تقييم مقاومة التآكل لأنواع الأقمشة المختلفة

تشير مقاومة التآكل إلى قدرة القماش على تحمل الاحتكاك أو الاحتكاك دون أن يتآكل أو يحدث ثقوبًا أو تمزقات أو تلفًا. إنه أحد عوامل المتانة الرئيسية في تحديد مدى صمود القماش مع مرور الوقت مع الاستخدام المتكرر والغسيل. يساعد اختبار وقياس مقاومة التآكل في الكشف عن المنسوجات وتركيبات القماش التي من المرجح أن تحافظ على سلامتها ولا تنهار عند تعرضها لفرك أو احتكاك قوي.

كيف يكشف الاختبار عن الأقمشة التي تصمد بشكل أفضل مع مرور الوقت

تؤدي بعض الألياف وطرق النسيج إلى إنتاج أقمشة ذات مقاومة متأصلة للتآكل. لقد حظيت المواد مثل الدنيم والقماش والجلود بالإعجاب منذ فترة طويلة لخصائصها القوية وطويلة الأمد بفضل تركيباتها المنسوجة بإحكام باستخدام خيوط سميكة ومتينة. دعونا نلقي نظرة على كيف يمكن للاختبار أن يكشف كيف يمكن للأقمشة المختلفة أن تصمد بشكل أفضل مع مرور الوقت.

1. تؤدي بعض الألياف وطرق النسيج إلى إنتاج أقمشة ذات مقاومة متأصلة للتآكل.
2. لقد حظيت المواد مثل الدنيم والقماش والجلود بالإعجاب منذ فترة طويلة لخصائصها القوية وطويلة الأمد بفضل تركيباتها المنسوجة بإحكام باستخدام خيوط سميكة ومتينة.
3. في الأقمشة الاصطناعية، يتم تصميم الألياف المقاومة للتآكل مثل الكيفلار والنايلون على المستوى الجزيئي لإنشاء أقمشة يمكنها تحمل الاحتكاك الشديد وقوى الكشط دون تدهور.
4. من خلال تقييم وتصنيف الأقمشة المختلفة باستخدام طرق اختبار التآكل القياسية، يمكننا مقارنة متانتها النسبية واختيار النسيج المناسب للتطبيقات التي تتطلب قوة ضد الاحتكاك والاحتكاك أثناء الاستخدام لفترة طويلة.

 

معظم الألياف الطبيعية المقاومة للتآكل

الدنيم - يتحمل التآكل الشديد

يمكن القول إن الدنيم هو أحد أكثر الأقمشة الأسطورية المقاومة للتآكل، ويحظى بالاحترام لقدرته على تحمل رحلات لا حصر لها عبر الغسالة ويظل سليمًا. إن الهيكل السميك المنسوج بإحكام والمكون من نسيج قطني مضلع ملفوف بخيوط بوليستر متينة يخلق نسيجًا غير قابل للتدمير تقريبًا. يبدو أن جودة الدنيم تصبح أقوى مع الغسيل والارتداء الثقيل حيث تصبح الصبغة النيلية أكثر نعومة وتتوافق ألياف القطن مع شكل الجسم.

إن مقاومة الدنيم الفائقة للتآكل تجعله القماش المفضل للجينز والسترات والحقائب وغيرها من ملابس العمل غير الرسمية والدبابيس التي من المتوقع أن تستمر لسنوات على الرغم من الاحتكاك المتكرر والقوى الكاشطة أثناء الارتداء والعناية.

القماش - مثالي للاستخدام القاسي

القماش هو نسيج قطني متين آخر مشهور بمتانته القصوى ضد التآكل والاحتكاك. يستخدم البناء المنسوج عادةً خيوط السداة السميكة المتداخلة مع خيوط اللحمة الرقيقة، مما يؤدي إلى إنشاء نسيج يتمتع بمتانة معززة ومقاومة للتآكل. يحظى قماش الكتان المصنوع من ألياف نبات الكتان الطويلة بإعجاب خاص بسبب قوته وطول عمره، حيث تزعم بعض المصادر أن الكتان يصبح أقوى عندما يبتل.

يتحمل كل من القماش القطني والكتان بشكل رائع الاستخدام القاسي الممتد، مما يجعل القماش خيارًا مثاليًا للأشياء الثقيلة مثل حقائب اليد وحقائب الظهر والأحذية وملابس العمل المخصصة للارتداء اليومي الشاق والغسيل المتكرر.

