Давыдов А.Ф. Текстильное материаловедение

Подождите немного. Документ загружается.

Водоупорность — это сопротивление текстильных изделий

просачиванию через них воды. За показатели водоупорности при-

нимают минимальное давление воды на испытуемый образец, вы-

зывающее появление третьей капли жидкости на противоположной

поверхности образца. Эту характеристику определяют на специ-

альных прибора называемых пенетрометрами. Иногда применяют

метод "кошеля", при этом воду наливают в ткань, которая закреп-

лена в виде мешочка, до высоты Н, а водоупорность характеризуют

временем после которого просачивается третья капля воды или ее

определенный объем. Для повышения водоупорности применяют

различные пропитки и пленки.

11.2.4.

Паропроницаемость

характеризует способность изделий пропускать водяные па-

ры из среды с повышенной влажностью воздуха в среду с меньшей

влажностью.

Паропроницаемость - это чрезвычайно важное свойство для

одежды и обуви, которое обеспечивает удаление испарений через

материал.

Проникновение паров воды через полотно может происхо-

дить двумя путями;

поглощением водяных паров одной стороной

материала и отдача их другой стороной; 2) через поры между ни-

тями. Таким образом, паропроницаемость полотен зависит от по-

ристости полотна и от гигроскопичности составляющих его воло-

кон и нитей.

Общий принцип оценки паропроницаемости полотен состо-

ит в том, что два стакана заполняют водой так, чтобы расстояние

от поверхности воды до края стакана h было одинаково в обоих

стаканах. Стакан

покрывают исследуемой пробой, стакан 2 оста-

ется открытым. Оба стакана взвепшвают и помещают в камеру, где

поддерживается определенная относительная влажность воздуха и

температура (ф= 60%, t =20°С). Через определенное время стаканы

вновь взвешивают, чтобы определить убыль воды из них за счет

испарения. Рассчитывают коэффициент паропроницаемости

F-T

где

А - убыль воды в мг из стакана, покрытого пробой,

F - площадь пробы , м

;

время испарения, сек.

132

Кроме того, пользуются характеристикой, относительная

паропроницаемость Во которая представляет собой процентное

отношение количества паров воды А,мг, прошедших через пробу, к

количеству воды В,мг, испарившейся из открытого сосуда того же

размера и за тот же период времени,%.

Д, = -100 % (П.13)

в ,

Для тканей относительная паропроницаемость лежит в пре-

делах 20 - 50 %, а абсолютная для одейсных

1,1-1,7

мг/м

с.

Сопротивление паропроницаемости R характеризуется тол-

щиной неподвижного воздуха, обладающего одинаковым сопро-

тивлением с испытуемым образцом. Сопротивление паропрони-

цаемости зависит от поверхностного заполнения полотен. Легкие

тонкие ткани имеют сопротивление паропроничаемости R < 1,0

мм,

ткани для верхней зимней одежды R = 2,5 - 3,5 мм, и специаль-

ные ткани,такие как парусина обладают сопротивлением R > 3,5

мм.

11.2.5.

Пылепроницаемость

Пылепроничаемость характеризуют способность текстиль-

ных изделий пропускать через себя в пододежный слой или удер-

живать частицы пыли. Частицы пыли проникают через материал

через сквозные поры. Удерживаются частицы пыли в текстильных

материалах за счет механического сцепления с поверхностью воло-

кон, а притягиваются благодаря наличию на них слоя статического

электричества. Материалы с рыхлой структурой и с большей тол-

щиной захватывают большее количество пыли и удерживают ее

более длительное время, а следовательно такие материалы больше

загрязняются.

Пылепроницаемость характеризуют коэффициентом пыле-

проницаемости Пп, выражающийся массой пыли m

г, прошедший

через пробу площадью S ,

,за

время т, сек.

= — — (П-14)

м с

Относительная пылепроницаемость П,%, показывает отно-

шение количества пыли, прошедший через материал, mi, г, к коли-

честву пыли, взятой для испытания пь, г.

^.юо

(№;:

133

Способность текстильных изделий воспринимать и задержи-

вать пыль называется пылеемкостью. Коэффициент пылеемкости

Пе,

характеризует массу пыли m , г, задержанной образцом мате-

риала, площадью S , м

, за время испытания Т, сек!

^= 4-

(п-16)

ST м с

Относительной пылеемкостью Пое, %, характеризуется от-

ношение количества пыли поглощенной материалом тг, г, к коли-

честву пыли взятой для испытания m

, г.

