Pevnost textilií

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.^[1]

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.^[2]

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.^[3]

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

${\displaystyle N \over dtex}$

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).^[2]

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

${\displaystyle cN \over {tex}}$

Tato jednotka odpovídá přibližně 1 km dřívější tržné délky.

Pevnost staplových přízí dosahuje jen 50-70 % pevnosti vláken, ze kterých jsou vyrobeny.^[2]

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:^{[4] [5]}

Mimo tažné pevnosti se u plošných textilií často zkouší pevnost v natržení, pevnost v průtlaku kuličkou, pevnost oděru aj.^[2]

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:

${\displaystyle RKM={MPa \over {\rho \cdot g}}}$ [km]

• ${\displaystyle MPa}$ je poměr pevnosti k ploše
• ρ hustota [kg/m³]
• g je tíhové zrychlení na povrchu Země [m/s²]^[7]

Poměr tažné pevnosti k ploše průřezu u vybraných druhů vláken:

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.^[9]

Pevnost v tlaku je maximální síla, pod kterou vlákno může zůstat bez přetržení.

Výpočet: ${\displaystyle CS={F \over {A}}}$ [GPa]

kde CS = pevnost v tlaku (GPa), F = tlak (N) a A = plocha průřezu (mm²).^[10]

Vlastní měření tlakových vlastností se provádí na trhacím stroji s upravenou geometrií čelistí pro tlakové zkoušky (tak zvané reverzory).^[11]

Pevnost v tlaku a tažná pevnost u vysoce výkonných vláken:

^[12]

• High-Performance Structural Fibers for Advanced Polymer Matrix Composites, ISBN 978-0-309-09614-0, The National Academies Press 2005

Tržná délka, Tex (jednotka), Pevnost (fyzika)