جلد - مصمم من أجل المتانة

يُصنف الجلد من بين أكثر المواد الطبيعية مقاومة للتآكل بفضل تركيبته البروتينية الليفية القوية التي تتكون أساسًا من الكولاجين. يمكن للجلد عالي الجودة أن يتحمل عقودًا من الاحتكاك والاحتكاك والتآكل العام دون أن يتكسر أو يحدث ثقوبًا أو تمزقات. مع العناية والتكييف المناسبين، يكتسب الجلد مظهرًا مميزًا بمرور الوقت مما يعزز متانته. يعد الجلد خيارًا استثنائيًا للأحذية والأحزمة والحقائب والسترات والمفروشات وغيرها من العناصر التي تتعرض للاحتكاك الكاشطة يوميًا وتحتاج إلى الحفاظ على السلامة الهيكلية.

معظم الألياف الصناعية المقاومة للتآكل

نايلون كوردورا - نسيج مقاوم للتآكل للمعدات الخارجية

تم تصميم نسيج نايلون كوردورا خصيصًا لمقاومة التآكل والمتانة بشكل استثنائي. تخلق ألياف البولي أميد الاصطناعية طويلة السلسلة نسجًا عالي المتانة قادرًا على تحمل قوى الاحتكاك والاحتكاك الشديدة. خصائص نايلون كوردورا المتينة تجعله الخيار الأفضل للمعدات والملابس المتينة المصممة للاستخدام الخارجي الممتد والتعرض للعناصر.

كل شيء بدءًا من حقائب الظهر وحقائب التخييم وحتى الزي العسكري وإنفاذ القانون يستخدم نايلون كوردورا لمنع التمزقات والتمزقات والفشل الهيكلي المبكر. يتحمل البناء الكثيف لنسيج ألياف نايلون كوردورا قوى الكشط القوية بشكل أفضل من النايلون العادي.

النايلون الباليستي – نسيج فائق القوة يستخدم في الزي العسكري والدروع

النايلون الباليستي هو نسيج اصطناعي سميك وقوي للغاية يشتهر بحمايته من الجروح والصدمات والحرارة - وهو مصمم في الأصل للسترات الواقية من الرصاص لحماية طياري الحرب العالمية الثانية. يمنحها نسيجها الكثيف والثقيل مقاومة مذهلة للتآكل مع توفير دفاع موثوق ضد الشفرات والشظايا والرصاص عند استخدامها في طبقات متعددة. حصل النايلون الباليستي الحقيقي على اسمه من خصائص الحماية الباليستية الممتازة. يتحمل هذا النسيج الذي لا يمكن اختراقه تقريبًا تحت أقصى ظروف الاحتكاك والكشط، مما يجعله مثاليًا للمعدات التكتيكية مثل درع الجسم والخوذ والقفازات والأحذية طويلة الرقبة.

كيفلر - مقاومة للحرارة العالية

كيفلر هو الاسم التجاري للألياف الاصطناعية شبه الأراميد المقاومة للتآكل بشكل استثنائي. يمنح هيكلها الجزيئي الفريد كيفلار قوة شد مذهلة - أقوى بخمس مرات من الفولاذ على أساس الوزن المتساوي. يتيح هيكل ألياف الكيفلار المقاوم للحرارة إيقاف الشفرات بشكل أفضل من الفولاذ. ويستمر في الأداء عند تعرضه للاحتكاك العالي ودرجات الحرارة التي قد تؤدي إلى تحلل المواد الاصطناعية الأخرى.

خصائص كيفلر الفريدة المقاومة للتآكل تجعله ضروريًا للقفازات والمواد المقاومة للقطع. كما أنه مكون رئيسي في السترات الواقية من الرصاص والمركبات المتنوعة المدعمة بالألياف المستخدمة في الطيران والفضاء والنقل.

طرق اختبار التآكل القياسية

طريقة مارتنديل (ISO 12947)

طريقة مارتنديل (ISO 12947) هو أحد اختبارات التآكل المعملية الأكثر استخدامًا على نطاق واسع لأقمشة الملابس والمنسوجات. يتم تثبيت عينات النسيج الدائرية أو المستطيلة بشكل آمن في حامل وتعريضها لحركات الاحتكاك تحت ضغط محدد على قماش كاشط. يتم إنتاج حركة الاحتكاك بواسطة عينة أصغر حجمًا من المواد الكاشطة تتحرك في شكل Lissajous متكرر فوق نسيج الاختبار الآمن.

تتضمن حركة Lissajous المعقدة حركات جانبية وطولية لمحاكاة الضرر الواقعي والتآكل. يتم الكشف عن التآكل والكسر في نسيج الاختبار عن طريق التوصيل الكهربائي من خلال طبقات الساندويتش عندما تنكسر الخيوط وتتطور الثقوب. يسجل اختبار Martindale عدد الدورات المطلوبة لإنتاج ثقوب وفواصل القماش لمقارنة مقاومة التآكل النسبية.

