Текстильное материаловедение: лабораторный практикум

ТЕКСТИЛЬНОЕ

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

Москва

ИНФРА-М

201УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

3-е издание, переработанное и дополненное

Рекомендовано в качестве учебного пособия 

для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по направлениям подготовки 

29.03.05 «Конструирование изделий легкой промышленности»,

29.03.01 «Технология изделий легкой промышленности» 

(квалификация (степень) «бакалавр»)

Министерство образования и науки Российской Федерации
Московский государственный университет дизайна и технологии

УДК 67.017+677(075.8)
ББК 30.3+37.23я73
 
Т30

Текстильное материаловедение: лабораторный практикум : учеб. посо
бие / Ю.С. Шустов, С.М. Кирюхин, А.Ф. Давыдов [и др.]. – 3-е изд., 
перераб. и доп. — М. : ИНФРА-М, 2019. — 341 с.  — (Высшее образование: Бакалавриат). — www.dx.doi.org/10.12737/18080.

ISBN 978-5-16-011720-1 (print)
ISBN 978-5-16-104106-2 (online)
Рассмотрены основные виды испытаний, проводимых при определении 

характеристик строения волокон, нитей, полотен, их механических и физических свойств.

Лабораторный практикум призван оказывать помощь студентам при са
мостоятельной подготовке к выполнению, проведению лабораторных работ по 
текстильному материаловедению и оформлению отчетов по ним, а также при 
выборе направлений исследований, которые могут быть выполнены в рамках 
той или иной лабораторной работы.

Построение и содержание лабораторного практикума соответствует требо
ваниям Федерального государственного образовательного стандарта высшего 
образования последнего поколения, типовой программе изучения курса «Текстильное материаловедение» в высших учебных заведениях текстильного профиля.

Для студентов высших учебных заведений, изучающих дисциплину 

« Тек с тильное материаловедение».

УДК 67.017+677(075.8)

ББК 30.3+37.23я73

Р е ц е н з е н т ы :
Кирсанова Е.А., д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой материаловедения 
Московского государственного университета дизайна и технологии;
Тюменев Ю.Я., канд. техн. наук, профессор, зав. кафедрой материаловедения 
и товарной экспертизы Российского государственного университета туризма 
и сервиса

А в т о р ы :
Шустов Ю.С., Кирюхин С.М., Давыдов А.Ф., Белкина С.Б., Горшкова С.С., 
Гриднева Т.М., Демократова Е.Б., Курденкова А.В., Плеханова С.В., Чернышева Г.М.

ISBN 978-5-16-011720-1 (print)
ISBN 978-5-16-104106-2 (online)

Подписано в печать 10.03.2016. 

Формат 60×90/16. Бумага офсетная. Гарнитура Newton. 

Печать цифровая. Усл. печ. л. 21,3.

ПТ30.

ТК 483800-541445-100316

Отпечатано в типографии ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»

127282, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1

Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86. Факс: (495) 280-36-29

© Коллектив авторов, 2016

Т30

ФЗ 

№ 436-ФЗ

Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 4 ст. 11

Авторский коллектив:

Шустов Ю.С., д-р техн. наук, профессор — гл. 7, 8;

Кирюхин С.М., д-р техн. наук, профессор — гл. 1–4;

Давыдов А.Ф.,  канд.  техн. наук, профессор — гл. 3, 7;

Белкина С.Б., канд.  техн. наук, доцент — гл. 8.

Горшкова С.С., канд.  техн. наук, доцент — гл. 5, 7, 8;

Гриднева Т.М., канд.  тех. наук, доцент — гл. 6;

Демократова Е.Б., канд.  техн. наук, доцент — гл. 5, 8;

Курденкова А.В., канд. техн. наук, доцент — гл. 4, 8; 

Плеханова С.В., канд.  техн. наук, доцент — гл. 3;

Чернышева Г.М., канд.  техн. наук, доцент — гл. 4, 7;

