Trong ngành dệt may, sợi nylon được sử dụng rộng rãi do sức mạnh tuyệt vời, khả năng chống mài mòn và độ đàn hồi tuyệt vời. Tuy nhiên, các tình huống ứng dụng cụ thể đặt ra yêu cầu cao hơn về khả năng chống mài mòn của sợi nylon. Để đáp ứng những yêu cầu này, các kỹ sư dệt may sử dụng phương pháp xoắn như một quy trình chính để xử lý sâu sợi nylon nhằm cải thiện đáng kể khả năng chống mài mòn của nó.
Khái niệm cơ bản về cơ chế cải thiện khả năng chống xoắn và mài mòn
Xoắn là quá trình quay sợi để tạo ra mô-men xoắn giữa các sợi, để các sợi được kết hợp chặt chẽ hơn. Quá trình này không chỉ làm thay đổi cấu trúc bên trong của sợi mà còn tăng cường đáng kể khả năng chống mài mòn của sợi. Việc cải thiện khả năng chống mài mòn của sợi nylon bằng cách xoắn chủ yếu được thể hiện ở các khía cạnh sau:
Liên kết chặt chẽ giữa các sợi: Trong quá trình xoắn, mô men xoắn giữa các sợi buộc chúng phải kết hợp chặt chẽ hơn. Cấu trúc sợi chặt chẽ này làm giảm hiệu quả sự bong tróc của sợi trên bề mặt sợi, do đó làm giảm tốc độ mài mòn của sợi trong quá trình ma sát. Ngoài ra, cấu trúc sợi chặt chẽ có thể chống ma sát và cắt bởi các vật thể bên ngoài một cách hiệu quả, nâng cao hơn nữa khả năng chống mài mòn của sợi.
Phân bố đồng đều các sợi: Việc xoắn giúp phân bố các sợi bên trong sợi đồng đều hơn. Tính đồng nhất này giúp giảm sự tập trung ứng suất bên trong sợi, cho phép sợi chịu tải đồng đều hơn khi chịu ma sát, từ đó kéo dài tuổi thọ của sợi. Đồng thời, các sợi phân bố đều làm tăng độ bền tổng thể của sợi, giúp sợi có khả năng chống hư hỏng do ma sát tốt hơn.
Sự sắp xếp các sợi theo trục: Việc xoắn làm cho các sợi được sắp xếp gọn gàng theo trục bên trong sợi. Sự sắp xếp này giúp cải thiện khả năng chống mài mòn dọc trục của sợi, làm cho nó có khả năng chống mài mòn hiệu quả hơn khi chịu ma sát dọc trục. Ngoài ra, các sợi được sắp xếp theo trục có thể phân tán hiệu quả nhiệt sinh ra do ma sát và ngăn sợi bị hư hỏng do quá nóng.
Mối quan hệ giữa độ xoắn và độ bền mài mòn
Mức độ xoắn có ảnh hưởng đáng kể đến khả năng chống mài mòn của sợi nylon. Xoắn vừa phải có thể cải thiện hiệu quả khả năng chống mài mòn của sợi, nhưng xoắn quá mức có thể khiến sợi trở nên quá chặt và cứng, từ đó làm giảm khả năng chống mài mòn của sợi. Điều này là do sự xoắn quá mức làm cho các sợi bên trong sợi được sắp xếp quá chặt, làm tăng ma sát giữa các sợi, do đó làm tăng tốc độ mòn của sợi.
Trong các ứng dụng thực tế, điều quan trọng là phải chọn mức độ xoắn thích hợp, cần điều chỉnh theo yêu cầu cụ thể và điều kiện xử lý của sản phẩm. Nói chung, đối với các ứng dụng cần chịu được độ ma sát cao, chẳng hạn như thiết bị thể thao và các sản phẩm ngoài trời, nên chọn sợi nylon có độ xoắn vừa phải để cải thiện khả năng chống mài mòn. Đối với một số ứng dụng đòi hỏi độ mềm mại và thoải mái cao, chẳng hạn như đồ lót và chăn ga gối đệm, cần kiểm soát độ xoắn để tránh sợi quá cứng.
