29. Какие явления сорбции и десорбции водяных паров и воды характерны для текстильных материалов

Гигроскопические свойства – способность текстильных материалов поглощать и отдавать водяные пары и воду.

Сорбция – физико-химическое явление поглощения волокнами паров влаги.

Десорбция – процесс отдачи водяных паров.

Этапы сорбции:

1. Адсорбция

2. Абсорбция

3. Капиллярная конденсация

Адсорбция – притягивание поверхностью волокон паров воды, которые образуют на ней плотную полимерную пленку.

Причина: не все связи в макромолекулах, находящихся на поверхности, уравновешены соседними макромолекулами. Следует отметить, что из-за пористости волокон поверхность сорбции волокон больше их наружной поверхности.

Процесс протекает очень быстро, в течение нескольких секунд с момента попадания материала в среду с большей относительной влажностью.

Абсорбция – процесс проникания (диффузии) молекул воды в межмолекулярное пространство, т.е. водяные пары поглощаются всем объемом волокна.

Процесс абсорбции – медленный, насыщение наступает лишь через несколько часов, т.е. наступает сорбционное равновесие.

Капиллярная конденсация.

При сорбции паров влаги в микрокапиллярах ( r ≤ 10 ^–5 см) и в замкнутых капиллярах текстильных материалов при полном насыщении волокна водяными парами происходит конденсация паров, в результате чего капилляры наполняются жидкостью.

При изменении окружающих условий (уменьшении относительной влажности воздуха) может наблюдаться процесс десорбции.

При этом наиболее интенсивная отдача влаги происходит в начальный момент процесса, по мере приближения к равновесному состоянию скорость процесса десорбции снижается.

30. Методы определения влажности текстильных материалов

1. Определение влажно­сти высушиванием. Основ­ным преимуществом этого метода являются простота проведения ана­лиза и возможность осуществления массовых анализов. Обычно опре­деление влажности высушиванием производят в сушильных шкафах с электрическим обогревом при ат­мосферном давлении; при этом ма­териал высушивается в неподвиж­ной среде (воздухе).

Такой метод имеет два сущест­венных недостатка: во-первых, он требует значительного времени (иногда до 10—16 ч); во-вторых, при сушке в сушильном шкафу мо­жет удаляться не только влага, но и другие летучие вещества, в ре­зультате чего влагосодержание оказывается преувеличенным.

Относительная влажность воз­духа в помещении также влияет на результаты анализа. С увеличением относительной влажности воздуха помещения точность определения влажности материала снижается.

2. Определение влажно­сти путем обработки мате­риала реагентами. Этот ме­тод состоит в том, что навеска ис­следуемых материалов помещается в колбу 1 емко­стью 250 , в которую также на­ливается толуол. Колбу подогре­вают, и доводят толуол до темпера­туры кипения. Со­держащаяся в материале влага от­гоняется вместе с парами толуола и по соединительной трубке по­ступает в трубку холодильника. Смесь паров толуола и воды в хо­лодильнике конденсируется и соби­рается в приемной трубке с градуировкой. Благодаря меньшему удельному весу толуола он собирается в верх­ней части, а вода как более тяже­лая— в нижней части трубки; по делениям определяются количества воды в кубических сантиметрах, вы­делившейся из материала.

По сравнению с определением влажности материала в сушильном шкафу этот способ имеет ряд пре­имуществ: он может обеспечить боль­шую точность определения влажно­сти материала; продолжительность анализа составляет только (2 ч вме­сто 10—15 ч); не требуется регули­рование температуры, так как то­луол кипит при постоянной темпе­ратуре.

Недостатками этого способа яв­ляется относительная сложность анализа и ухода за прибором; кро­ме того, градуированная трубка стоит сравнительно дорого и часто бьется.

Кроме описанных методов, для определения влажности применяют­ся методы определения влажности экстракцией и газометрический, од­нако все они являются лаборатор­ными и неприменимы для систем автоматического контроля сушки.

3. Электрофизические и радиоактивные методы определения влажности материала. Преимуществом этих методов является быстрота опреде­ления влажности сушимых мате­риалов или изделий, что делает возможным применение некоторых из них для автоматического регули­рования процесса сушки. Неравно­мерность распределения влаги в су­шимом материале и непостоянство электрофизических характеристик его являются причиной неточности таких методов.

Электрофизические методы мо­гут быть основаны на зависимости удельного сопротивления, ди­электрической проницаемости и тангенса угла потерь материала от его влажности (электрические вла­гомеры); основанные на использо­вании гигроскопических тел, поме­щаемых вблизи поверхности влаж­ного материала, дающих возмож­ность по их влажности косвенным путем судить о влажности материа­ла (миниатюрные электрические гигрометры).

Радиоактивные методы основаны на свойстве ослабления (поглоще­ния) бета-частиц, гамма-квантов или нейтронного пучка, замедлении быстрых нейтронов атомами водо­рода, содержащимися во влажном материале (радиоактивные влаго­меры).