FIBRE TEXTILE

14 MANUALUL INGINERULUI TEXTILIST – FIBRE TEXTILE
Dimensiunile orientative ale acestor formaţiuni sunt:
– lungimea catenelor macromoleculare variază de la câteva sute de Å la câteva milioane
de Å, iar grosimea fiind de circa 2–5 Å;
– grosimea microfibrilei variază de la câteva zeci de Å la câteva sute de Å;
– macrofibrila (fibrila), formaţiune prezentă în cazul fibrelor naturale, are o grosime
care variază în limite foarte largi, de la câteva sute la câteva mii de Å;
– fibra propriu-zisă are o grosime variind de la câţiva µm, la zeci sau chiar sute de µm.
Pentru înţelegerea acestei complexităţi de probleme este necesar să se definească unele
elemente fundamentale care se găsesc în fibra textilă, cu scopul de a organiza, controla şi dirija
proprietăţile dorite şi impuse de domeniul de utilizare. Între aceste elemente de suprastructură
se menţionează:
– stările de agregare şi de fază ale polimerilor;
– agregarea supramoleculară (microfibrilară);
– morfologia structurilor fibrilar-cristaline ale polimerilor;
– corelaţia structură–proprietăţi.
Vom defini aceste elemente, în accepţiunile moderne ale specialiştilor din domeniul
fibrelor.
a) Stările de agregare şi de fază ale polimerilor. Polimerii se caracterizează numai
prin cele două stări de condensare, lichidă şi solidă, starea de gaz neexistând, deoarece
temperatura de fierbere la polimeri este foarte ridicată, peste cea de descompunere, care face ca
starea de gaz să nu se realizeze.
Dacă starea solidă de agregare se caracterizează prin faptul că moleculele au numai
mişcări de vibraţie în jurul poziţiilor de echilibru, ceea ce face ca mobilitatea să fie mică şi
împachetarea densă, elemente care explică rezistenţa mare la modificarea formei (deformare),
starea lichidă de agregare se caracterizează prin mobilitate mare a moleculelor, ceea ce explică
modificarea rapidă a formei şi curgerea sub acţiunea unor tensiuni mici.
Faza, din punct de vedere termodinamic, se defineşte ca un domeniu omogen al
sistemului, cu anumite proprietăţi termodinamice, delimitat prin suprafeţe de separaţie şi care
se diferenţiază de restul sistemului. Din punct de vedere structural, faza se caracterizează prin
modul şi ordinea de aranjare a moleculelor (monodirecţional, bi- sau tridimensional). În funcţie
de gradul de ordonare, la polimeri se disting două faze:
– cristalină – caracterizată printr-o ordine tridimensională la „mare distanţă“ a catenelor;
– amorfă – caracterizată printr-o „ordine apropiată“, asemănătoare lichidelor.
Substanţelor macromoleculare, respectiv şi fibrelor textile, le sunt specifice cele două
stări de fază, amorfă (sticloasă) – specifică lichidelor şi cristalină – specifică solidelor. Pe lângă
aceste două stări de fază, polimerilor le sunt specifice şi alte stări de fază, cum ar fi: înalt–
elastică (supraelastică), fluid–vâscoasă şi cea „lichid–cristalină“ (mezomorfă), cunoscute în
literatura de specialitate sub denumirea de cristale lichide (CL).
O prezentare sumară a stărilor de fază se impune, în ideea înţelegerii unor fenomene
care au loc în structura fibrei, în procesele mecanice şi/sau chimice de prelucrare tehnologică
textilă. Fiecare dintre stările fizice ale polimerilor este legată de un complex de proprietăţi.
Determinarea acestor proprietăţi permite identificarea stărilor de fază şi structura polimerului
studiat.
Starea de fază amorfă. Una dintre grupele importante de proprietăţi ale polimerilor este
cea a caracteristicilor mecanice. De aceea, aprecierea stării unei fibre polimere se realizează
prin structura deformaţiei sale, sub acţiunea unei forţe exterioare. Mărimea modificării este
determinată de structura polimerului.