ПРЕДИСЛОВИЕ

Лабораторный практикум по текстильному материаловедению 
является учебным пособием для студентов высших учебных заведений, изучающих дисциплину «Текстильное материаловедение» 
и смежные с ней курсы.
Лабораторный практикум призван оказывать помощь студентам 
при самостоятельной подготовке к выполнению, проведению лабораторных работ по текстильному материаловедению и оформлению 
отчетов по ним, а также при выборе направлений исследований, которые могут быть выполнены в рамках той или иной лабораторной 
работы.
Построение и содержание лабораторного практикума соответствует типовой программе изучения курса «Текстильное материаловедение» в высших учебных заведениях текстильного профиля. 
Практикум включает в себя следующие разделы:
1. Общие вопросы изучения свойств текстильных материалов.
2. Строение волокон и нитей.
3. Геометрические свойства волокон и нитей.
4. Механические свойства волокон и нитей.
5. Физические свойства волокон и нитей.
6. Строение текстильных полотен.
7. Механические свойства текстильных полотен.
8. Физические свойства текстильных полотен.
Разделы практикума состоят из лабораторных работ, для каждой 
из которых указаны: наименование, цель работы, задание, основные 
сведения, методика проведения, план отчета.
При написании лабораторного практикума авторы использовали 
опыт работы кафедры текстильного материаловедения Московского 
государственного университета дизайна и технологии, а также второе 
издание аналогичного лабораторного практикума, опубликованного 
в 1986 г. В настоящем, третьем издании учтены последние научнотехнические достижения отечественного и зарубежного текстильного 
материаловедения, рассмотрены современные методы и приборы, 
предназначенные для изучения свойств текстильных материалов.
Авторы будут благодарны всем, кто захочет сделать замечания по 
содержанию данного учебного пособия и предложит способы его 
улучшения. 

Глава 1
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ИЗУЧЕНИЯ 
СВОЙСТВ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Текстильными материалами называют материалы, состоящие из 
текстильных волокон, и сами эти волокна. Основными видами текстильных материалов являются волокна, нити и различные текстильные изделия.
Особенности текстильных материалов, проявляющиеся при их 
получении, переработке и эксплуатации, характеризуются их свойствами.
Свойства основных видов текстильных материалов подразделяют 
на следующие группы.
Свойства строения и структуры. Для волокон — это строение 
и структура веществ, образующих текстильные волокна (степень полимеризации, кристалличности, особенности молекулярной структуры и т.п.), а также структура и строение самих волокон (порядок 
расположения микрофибрилл, наличие или отсутствие оболочки, 
канала у волокон и т.п.). Для нитей — это взаимное расположение 
составляющих их волокон и элементарных нитей, что определяется 
круткой пряжи и нитей. Строение и структура тканей характеризуются переплетением составляющих ее нитей, их взаимным расположением и числом в том или ином элементе тканей (фазы строения 
тканей, плотность по основе и утку и т.п.).
Геометрические свойства определяют размеры волокон и нитей 
(длина, линейная плотность, форма поперечного сечения и т.п.), 
а также размеры текстильных полотен и штучных изделий (ширина, 
длина, толщина и т.п.).
Механические свойства характеризуют отношение текстильных 
материалов к действию различно приложенных к ним сил деформаций растяжения, смятия, кручения, изгиба и т.п.
Физические свойства — это характеристики массы, гигроскопичность, проницаемость текстильных материалов, а также тепловые, 
оптические, электрические, акустические, радиационные и другие 
свойства текстильных волокон, нитей и изделий.
Химические свойства определяют отношение текстильных материалов к действию различных химических веществ (например, растворимость или устойчивость волокон к действию кислот, щелочей 
и т.п).
Свойства материалов могут быть простыми и сложными. Сложными они являются в том случае, если характеризуются несколькими 

простыми свойствами. Примером сложных свойств текстильных материалов является: усадка волокон, нитей и тканей, износостойкость 
текстильных изделий, прочность окраски и т.п.
В особую группу следует выделить свойства, определяющие внешний вид текстильных материалов, например цвет ткани, чистоту 
и отсутствие посторонних включений у текстильных волокон, отсутствие пороков внешнего вида у нитей и тканей и т.п.
Одним из важных свойств текстильных материалов является их 
однородность или равномерность.
Изучение свойств текстильных материалов проводят путем их 
испытания.
Испытание текстильных материалов — это экспериментальное 
определение их количественных или качественных свойств.
В зависимости от целей испытания подразделяются на исследовательские, проводимые для изучения определенных свойств, 
и контрольные — для контроля качества.
Исследовательские испытания текстильных материалов обычно 
проводят в материаловедческих научно-исследовательских работах 
по изучению строения и свойств волокон, нитей и текстильных изделий.
Контрольные испытания выполняют при оценке и контроле качества текстильных материалов в условиях их производства, а также 
при сертификации.
Метод испытаний — это совокупность правил, определенных 
принципов, применяемых для осуществления испытаний.
Методы испытаний текстильных материалов определяются их 
видом и осуществляются путем последовательного выполнения следующих этапов работ: отбор образцов или проб, подготовка их к испытанию, проведение испытания, обработка и анализ полученных 
результатов.
Образец — это часть партии материала или штучных изделий, которую отбирают для проведения испытаний, а проба — наименьшая 
часть образца, используемая для испытания одного или нескольких 
показателей качества.
Подготовка образцов и проб к испытанию зависит от вида текстильного материала и особенностей его испытания. Например, для 
выполнения некоторых испытаний пробу волокна необходимо освободить от посторонних примесей, распрямить и параллелизовать 
отдельные волокна. Поэтому отобранные пробы волокон подвергают 
дополнительной обработке для наилучшего перемешивания материала, для распрямления, параллелизации волокон и удаления некоторых примесей, мешающих проведению испытаний. Для тканей 
подготовка образцов к испытанию заключается в их раскрое на 