ое

^-ш

(и-

)

Вышеперечисленные показатели определяют либо путем за-

сасывания пыли определенного состава и размеров через материал

с помощью пылесоса, либо засыпанием муки в мешочки и воздей-

ствием на них механических ударов. Последний вид испытаний

характерен для тканей идущих на изготовления тарных мешков,

предназначеных для хранения сыпучих материалов. Для пальтовых

тканей относительная пылепроницаемость П = 0,6 %, а относи-

тельная пылеемкость Пое = 27,2 %, для х/б нетканного материала

соответственные П = 0,0 %, Пое = 9,4 %.

11.2.6. Проницаемость текстильных изделий для

радиоактивных излучений

К радиоактивным излучениям относятся а, (3,у ,- лучи и по-

ток нейтронов

а- Лучи - положительно заряженные тяжелые частицы, выде-

ляемые ядроми радиоактивных элементов, задерживаются тек-

стильными материалами, обладающими достаточной плотностью.

Р-

Лучи - поток электронов, задерживаются лучше материа-

лами с большей толщиной и плотностью, а так же с увеличением

числа слоев.

у - Лучи представляют собой электромагнитное излучение с

малой длиной волны.

Нейтроны - нейтральная частица атомных ядер. Для боль-

шенства текстильных материалов, последний два вида излучений

легко проникают через них, даже при наличии нескольких слоев.

134

11.

3. Тепловые свойства

К тепловым или термическим свойствам относятся свойства,

которые характеризуют отношение материала к действию на него

тепловой энергии. Для текстильных материалов измеряют тепло-

защитные свойства, теплостойкость, огнестойкость, морозостой-

кость. Для одежных текстильных полотен, особенно тех, которые

используются для предохранения человеческого организма от из-

лишних тепловых потерь или перегрева, особенно важное значение

имеют характеристики теплозащитных свойств.

11.3.1.

Теплозащитные свойства

О теплозащитных свойствах материалов судят по тепловому

сопротивлению R и коэффициенту теплопередачи К.

Коэффициент теплопередачи К определяет тепловой поток,

проходящий через 1 и

полотна данной толщины, при разности

температур на противоположных поверхностях полотна в

1°

С,

X = ® Вт (11.18)

Fih-tj)

-град

где Q- мощность теплового потока в ваттах, проходящего

через полотно;

F - площадь полотна, м

;

ti -t2

разность температур поверхностей полотна, в

С.

Тепловое сопротивление R - величина, обратная коэффици-

енту теплопередачи, R

ад

(11-19)

К Вт

Определяют так

же

коэффициент теплопроводности X.

Хт

._ Q

b Bm

(11.20)

F(h ~h) м-град

где:

в - толщина текстильного изделия, м.

Коэффициент теплопроводности, Л, можно определить по

формуле:

КЬ Вт (11.21)

м•град

Удельное тепловое сопротивление определяется по формуле:

135

^S(T

-T

)

R м-град

(1122)

bQ b Вт

Коэффициент теплопередачи, а следовательно, и тепловое

сопротивление зависят от видов передачи тепла: теплопроводности

самого вещества, теплопроводности воздуха в порах, конвенкций

(перемещения) воздуха и теплоизлучения с поверхности полотна.

Текстильные полотна имеют пористую структуру, поэтому

их теплозащитные свойства в большой степени зависят от их

структуры (пористости), чем от теплопроводности самого волокна,

из которого состоит полотно. Теплопроводность спокойного воз-

духа меньше теплопроводности волокон, коэффициент теплопро-

водности , Вт/м град составляет: для воздуха - 0,02, шерсти 0,03,

шелк 0,04, льна 0,04, хлопка 0,05, воды 0,6. Следовательно, тепло-

золяционные свойства одежных материалов зависят от толщины

слоя неподвижного воздуха, а следовательно, от наличия в них

мелких пор. Сквозные поры не препятствуют перемещению воздуха

и ухудшают теплоизолирующие свойства полотна.

Теплоизоляционные свойства текстильных полотен зависят

от их гигроскопичности. Тепловое сопротивление воды достаточно

низкое, поэтому с увеличением влажности текстильных полотен

ухудшаются их теплоизоляционные свойства.

Для оценки теплоизоляционных свойств различных тек-

стильных полотен используют различные приборы и методы ста-

ционарного и регулярных режимов.

При стационарном тепловом режиме определяют количество

тепла, необходимого для сохранения постоянной разности темпе-

ратур двух поверхностей изолированных друг от друга испытывае-

мых материалов. Недостатком этого метода является длительность

установления теплового процесса, что приводит к изменению

влажности материала, а следовательно и значений характеристик

тепловых свойств. Более простым и быстрым является метод регу-

лярного режима, при котором определяется скорость охлаждения

нагретого тела, изолированного от окружающей среды испыты-

ваемым материалом. Коэффициент теплопроводности

Вт/м град

для изделий разных структур и назначения представлен в таблице

11.2.

