируется и различные структурные элементы целлюлозного волокна приобретают способность более легко двигаться при приложении нагрузки. Прилагаемое натяжение при этом более равномерно распределяется в поперечном се
чении волокна, в результате чего волокно имеет более высокие прочности и растяжения.
Обширные исследования влияния влагосодержания на физические свойства различных искусственных вискозных волокон были проведены
Хоусманом и другими исследователями I11]. Было показано, что огромное значение имеет субмикроскопическая структура волокон, которая зависит от условий прядения волокна.
Электрическое сопротивление целлюлозных волокон очень чувствительно к изменениям содержания в них влаги. Так, например, по данным Марфи и Балкера Г11], сопротивление хлопковых волокон уменьшается с 101в ом при 5%-й относительной влажности до 107 ом при 95%-й относительной влажности. Было предложено много теорий электропроводности целлюлозных волокон, но обобщающей теории до настоящего времени нет. По-видимому, электропроводность целлюлозных волокон зависит в основном от содержания влаги и распределения этой влаги внутри структуры волокна. Отчетливые изменения электропроводности целлюлозы с изменением содержания влаги и постоянство соотношения между влаго - содержанием и электропроводностью используются при определении содержания влаги в целлюлозах электрометрическим методом.