пробы (полоски, кружки и т.п.), которые непосредственно заправляют в испытательные приборы и установки.
Общим в подготовке текстильных материалов к испытаниям является выдерживание отобранных образцов и проб в определенных 
климатических условиях. Это вызвано тем, что некоторые показатели 
качества текстильных материалов, например характеристики прочности волокон, могут изменяться в зависимости от их влажности 
и температуры. Поэтому контрольные испытания показателей качества волокон, нитей и изделий необходимо проводить при их постоянной нормальной влажности, которую они приобретают при 
выдерживании в течение определенного времени в нормальных атмосферных условиях.
Испытания текстильных материалов обычно проводятся в специальных лабораториях.
Ниже приводятся общие требования и положения, которые необходимо соблюдать при выполнении лабораторных работ данного 
практикума.

1.1. КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПРИ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОМ 
ВЫДЕРжИВАНИИ И ИСПЫТАНИИ МАТЕРИАЛОВ

В лабораторном помещении или в климатических камерах при 
выдерживании (кондиционировании) текстильных материалов перед 
испытанием, а также при проведении испытаний в соответствии 
с ГОСТ 10681-75 «Материалы текстильные. Климатические условия 
для кондиционирования и испытаний проб и методы их определения» должны соблюдаться следующие климатические условия (для 
умеренной зоны): относительная влажность воздуха j = 65±2%; температура воздуха t = 20±2°С. Производственные испытания на предприятиях и в организациях легкой промышленности допускается 
проводить при относительной влажности воздуха 65±5% и температуре 18–20°С. Для трикотажных полотен и изделий в соответствии 
с ГОСТ 8844-75 «Полотна трикотажные. Правила приемки и методы 
отбора образцов» и ГОСТ 9173-86 «Изделия трикотажные. Правила 
приемки и методы отбора образцов». Установлены j = 65±2% 
и t = 18–29°С. Для создания требуемых климатических условий в помещении применяют автономные кондиционеры или другие установки.
Выдерживание пробы (образца) материала в стандартных климатических условиях заключается в подсушивании материала и доведении массы пробы до постоянной величины, что практически обеспечивается в том случае, если масса за 2 ч увеличивается менее чем 
на 0,25%.

Определение относительной влажности и температуры  
воздуха психрометрами
Относительная влажность j (%) характеризует степень насыщения воздуха водяными парами и определяется по формуле

 
ϕ = p
p

d

t
100,  
(1.1)

где pd — давление водяного пара атмосферы при температуре tc, Па; 
pt — давление насыщенного водяного пара при температуре tc, Па.
Для измерения и регистрации относительной влажности и температуры воздуха применяют:
 
• аспирационный психрометр, обеспечивающий скорость движения воздуха около термометров не менее 2 м/с;
 
• простой психрометр (скорость движения воздуха около его термометров определяют кататермометром или сравнением с показаниями аспирационного психрометра);
 
• регистрирующие приборы — гидрограф и термограф.
Правильность показаний регистрирующих приборов и простого 
психрометра периодически, но не реже одного раза в сутки проверяют аспирационным психрометром.
Аспирационный (рис. 1.1, а) и простой (рис. 1.1, б) психрометры 
состоят из двух одинаковых термометров 2 и 7. Термометр 2 показывает температуру воздуха. Шарик термометра 7 обернут слоем тонкой 
неаппретированной хлопчатобумажной ткани поверхностной плотности 50–60 г/м2. У аспирационного психрометра ткань перед 
каждым измерением смачивают в течение 1 мин дистиллированной 
водой, а у простого психрометра она постоянно опущена одним 
концом в сосуд с водой. Вода, испаряясь, охлаждает термометр 7, 
поэтому его показания ниже показаний сухого термометра 2. Чем 
суше воздух и чем меньше его относительная влажность, тем интенсивнее испарение воды и тем больше психрометрическая разность 
показаний сухого и влажного термометров (tc - tв). Интенсивность 
испарения воды зависит от скорости воздуха, что необходимо учитывать при определении его относительной влажности простым 
психрометром. В аспирационном психрометре воздух всасывается 
вентилятором 5 и проходит в раструбах 8 и 1 трубки 6 около термометров 2 и 7 с постоянной скоростью не менее 2 м/с. Вентилятор 5 
получает вращение от часового механизма 4 или небольшого электродвигателя.
Постоянство скорости всасываемого воздуха обеспечивается 
определенной частотой вращения вентилятора, которую проверяют 
через окошечко 3 по времени одного оборота контрольной черты на 
барабане, указанному в паспорте прибора.