Таблица 11.2

Значение коэффициента теплопроводности для различных групп тканей

Группа тканей

Бельевые

Платьевые

Костюмные

Пальтовые

Коэффициент теплопроводности

Хвт/ м град

0,042-0,059

0,042

0,058

0,042

0,058

0,041 -

0,059

11.3.2.

Теплоемкость

- это способность текстильных материалов поглощать тепло

при повышении их температуры. Ее характеристикой является

удельная теплоемкость С, Дж/кг град - количество тепла Q , Дж

.которое необходимо сообщить материалу массой один килограмм,

чтобы повысить его температуру на

1°

С.

с=

Q Д

(11.23)

tni.h~h) кг град

где Q - количество тепла, Дж

т- масса материала, кг

ti -t2 -разность термодинамических температур,

С.

Удельная теплоемкость текстильных материалов находится в

пределах от 0,96 . 10

до 2,18 .

Дж/кг град.

11.3.3.

Тепло- термостойкость, морозостойкость и

огнестойкость

- Термостойкость, характеризует верхний предел рабочих

температур, выше которой наступает деструкция материалов

- Теплостойкость текстильных материалов определяется мак-

симальной температурой,выше которой наступает ухудшение

свойств, не позволяющих дальнейшее использование этих материа-

лов.

Термо - и теплостойкость зависят в основном от волокнистого

состава и на них влияет толщина, пористость и другие характери-

стики.

-Морозостойкость, определяется способностью изделий в

увлажненном состоянии выдерживать многократное заморажива-

ние-оттаивание без видимых признаков разрушения и ухудшения

прочности. Причиной разрушения, в этом случае, является расши-

рение воды н порах материала. Морозостойкость зависит в основ-

ном от структурных характеристик изделий. Морозостойкость не-

гигроскопичных материалов значительно выше.

- Огнестокость, определяется воздействием на текстильные

изделия огня и их способностью сопротивлятся возгораемости. По

огнестойкости изделия делятся на негорючие (асбест и др.), вое-

пламеняющиеся, но прекращающие гореть й тлеть'вне пламени

(шерсть, лавсан и др.) и горючие (хлопок, лён, вискоза и др.)

В качестве показателей огнестойкости используют: воспла-

меняемость, горючесть, продолжительность остаточного тления и

обугливаемость.

11.4.

Оптические свойства

- это свойства, воспринимаемые в зрительных ощущениях.

Оптические свойства материала характеризуют их способность

количественно и качественно изменять световой поток, опреде-

ляющий их цвет, блеск, прозрачность и белизну. Световой поток Ф

представляет из себя видимую часть спектра электромагнитных

излучений. При прохождении его через материал, часть его Фа по-

глощается вещетвом волокон, часть отражается Фо, часть пропус-

кается Ф1.

Коэффициент пропускания R,характеризует отношение по-

тока излучения, пропущенного изделием Ф

, к потоку излучения

подающему на него Ф.

я =

—

)

Коэффициент отражения/?, определяется отношением отра-

женного потока

Фо,

к падающему Ф

00 (11.25)

Коэффициент поглощения а .показывает отношение погло-

щенного потока Фа к падающему Ф

^ (И-26)

Все три коэффициента зависят от строения текстильных из-

делий, состояния их поверхности, переплетения, волокнистого со-

става, красителей и других характеристик.

Одно из важных световых явлений - цвет изделий. Цветовое

ощущение зависят от воздействия на глаз потока электромагнитно-

го излучения в диапазоне видимого спектра сданной волн

от 380

до 760 нм (1нм = 10-

м). Если материал равномерно поглощает све-

товой поток, то возникает ощущение ахроматического цвета, при

полном отражении- белого, при неполном поглощении - серого и

при полном поглощении - черного. При избирательном поглоще-

нии воспринимаемый световой поток дает ощущение хроматиче-

ского цвета, зависящего от длины волны излучения. Хроматиче-

ские цвета делятся на теплые (красный, оранжевый, желтый) и хо-

лодные (фиолетовый, синий, голубой).

Характеристиками цвета являются:

- цветовой тон, качественная характеристика устанавливаю-

щая общее между световыми ощущениями образца и цветом спек-

трального излучения , он определяется длиной отражаемой и по-

глощаемой световой волны. Имеется около 130 порогов цветового

тона.

- Светлота, количественная характеристика ощущения света,

показывающая степень общего между данным цветом и белым. Она

характеризуется коэффициентом отражения Ко.

