9.4. Определение паропроницаемости текстильных полотен

Цель работы. Изучение методики определения паропроницасмостп тек стильных полотен.

Задание. 1. Изучить показатели паропроницаемости и факторы, влия­ющие на паропроницаемость текстильных полотен,

2. Изучить устройство прибора и методику определения паропроницаемо­сти текстильных полотен.

3. Провести испытания текстильных полотен на приборе типа СВП и оп­ределить показатели паропроницаемости.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Паропроницаемость характеризует способность полотен пропускать водяные пары из среды с повышенной влажностью в среду с меньшей влажностью. Паропроницаемость является одним из ценных гигиенических свойств текстильных изделий, применяемых для изготовления одежды и обуви, так как обес­печивает своевременное удаление испарений через материал и нормальный тепловой обмен организма человека с окружающей средой.

Прохождение паров воды через полотна осуществляется с помощью пор, а также путем сорбции — десорбции паров воды волокнами и нитями. Паропроницаемость зависит от толщины полотен, их плотности, вида переплетения, а также от разницы температур и относительной влажности воздуха по обе стороны материала.

Паропроницаемость можно определить следующим образом. Сосуд с водой плотно закрывают образцом испытуемого мате­риала и помещают в камеру с температурой воздуха 20°С п относительной влажностью 65%. Через определенное время определяют убыль воды в сосуде в результате ее испарения через элементарную пробу полотна, а затем рассчитывают паропрони­цаемость В„ [г/(м²-с)]:

В_а = А/(SТ), (9.3)

_ГДе А — масса водяных паров, испарившихся через элементарную пробу, г; S — площадь испытуемой пробы, м²; Т — время испытания, с.

Необходимо иметь в виду, что с уменьшением расстояния от поверхности воды до материала паропроницаемость увелмчп вается. Поэтому при ее определении это расстояние должно быть минимальным [9.1].

Относительная паропроницаемость В₀ показы­вает процентное отношение количества, паров воды А, прошед­шее через элементарную пробу, к количеству воды В, испарив­шейся из открытого сосуда, находившегося в тех же условиях испытания:

B₀ == А/В -100. (9.4)

Для определения паропроницаемости текстильных полотен применяется большое количество методов и приборов.

Обычно пробу располагают на пути движения водяных па­ров, образующихся за счет разности влагосодержания по обеим ее сторонам, и по скорости прохождения водяных паров через материал судят о его паропроницаемости.

Особый интерес представляют «потеющие» приборы, наибо­лее близко воспроизводящие условия эксплуатации материалов одежды и позволяющие проводить испытания при непосред­ственном контакте с влажной поверхностью. Так, Л. Л. Медве­девой разработан унифицированный метод определения паро­проницаемости (влагопроводности) текстильных полотен на при­боре типа СВП (суммарная влагопроводимость).

Сущность метода заключается в измерении количества воды, проходящей через единицу площади испытуемого материала от влажной поверхности прибора в окружающую среду за единицу времени при определенной разности парциальных давлений во­дяного пара по обеим сторонам пробы. Метод позволяет прово­дить испытания при непосредственном контакте материала с влажной поверхностью и при контакте через воздушную про­слойку. В этом случае паропроницаемость В_п г/(м²-с-Па) рас­считывают по формуле

В_П = B_сР/(0,014Δр*600), (9.5)

где Вcр — среднее арифметическое результатов трех измерений по капилляру за 10 мин; 0,014 — площадь пробы, м²; Δp — разность парциальных давлений водяного пара по сторонам испытуемого материала:

Δp = p₁ — р₂,

где р\ — парциальное давление водяного пара у поверхности «потеющей» пластины (под пробой), определяемое как парциальное давление насыщен­ного пара (табл. 9.1) по температуре поверхности испарения. Для практи ческих целей может быть использована температура мокрого термометра; р₂ — парциальное давление водяного пара над пробой \рг = ср/?„/100, где ф — относительная влажность воздуха над элементарной пробой; р_к — парциаль­ное давление насыщенного пара при температуре Т воздуха над пробой (см. табл. 9.1)1-

Т аблица 9.1

Темпера­тура, °С	Давление насыщенного водяного пара рц, Па	Темпера­тура, °С	Давление насыщенного водяного пара рн, Па	Темпера­тура, °С	Давление насыщенного водяного пара рн. Па
14	1598,3	18	2061,9	22	2641,4
15	1703,6	19	2196,1	23	2806,5
16	1815,5	20	2336,3	24	2981,0
17	1935,4	21	2484,2	25	3164,8

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Принципиальная схема прибора типа СВП показана на рис. 9.7. В корпус 8 ввинчен резервуар //, наполненный дистиллированной водой и покрытый «потеющей» пластиной 10, которая выполнена из обожженного каолина. «По­теющая» пластина, имитирующая кожу человека, представляет собой систему высокого давления водяного пара с относительной влажностью воздуха, близ­кой к 100 %. Система низкого давления представляет собой воздушную ка­меру 6, внутри которой помещен адсорбер 5 с активным поглотителем водя­ного пара. В качестве активного поглотителя используется хлористый каль­ций, который, поглощая влагу, позволяет поддерживать постоянный режим внутри камеры. Адсорбер через тягу 3 соединен с коромыслом весов 4. Воз­душная камера и «потеющая» пластина перекрыты заслонками 1 и 2. С по­мощью установочных колец 7, ввинчивающихся в корпус прибора, испытуе­мый образец 9 помещают в прибор над «потеющей» пластиной или непосред­ственно на нее. Вода из резервуара 11 через «потеющую» пластину посту­пает к испытуемой пробе. Часть воды поглощается материалом, если он гиг­роскопичен, а остальное количество воды проба «проводит» через себя путем сорбции — десорбции и диффузии в воздушную камеру, где происходит по­глощение водяных паров активным поглотителем. По перемещению мениска воды в измерительном капилляре 12 определяют ее расход.

Рис. 9.7. Схема прибора типа СВП для определения паропроницаемостн текстильных полотен

Для проведения испытаний от точечной пробы по шаблону вырезают 3 круглые элементарные пробы диаметром 156 мм (5 — 0,014 м²) каждая. В чашку адсорбера 5 загружают 90 г свержепрокаленного хлористого кальция и заполняют систему водой. После этого замеряют температуру и влаж­ность воздуха в воздушной камере и температуру «потеющей» пластины. При проведении испытания в стандартных климатических условиях можно рабо­тать без воздушной камеры. В этом случае подготовленную к испытанию пробу помещают на «потеющую» пластину и записывают показания весов и капилляра. Одновременно выдвигают обе заслонки, включая секундомер. Че­рез каждые 10 мин регистрируют по капилляру количество воды, убывшей из резервуара, а на весах — количество водяных паров, поглощенных в ад­сорбере. После наступления динамического равновесия процесса влагопере-дачи, т. е. когда скорость убыли воды из капилляра становится равной ско­рости увеличения массы адсорбента, делают еще три замера и вычисляют среднее арифметическое результатов измерения. Показатель паропроницаемо-сти рассчитывают по формуле (9.5).

УКАЗАНИЯ ПО ОТЧЕТУ

Отчет должен содержать: основные сведения; методику испытания; резуль­таты испытаний; расчет паропроницаемости для испытуемого материала.