Перед каждым измерением относительной влажности воздуха 
необходимо проверить, увлажнена ли ткань в простом психрометре, 
и смочить ткань в аспирационном психрометре с помощью пипетки 
дистиллированной водой температуры 20 ± 2 C
o
 в течение 1 мин.
После достижения самой низкой температуры влажного термометра, но не менее чем через 3–5 мин работы вентилятора, определяют сначала температуру влажного термометра tв, а затем температуру сухого термометра tс с погрешностью 0,1оС. За самую низкую 
температуру влажного термометра принимают температуру, не изменяющуюся в течение 1 мин. Показания обоих термометров простого 
психрометра считывают, находясь на наибольшем расстоянии от 
него, при котором эти показания видны. Сначала как можно быстрее 
считывают десятые доли градуса, а затем целые градусы.
В ГОСТ 10681-75 приведены таблица и номограмма для определения относительной влажности воздуха аспирационным психрометром, которые не учитывают изменение атмосферного давления. 
В целях более точного определения относительной влажности воздуха по температуре сухого tc и влажного tв термометров по табл. 1.1 
определяют соответствующие значения pt и pв давления насыщенного водяного пара, Па. 
Для аспирационного психрометра сначала рассчитывают давление водяного пара атмосферы pd (Па), при температуре tc:

5

6

8

7

а
б

2

2

1

1

3
4

Рис. 1.1. Аспирационный (а) и простой (б) психрометры

p
p
t
t
B
d =
−
−
(
)
2
c
2
0 5

7 55

,

,
,  
 (1.2)

где pв — давление насыщенного водяного пара при температуре tв, 
Па; (tc - tв) — психрометрическая разность, °С; В — атмосферное 
давление, измеренное в помещении при испытании, Па.
Затем по формуле (1.1) подсчитывают относительную влажность 
воздуха.

Пример 1.1. По табл. 1.1 находим pt = 2488 Па и pв = 1938 Па. Тогда 
в соответствии с формулой (1.2)

pd = 1938 - 0,5(21 - 17)1000/7,55 = 1673 Па.

После этого по формуле (1.1) находим j = 1673/2488 ⋅ 100 = 43,1%.
Для простого психрометра относительную влажность воздуха j, %, 
подсчитывают по формуле

 
ϕ =
−
−
(
)

 ⋅
p
AB t
t

pt

в
в
c
100, 
(1.3)

где pв — коэффициент, зависящий от скорости движения воздуха.

Таблица 1.1

t, °С
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9

p, Па

10
1228
1236
1244
1253
1261
1270
1278
1287
1295
1304

11
1313
1321
1330
1339
1348
1357
1366
1375
1384
1393

12
1403
1412
1421
1431
1440
1450
1459
1469
1478
1488

13
1498
1508
1518
1528
1538
1548
1558
1568
1578
1588

14
1599
1609
1620
1630
1641
1651
1662
1673
1684
1695

15
1706
1717
1728
1739
1750
1761
1773
1784
1796
1807

16
1819
1830
1842
1854
1866
1878
1890
1902
1914
1926

17
1938
1951
1963
1976
1988
2001
2013
2026
2039
2052

18
2065
2078
2091
2104
2117
2130
2144
2158
2171
2185

19
2198
2212
2226
2240
2254
2268
2282
2296
2310
2335

20
2339
2354
2368
2383
2398
2413
2428
2443
2458
2473

21
2488
2504
2519
2535
2550
2566
2582
2598
2613
2629

22
2646
2662
2678
2694
2711
2727
2744
2761
2777
2794

23
2811
2828
2848
2863
2880
2898
2915
2933
2950
2968

24
2986
3004
3022
3040
3059
3077
3096
3114
3133
3151