Ко=^-

01-27)

где So - отраженный световой поток

S - падающий световой поток.

- Насыщенность, качественная характеристика отражения

цвета, позволяющая различать два ощущения цвета, имеющего

один и тот же световой тон, но разную степень хроматичности.

Восприятие цвета очень сложный процесс, который зависит

от состава светового потока (источника освещения), фона, и факту-

ры - состояния окрашенной поверхности. Белые и теплые цвета

хорошо выявляют поверхность изделий, их фактуру, а холодные,

наоборот, скрывают.

Отраженный от материала световой поток и его спектраль-

ный состав оценивают цветовыми характеристиками, такими как:

- доминирующая длина волны - это длина волны монохрома-

тического излучения, которую нужно смешать с ахроматическим,

чтобы получить необхожимую цветность образца.

- чистота цвета Р, соотношение монохроматического и ахро-

мотического излучения

^.Ю0 % (11-28)

где

яркость монохроматичского излучения

В - яркость всего излучения

- Яркость В - это отношение интенсивности излучения AJ

приходящееся на единицу площади

139

B = —

)

Для текстильных материалов очень важной является харак-

теристика - белизна, характеризующая общее в ощущениях цвета

данной и идеально белой поверхности. Белизну оценивают по от-

ражающей способности W, %, поверхности текстильных изделий.

И^^.юо % (П.ЗО)

• PQ

где Ру

коэффициент отражения образца материала

Ро

коэффициент отражения эталонной белой пластины

Блеск- это специфическое восприятие человеком отраженно-

го светового потока, состоящего из зеркально отраженного и диф-

фузионно рассеяного излучений. Чем выше составляющая зеркаль-

ного отражения, тем сильнее блеск. Блеск текстильных материалов

оценивается отражающей способностью их поверхности по срав-

нению с отражением от эталона при разных углах наклона. Опре-

деляют число блеска U

U = 101п(а

{

/ а

) (П.31)

где ai и

да

- количество отраженного света падающего на по-

верхность под углом 22;5° и 0°.

Блеск зависит от состояния поверхности, переплетения и

структуры изделий. В химических волокнах, для снижения блеска,

используют матирование, добавления в раствор или расплав мель-

чайших частиц двуокими титана.

Прозрачность - это ощущение проходящего через материал

потока излучения, дающего представление о его глубине.

Устойчивость окраски определяется способностью сохранять

ее при различных воздействиях: света, светопгоды, стирки, глаже-

ния, пота, воды, трения и других. Под действием этих факторов

происходят физико-химические изменения в структуре красителей

и нарушается прочность их связей с волокнами, что приводит к

изменению цвета материала и закрашиванию соприкасающих по-

верхностей. Прочность окраски к каждому воздействию определя-

ется степенью просветления первоначальной окраски и степенью

закрашивания белого материала в результате этого воздействия,

которые определяются с помощью эталонов окрасок. Каждому

эталону соответствует определенный балл - от

до 5, причем балл

1 означает шедшую, а балл 5 высшую оценку степени стойкости

окраски.

140

11.5.

Электрические

свойства

К электрическим свойствам относятся электростатические

(электризуемость) и диэлектрические (диэлектрическая проницае-

мость, удельное сопротивление и другие)

- Электризуемость - это способность материалов к генерации

и накоплению в определенных условиях зарядов статического элек-

тричества. Электризация имеет поверхностный эффект и развива-

ется при трении.

Поверхности заряженные одноименным знаком, отталкива-

ются друг от друга. Разряды накопленного электричества могут

привести к нежелательным последствиям. Уничтожение или

уменьшение статического электричества достигается увлажнением

воздуха, его ионизацией, покрытием изделий масленной пленкой

или антистатиками и другими способами.

-Электрическая прочность (пробивная напряженность) Еп

кв/мм, определяется отношением напряжения, при котором проис-

ходит пробой материала Иа, кв, к его толщине

в,

мм.

Еп =

Ва_ кв_ (н.32)

Ъ ''мм

Пробивная напряженность возникает в основном по воздуш-

' ным порам, поэтому при различных пропитках она резко возраста-

ет.

- Диэлектрическая проницаемость Е- это способность тек-

стильных полотен реагировать на внешнее электрическое поле, она

показывает во сколько раз увеличивается емкость кондесатора при

замещении воздуха между его пластинками испытываемым мате-

риалом.

•

Е = — (П. 33)

Со

где Со - емкость материала заполеннного воздушным ди-

электриком

См - емкость кондесатора заполненного текстильным ма-

териалом

Диэлектрическая проницаемость сильно зависят от влагосо-

держания материалов.