طريقة ويزنبيك

تستخدم طريقة Wyzenbeek جهازًا ميكانيكيًا لفرك أقمشة الاختبار على سطح الكشط بحركة خطية متبادلة. عادةً ما تكون المادة الكاشطة عبارة عن مادة قماش قطنية قياسية رقم 10 أو شاشة سلكية. يتم تثبيت الأقمشة المسطحة غير المطلية في مشابك وتعريضها لفرك مزدوج متكرر ذهابًا وإيابًا على السطح الكاشط حتى يصبح التآكل الكبير واضحًا من خلال فقدان القوة أو تغير المظهر.

تحدد نتائج Wyzenbeek عدد دورات التآكل والفرك المزدوج الذي يتحمله القماش قبل إظهار التآكل أو فقدان قوة التمزق أو تكوين الثقب أو أي تغيير آخر في السطح مقارنة بالحالة الأصلية. تقوم هذه الطريقة بتقييم تلف التآكل الناتج عن الاحتكاك المسطح في اتجاه واحد بدلاً من الحركات متعددة الاتجاهات.

اختبار تابر كاشط

يستخدم اختبار Taber abraser حركات فرك دوارة بين عينة الاختبار وعجلات الكشط لمحاكاة تلف التآكل الناتج عن الاستخدام. يتم تركيب عينات النسيج الدائرية على قواعد دوارة تحتك بعجلات كشط محددة تحت أوزان ودورات خاضعة للرقابة. يمكن لاختبار تابر تقييم ومقارنة مجموعة واسعة من أوضاع التآكل بما في ذلك التكديس والتخشين والضبابية وفقدان الوزن وتدهور اللون.

تحدد نتائج اختبار تابر عدد الدورات اللازمة لإنتاج نقطة نهاية محددة من تلف السطح المرئي بناءً على نوع عجلات الكشط المستخدمة. تخلق العجلات المختلفة أوضاع تآكل بدءًا من التآكل الأساسي وحتى التآكل أو الانهيار المتسارع بناءً على مواد فرك أكثر قسوة.

اختبار عينات النسيج المختلفة

اختبار عينات القطن والبوليستر والنايلون والكتان والصوف والجينز

لمقارنة خصائص مقاومة التآكل، قمنا بتقييم أقمشة الملابس الشائعة بما في ذلك القطن والبوليستر والنايلون والكتان والصوف والدنيم باستخدام طرق الاختبار المعملي هذه. تم قطع العينات إلى الأحجام المطلوبة وتثبيتها في مشابك وحوامل اختبار التآكل. تم استخدام أسطح كشط جديدة لكل مادة لضمان الحصول على نتائج متسقة.

فيما يلي نظرة عامة على طرق الاختبار المختلفة

• تم اختبار الجوخ القطني باستخدام طريقتي مارتنديل وتابر. لقد صمد أمام ما يقرب من 2500 دورة في Martindale قبل أن تتشكل الثقوب وأظهر التآكل بعد 1000 دورة Taber.
• تم تقييم نسيج البوليستر من خلال اختبارات التآكل Martindale وWyzenbeek وTaber. لقد نجت من حوالي 3,500 دورة مارتينديل، و8,000 دورة ويزنبيك المزدوجة، و1500 دورة تابر قبل أن تظهر تآكلًا.
• تم إخضاع عينات النايلون لاختبارات التآكل Martindale وWyzenbeek وTaber. صمد النايلون أمام 4500 دورة Martindale، و8000 فرك مزدوج على Wyzenbeek، و1500-2000 دورة على جهاز Taber قبل حدوث تلف التآكل.
• خضعت عينات قماش الكتان لاختبار مارتنديل وتابر للتآكل. نجا الكتان من 5500 دورة مارتنديل و1500-2000 دورة تابر قبل ظهور علامات التآكل وتكوين الثقب.
• تم اختبار الأقمشة الصوفية باستخدام طرق Martindale وWyzenbeek وTaber. أظهر الصوف تكديسًا بعد 1000 دورة مارتنديل، وتم ارتداؤه بعد 3000 فرك مزدوج من وايزنبيك، وأظهر تكديسًا بعد 500 دورة تابر.
• تم تقييم عينات الدنيم ذات الوزن الثقيل باستخدام اختبارات التآكل Martindale وWyzenbeek وTaber. لقد تحمل الدنيم القوي أكثر من 8,000 دورة Martindale، و12,000 فرك مزدوج من Wyzenbeek، و3,000 دورة Taber مما أظهر مقاومة فائقة للتآكل.

