Thermo- und hydroplastische Eigenschaften von Wollfasern

Die vorliegende Arbeit zeigt Zusammenhänge zwischen verschiedenen Aspekten der morphologischen und viskoelastischen Eigenschaften der Wolle auf und weist auf deren Bedeutung für das Verarbeitungs- und Trageverhalten von Wolltextilien hin. Eine Differenzierung der Feinstruktur der Keratinfasern, die sich allein an mechanischen Eigenschaften orientiert, führt die komplexe Morphologie auf ein Zweiphasenmodell zurück, in dem axial orientierte, elastische Filamente (C-Phase) in eine amorphe Matrixphase (M-Phase) eingebettet sind. Betrachtungen zur Feinstruktur der Intermediärfilamente (IF) unterstützen die Sichtweise, daß das mechanisch effektiv als Filament wirkende Strukturelement der Anteil an ()(-helikalen Segmenten ist, die in den IF über verschiedene Stufen einer Ordnungshierarchie zu kontinuierlichen, elastischen Filamenten mit einem E-Modul von 8-10GPa verknüpft sind. Der Matrixphase wird alles übrige, nichtkristalline Material zugeordnet. Die dehnungsabhängigen Eigenschaften der Strukturelemente des Zwei phasenmodells, wie sie sich im Kraft/Dehnungs-Verhalten einer Wollfaser widerspiegeln, werden mit den Eigenschaften der M-Phase und insbesondere der Strukturelemente der IF in Einklang gebracht. Ausgehend von einer Längenänderung von 125% bei der Transformation eines ()( helikalen Segmentes im IF in die ß-Struktur wird gezeigt, daß im Fließbereich der Faser die ()( werden kann.

Klappentext

Die vorliegende Arbeit zeigt Zusammenhänge zwischen verschiedenen Aspekten der morphologischen und viskoelastischen Eigenschaften der Wolle auf und weist auf deren Bedeutung für das Verarbeitungs- und Trageverhalten von Wolltextilien hin. Eine Differenzierung der Feinstruktur der Keratinfasern, die sich allein an mechanischen Eigenschaften orientiert, führt die komplexe Morphologie auf ein Zweiphasenmodell zurück, in dem axial orientierte, elastische Filamente (C-Phase) in eine amorphe Matrixphase (M-Phase) eingebettet sind. Betrachtungen zur Feinstruktur der Intermediärfilamente (IF) unterstützen die Sichtweise, daß das mechanisch effektiv als Filament wirkende Strukturelement der Anteil an ()(-helikalen Segmenten ist, die in den IF über verschiedene Stufen einer Ordnungshierarchie zu kontinuierlichen, elastischen Filamenten mit einem E-Modul von 8-10GPa verknüpft sind. Der Matrixphase wird alles übrige, nichtkristalline Material zugeordnet. Die dehnungsabhängigen Eigenschaften der Strukturelemente des Zwei­ phasenmodells, wie sie sich im Kraft/Dehnungs-Verhalten einer Wollfaser widerspiegeln, werden mit den Eigenschaften der M-Phase und insbesondere der Strukturelemente der IF in Einklang gebracht. Ausgehend von einer Längenänderung von 125% bei der Transformation eines ()(­ helikalen Segmentes im IF in die ß-Struktur wird gezeigt, daß im Fließbereich der Faser die ()( werden kann.

Inhalt

1. Einleitung und Problemstellung.- 2. Morphologie und mechanische Eigenschaften der Keratine.- 3. Meßtechnik und theoretischer Ansatz.- 4. Übergangstemperaturen der Wolle.- 5. Wasser und die viskoelastischen Eigenschaften der Wolle.- 6. Diskussion.- 7. Zusammenfassung.- 8. Ausblick.- 9. Literaturverzeichnis.