2.2 Определение капиллярности

Текстильные материалы способны впитывать воду при непосредственном контакте с ее поверхностью. Поглощение воды продольными капиллярами материала называется капиллярностью.

Характеристикой капиллярности служит высота подъема жидкости продольными капиллярами пробы в течение 1 часа, h, мм.

Методика определения капиллярности, h, мм в соответ­ствии с ГОСТ 3816-81 заключается в следующем. Вырезают элементарные про­бы размером в долевом и поперечном направлениях. Пробу нака­лывают на иглы горизонтально расположенной планки (рисунок 2.1), нижний конец пробы пропускают между двумя стеклянными палочками длиной 60 мм и диаметром 2,5 и 6 мм, масса которых соответственно равна 2 и 10 г. Концы палочек скреплены резиновыми колечками. Нижний конец пробы опускают в сосуд с раствором двухромовокислого калия или эозина (розового цвета) таким образом, что­бы он покрыл стеклянные палочки. Через каждые 10 мин по расположенной рядом линейке измеряют высоту подъема жидкости по пробе в течение 1 часа.

Рисунок 2.1 - Схема заправки пробы для определения капиллярности /4/

По полученным данным строят график зависимости высоты подъема жидкости от времени испытания. Кривая характеризует процесс капиллярного поглоще­ния влаги испытываемым материалом (рисунок 2.2). Если граница подъема жидкости размыта, то результат измерения принимают как среднее значение верхней и нижней границы подъема.

Рисунок 2.2 – Кривая, характеризующая процесс капиллярного поглощения влаги испытываемым материалом

Методика выполнения задания 2.2

1. Выписать в отчет номер и полное название стандарта на метод определе­ния гигроскопических и водоотталкивающих свойств (ГОСТ 3816-81).

2. По стандарту определить и выписать в отчет сущность метода, а также размеры и число проб для определения капиллярности. Представить краткое описание оборудования.

3. Произвести испытания материалов, используя стандартную методику по определению капиллярности. Результаты занести в протокол и таблицу2.2. В протоколе построить графики зависимости высоты подъема жидкости от времени ис­пытания для проб, выкроенных по основе и утку, в отчете представить эти графики совмещенными в одних осях.

Таблица 2.2 - Результаты определения капиллярности

Направление выкраивания пробы	Показатели высоты подъема жидкости в пробе через интервалы времени, мм	Капилляр­ность h, мм
по основе	һ10= һ20= һ30= һ40= һ50= һ60=
по утку	һ10= һ20= һ30= һ40= һ50= һ60=

2.3 Определение воздухопроницаемости

Воздухопроницаемость – это способность материалов пропускать воздух. Она характеризуется коэффициентом воздухопро­ницаемости, показывающим, какой объем воздуха проходит через единицу площади материала в единицу времени при определенной разнице давлений по обе стороны материала. При условии разницы давлений Р по обе стороны материала воздух проникает через материал в направлении от большего давления к меньшему. Перепад давления (разрежение) выражается в Паскалях или миллиметрах водяного столба (1 мм. вод. ст. = 9,8 Па). Схема метода определения воздухопроницаемости представлена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 - Схема метода определения воздухопроницаемости:1 - проба; 2 - счетчик; 3 - камера; 4 – манометр; P₁ - давление окружающей среды; Р₂ - остаточное давление в камере, создаваемое с помощью насоса или вентилятора. Объем прошедшего через пробу воздуха измеряется счетчиком, а перепад давлений Р - манометром.

Воздухопроницаемость является одним из основных показателей гигие­ничности и теплозащитных свойств материалов и играет важную роль при их выборе для одежды. Материалы для летней одежды должны характеризовать­ся высокой воздухопроницаемостью и обеспечивать хорошую вентиляцию пододежного воздушного слоя; для зимней одежды, как правило, подбирают материалы с низкой воздухопроницаемостью.