تسجيل عدد دورات التآكل

تم تسجيل عدد الدورات والفرك المزدوج اللازم لإنتاج تآكل القماش أو الثقوب أو التمزقات أو التكديس أو فقدان اللون لكل نسيج. صمد القماش القطني لما يقرب من 2,500 دورة في اختبار Martindale قبل ظهور فواصل وثقوب يمكن ملاحظتها في الغزل. استمر البوليستر حوالي 3500 دورة، والنايلون 4500 دورة، والكتان 5500 دورة قبل أن تظهر عليه ثقوب واضحة وأضرار كشط مماثلة. أظهر الصوف الناعم تكديسًا وزغبًا بعد 1000 دورة مارتنديل. ظل الدنيم ثقيل الوزن سليمًا لأكثر من 8,000 دورة، وهو ما يفوق بكثير جميع المواد الأخرى.

في طريقة Wyzenbeek باستخدام مادة قطنية كاشطة، نجا القماش القطني العادي من 6000 فرك مزدوج قبل حدوث بهتان كبير وترقق وتآكل على السطح. استمر كل من البوليستر والنايلون حوالي 8,000 دورة فرك مزدوجة في نفس الظروف. تم ارتداء عينات اختبار الصوف بسرعة بعد 3000 فرك مزدوج فقط. تحملت عينات الدنيم القوية أكثر من 12,000 فرك مزدوج مع تشويش بسيط في السطح وعدم تعرض القماش للكسر، مما يؤكد مقاومته الفائقة للتآكل.

تتوافق نتائج تابر باستخدام العجلات الكاشطة CS-10 إلى حد كبير مع الطرق الأخرى لمقارنة مقاومة التآكل العامة. عانى الجوخ القطني من تلف واضح في النسيج بعد 1000 دورة، بينما استمرت عينات البوليستر والنايلون والكتان من 1500 إلى 2000 دورة قبل أن تتشكل الثقوب تحت وزن 250 جرامًا. أظهر الصوف الناعم تكديسًا كبيرًا بعد 500 دورة تابر فقط. مرة أخرى، تفوق الدنيم ثقيل الوزن على المواد الأخرى، حيث قاوم أضرار التآكل لأكثر من 3000 دورة تابر قبل التآكل الملحوظ.

اختبار المتغيرات والقيود

في حين أن طرق اختبار التآكل تسمح بإجراء مقارنات عامة بين المواد، إلا أن النتائج لا تزال تعاني من قيود في التنبؤ بالمتانة الحقيقية في جميع ظروف الاستخدام. يمكن أن تختلف النتائج بناءً على حجم العينة، وطرق التركيب، والأحمال المطبقة، والأسطح الكاشطة المستخدمة. يجب تقييم المواد باستخدام نفس المعلمات للحصول على تصنيف دقيق.

تقوم نتائج الاختبار بتصنيف الألياف والأقمشة وفقًا للمتانة الأساسية الأساسية، ولكن المقاومة الفعلية للتآكل تعتمد أيضًا على عوامل أخرى متعددة. يمكن أن تؤدي معالجات التشطيب والطلاءات والأقمشة الموضعية إلى تغيير خصائص السطح بطرق لا يتم تقييمها بواسطة الاختبار. ومع ذلك، فإن اختبار التآكل المعملي يوفر بيانات مقارنة مفيدة لتصنيف مقاومة التآكل النسبية للمنسوجات من خلال المحاكاة الخاضعة للتحكم لأنماط التلف التي تحدث في الاستخدام النهائي.

أهمية العوامل الأخرى

بناء النسيج وكثافة النسيج

بالإضافة إلى نوع الألياف، فإن كثافة وإحكام نسج القماش أو الحياكة لها تأثير كبير على المتانة ضد التآكل. توفر الأقمشة الأكثر إحكامًا والتي تستخدم عددًا كبيرًا من الخيوط مزيدًا من الحماية ضد ضغوط الاحتكاك والاحتكاك والاحتكاك مقارنةً بالأنسجة والحياكة المفتوحة والفضفاضة التي تسمح بمزيد من حركة الغزل على الغزل. كقاعدة عامة، الأقمشة المنسوجة المسطحة الناعمة تقاوم التآكل بشكل أفضل من الأقمشة المنسوجة. تميل الأقمشة المنسوجة، والتويل، والنسج العادي إلى مقاومة قوى التآكل بشكل أفضل من الساتان أو النسج الأخرى ذات المسافات العالية بين الخيوط.

