29.05.2020
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ПАРТИИ ОБРАЗЦОВ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПОВЫШЕННЫМИ ГИГИЕНИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ
В. В. Хамматова, д.т.н., профессор, зав. каф. дизайна КНИТУ, Р. Ф. Гайнутдинов, к.т.н., старший преподаватель каф. дизайна КНИТУ
В статье рассматриваются вопросы, связанные с изготовления экспериментальной партии образцов наноструктурированных натуральных текстильных материалов из хлопка с использованием потока.
В процессе изготовления экспериментальной партии образцов спецодежды из наноструктурированных тканей необходимо опираться на глубокие знания свойств полученных материалов, с одной стороны, и на ведущие требования, предъявляемые к изделиям специального назначения с другой, которые предполагают комплекс гидрофобных характеристик. А в условиях повышенной температуры и интенсивной солнечной радиации, должны соответствовать гигиеническим свойствам, влияющим на тепловое состояние человека и процесс терморегуляции [1].
Гигиенические свойства в спецодежде реализуются через систему как физических свойств (гигроскопичность, тепловые свойства, проницаемость, электризуемость), геометрических свойств (толщина, масса), жесткость тканей, так и ее конструкцию [2].
Обеспечение комфортного состояния человека в спецодежде в основном проверяли по гигиеническим показателям. Основным показателем гигиенических свойств применяемых наноструктурированных текстильных материалов для спецодежды является гигроскопичность — способность ткани поглощать водяные пары из окружающей атмосферы и удерживать их при определенных условиях, который определяется в соответствии с ГОСТ 3816-81 [3]. Ткани с определенной гигроскопичностью являются регулятором тепла между телом человека и окружающей средой.
Для оценки изменения гигроскопических свойств наноструктурированных текстильных материалов, изучено влияние потока неравновесной низкотемпературной плазмы на капиллярность тканей с содержанием природных волокон. В качестве объекта исследования выбраны текстильные материалы "Премьер FR-350" (100% хлопок) с антистатической нитью, арт. 10202АМ и "Парусина полульняная" (59% лен+41% хлопок) с пропиткой, арт.11293.
Наноструктурирование текстильных материалов, предназначенных для обработки рулонных тканей из натуральных и смесовых тканей, проводили в потоке неравновесной низкотемпературной плазмы (ННТП) пониженного давления в условиях вакуума.
Проводили отработку режимов на полупромышленной плазменной установке «ВАТТ 1500 Р/Р ПЛАЗМА 3», с частотой генератора 13,56 МГц в течение 1-2 м/мин, в зависимости от вида материалов. Режим плазменного наноструктурирования текстильных материалов регулировали путем изменения расхода газа G, давления в вакуумной камере Рк, мощности разряда Wр и продолжительности обработки τ, с целью регулирования гигроскопичности экспери- ментальной партии образцов текстильных материалов, используемых в качестве объектов исследования. Параметры наноструктурирования экспериментальной партии образцов текстильных материалов "Премьер FR-350" (100% хлопок) с антистатической нитью представлены на рисунке 1 и "Парусина полульняная" (59% лен + 41% хлопок) с пропиткой, арт.11293 представлены на рисунке 2.
Рис. 1 – Изменение гигроскопичности (%) экспериментальной партии образцов наноструктурированных текстильных материалов "Премьер FR- 350" (100% хлопок + антистатическая нить) от мощности разряда (Wр,кВт) и давления в вакуумной камере (Рк, Па). ННТП обработка: (G = 0,04 г/с; τ=2м/мин; Wр=3,5 кВт; Рк=18-20Па)
Рис. 2 – Изменение гигроскопичности (%) экспериментальной партии образцов наноструктурированных текстильных материалов "Парусина полульняная" (59% лен+41% хлопок) от мощности (Рк, Па). рННТП обработка: (G = 0,04 г/с; кτ=1м/мин; Wр=3,5 кВт; Рк=20-21Па)
Говоря о влиянии на гигроскопичность текстильных материалов входных параметров ННТП обработки (Pk, Wp), характеризующих мощность разряда и давление в вакуумной камере, можно отметить, что зависимости носят неярко выраженный экстремальный характер, то есть при достижении максимального значения гигроскопичности при определенной мощности разряда и давления в вакуумной камере начинается плавное снижение значений данного показателя. Характер полученных зависимостей на рисунках 1 и 2, объясняется тем, что при возрастании значений Pk и Wp, увеличивается активность плазмы (степень ионизации, кинетическая энергия и т.д.). Дальнейшее понижение гигроскопичности объясняется преобладанием термического воздействия плазмы при повышении данных параметров и, как следствие, термической деструкции, увеличением кристалличности и уплотнением структуры материала.
Заключение
Таким образом, данный плазменный метод наноструктурирования экспериментальной партии образцов текстильных материалов потоком ННТП пониженного давления за счет управления их микроструктурой позволяет не только повышать гигиенические и гидрофобные показатели тканей для спецодежды, но и обеспечивать комфортное состояние человека в спецодежде и сохранять их внешнюю форму. Улучшенный дизайн и конструкция моделей спецодежды обеспечивают комфорт и безопасность в различных погодных условиях труда на весь срок их эксплуатации.
Максимальные показатели гигроскопичности наноструктурированных текстильных материалов "Премьер FR-350" (100% хлопок + антистатическая нить) достигаются в результате обработки ННТП до 8%, а в наноструктурированных текстильных материалов "Парусина полульняная" (59% лен+41% хлопок) до 6,4%, относительно контрольных образцов.
*Проект выполняется в организации исполнителе (Получателе субсидии) при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в соответствии с требованием соглашения No 14.577.21.0019 о предоставлении субсидии на проведение прикладных научных исследований. Уникальный идентификатор прикладных научных исследований (проекта) RFMEFI57714X0019.
Литература
1. Гафурова, Н. Т. Принципы и методы художественного проектирования спецодежды [Текст] / Н. Т. Гафурова, Д. И. Сайлиева, Ж. И. Исмоилов // Молодой ученый. — 2015. — No8. — С. 217-220.
2. Хамматова, Э.А. Получение полимерно – текстильного материала с повышенными гигроскопическими свойствами для моделей специальной одежды [Текст] /Э.А. Хамматова, В.В. Хамматова // Вестник Казанского технологического ун-та. – 2011. – No 6. – С. 158-161.
3. ГОСТ 3816-81.Ткани текстильные. Методы определения гигроскопических и водоотталкивающих свойств [Текст]. – Введ.01.05.1981. – М.: Госстандарт России: Издательство стандартов, 1981. – 13с.
Источник
Приказ об организации деятельности ТК 424 по стандартезации «Продукция обувной, кожевенной и кожгалантерейной промышленности» 10.04.2017 №725 