Воздухопроницаемость бытовых тканей, трикотажных и нетканых поло­тен, тканей технических и для спецодежды, войлока, искусственного меха, комплексных (дублированных) материалов и изделий из них по ГОСТ 12088 - 77 /5/ характеризуют коэффициентом воздухопроницаемости B_p, дм³/(м² ·с), который рассчитывается по формуле 2.2:

B_P = V/(S·t), (2.2)

где V - объем воздуха, прошедшего через пробу, дм³;

S - площадь пробы, через которую проходил воздух, м²;

t - длительность прохождения воздуха через пробу, с,

Р - перепад давлений, Р=5 мм вод. ст. (49 Па), что соответствует перепаду давлений в пододежном слое и окружающем воздухе со скоростью ветра 8-10 м/с.

Для определения воздухопроницаемости материалов и изделий из них применяют приборы ВПТМ - 2, ATL - 2 (FF - 12) или УПВ - 2 (ГОСТ 12088-77).

Прибор ВПТМ - 2 (рисунок 2.4) состоит из индикатора разрежения, дифференциального манометра 1 класса точности с пределом измерения от 0 до 150 мм рт. ст., расходомеров (трубки Вентури) воздуха с переключателем, дросселя, вентилятора. К прибору прилагается комплект из шести сменных столиков с отверстиями площадью соответственно 2, 5, 10, 20, 50 или 100 см² и к ним шесть соответствующих прижимных колец.

Рисунок 2.4 - Принципиальная схема прибора ВПТМ - 2:

1- манометр; 2 - индикатор разрежения; 3 - прижимное кольцо; 4 - камера разрежения; 5 - сменные столики;6 - испытываемый материал; 7 - переклю­чатель; 8, 11 - расходомеры; 9 - дроссель; 10 – вентилятор

Приступая к работе на приборе, сначала с помощью ручки 12 (рисунок 2.5) устанавливают в нулевое положение уровень спирта в индикаторе разреже­ния, а затем ручкой 10 уровень спирта в дифференциальном манометре, кото­рый служит для фиксации и определения статических напоров в сужающем устройстве (трубке Вентури) расходомера. Действие расходомера основано на зависимости разрежения Р в камере прибора от расхода воздуха. При проте­кании воздуха через сужающее устройство средняя скорость потока в сужающем уст­ройстве повышается (вследствие перехода части потен­циальной энергии в кинетическую). В результате статическое давление потока после сужающего устройства становится меньше, чем перед ним. Разрежение в ка­мере зависит от количества протекающего воздуха и служит мерой его расхо­да. Используя показания дифференциального манометра, по таблицам пере­вода определяют расход воздуха, проходящего через пробу.

Рисунок 2.5 - Прибор ВПТМ - 2: 1 - ручка подключения; 2 - крышка; 3 - прижимное кольцо; 4 - шток; 5 - ручка перемещения прижимного кольца; 6 - сигнальная лампа «Нагрузка»; 7 - сигнальная лампа «Сеть»; 8 - тумблер «Сеть»; 9 - индикатор разрежения; 10-ручка установки уровня спирта в манометре; 11 - манометр; 12 - ручка установки нулевого уровня спирта в индикаторе разрежения; 13 - ручка установки разрежения в индикаторе разрежения

Испытания на приборе ВПТМ - 2 проводят следующим образом. Подни­мают шток, снимают крышку и устанавливают сменный рабочий столик, на котором размещают испытываемый образец. Для большинства текстильных ма­териалов применяют столик с отверстием площадью 10 или 20 см². Подбирают рабочий столик так, чтобы разрежение составляло по индикатору разрежения 5 мм вод. ст. (49 Па), если разрежение пре­вышает 5 мм вод. ст. (49 Па), применяют столик с большей площадью отверстия, при разре­жении менее 5 мм вод. ст. (49 Па) - столик с меньшей площадью отверстия.

Образец материала размещают на рабочем столике лицевой стороной вверх и прижимают прижимным кольцом. Плавно вращая ручку 13, устанавливают по индикатору разрежения за­данное разрежение 5 мм вод. ст. (49 Па). После этого определяют уровень спирта шкалы дифференциального манометра с погрешностью до одного деления шкалы. На каждом образце испытания проводят в пяти местах в шахматном по­рядке.

С помощью таблиц перевода для среднего арифметического значения уровня спирта шкалы дифференциального манометра определяют коэффици­ент воздухопроницаемости B_p , дм³/(м²·с).

После окончания работы на приборе выключают тумблер «Сеть» (погас­нет красная сигнальная лампа), закрывают камеру разрежения крышкой и от­ключают прибор от сети.