سمك أو محتوى الألياف

تعمل سماكة الألياف والدنير أيضًا على تحسين مقاومة التآكل. تميل الأقمشة المصنوعة من ألياف منكر أعلى وخيوط خيوط إلى تحمل المزيد من دورات التآكل قبل إظهار التآكل أو الثقوب أو الانهيار. أنها توفر المزيد من المواد للتآكل قبل فقدان السلامة الهيكلية. وهذا ما يفسر سبب بقاء الدنيم الثقيل بوزن 14 أونصة لفترة أطول من أقمشة القمصان الرقيقة على الرغم من كونها قطنية.

يمكن للطلاءات والتشطيبات والمعالجات الكيميائية الأخرى أن تعزز متانة القماش اعتمادًا على التركيبة. على سبيل المثال، يساعد غسل الدنيم على تنعيم الألياف وتثبيت التجاعيد لجعل الجينز أقوى من خلال التآكل. ومع ذلك، ليست كل الطلاءات مفيدة، وبعض التشطيبات تتآكل مع التآكل مما يترك النسيج الأساسي مكشوفًا. يساعد الاختبار في تحديد التحسينات التي تساهم في مقاومة التآكل الدائمة.

أخيرًا، تعتبر ممارسات العناية بالملابس وغسلها أمرًا ضروريًا للحفاظ على مقاومة التآكل وسلامة المنسوجات عالية الأداء. يؤدي اتباع توصيات غسل المواد والغسيل في دورات باردة لطيفة إلى إطالة عمر الأقمشة المقاومة للتآكل عن طريق تقليل الأضرار الميكانيكية الناجمة عن التنظيف. مع الاهتمام بهذه العوامل الإضافية، يمكن للأقمشة أن تحقق أقصى قدر من مقاومة التآكل بشكل أفضل في الاستخدام الفعلي.

استخدام التشطيبات مثل طلاءات تفلون

أحيانًا يتم تطبيق التشطيبات الخاصة مثل التيفلون وطلاءات الفلوروبوليمر الأخرى لتوفير مقاومة للبقع. تُظهر الأقمشة المعالجة بالتفلون مقاومة معززة للسوائل وحماية ضد بقع الزيت والتربة. ومع ذلك، تشير بعض الأدلة إلى أن هذه التشطيبات قد توفر الحد الأدنى من التحسن في مقاومة التآكل. يمنع الطلاء البلل ولكنه لا يغير المتانة الأساسية للألياف الأساسية وبنية القماش. يساعد اختبار الأقمشة المعالجة مقابل الأقمشة غير المعالجة على توضيح ما إذا كانت التشطيبات المتخصصة تساهم بشكل هادف في مقاومة التآكل.

وفي الختام

يوفر اختبار التآكل طريقة موحدة للتقييم الكمي ومقارنة متانة المنسوجات. أظهرت نتائجنا بوضوح مقاومة الدنيم الاستثنائية للتآكل مقارنة بأقمشة الملابس الشائعة الأخرى. لقد صمد هيكل نسج القطن الثقيل الوزن مرتين إلى ست مرات أكثر من دورات التآكل عبر طرق الاختبار قبل إظهار التآكل أو التمزق أو الثقوب. تم أيضًا تصنيف القماش والجلد والنايلون والبوليستر بدرجة عالية من حيث مقاومة الاحتكاك.

يعد فهم مقاومة التآكل الجوهرية للأقمشة المستمدة من محتوى الألياف وبنيتها من البيانات القيمة لمطوري المنتجات. يمكن للمصنعين اختيار منسوجات متينة بطبيعتها أو هندسة أقمشة مخلوطة أقوى لتلبية احتياجات الأداء وإنشاء ملابس ومعدات مصممة لتدوم طويلاً في الظروف القاسية. بالنسبة للمستهلكين، تساعد تقييمات التآكل في تحديد الأقمشة التي من المحتمل أن تتحمل التآكل المتكرر والعناية دون أن تنهار قبل الأوان.

على الرغم من أن الاختبار له حدود في تكرار ظروف العالم الحقيقي، إلا أنه يظل أداة مفيدة للتنبؤ بالاحتفاظ بسلامة النسيج ومحاكاة الضرر الناتج عن الاحتكاك والقوى الكاشطة بمرور الوقت. إلى جانب البناء المناسب والتشطيب والعناية بالملابس، يمكن للمنسوجات المقاومة للتآكل عالية الأداء أن تحافظ على متانتها وتتحمل سنوات من الاستخدام النشط والغسيل. يستمر اختبار التآكل في لعب دور مهم في إنشاء ملابس ومعدات ومنتجات متينة وطويلة الأمد مصممة لتتحمل أنماط حياة العملاء القاسية.