Композиционные материалы специального и технического назначения. Учебное пособие

Таблица 11.3 – Определение капиллярности технических тканей

Верхний конец элементарной пробы длиной 300 мм закрепляют на планке, а нижний конец закрепляют между двумя стеклянными палочками массой 5 г и опускают в сосуд с раствором двухромовокислого калия. Планку с иглами закрепляют в штативах в соответствии с рис. 11.1.

Рис. 11.1. Определение капиллярности технических тканей

Через каждые 5 мин по расположенной рядом линейке измеряют высоту подъема жидкости по пробе в течение1 ч. За окончательный результат испытаний принимают среднее арифметическое результатов трех измерений, вычисленное с погрешностью не более 1 мм и заносят в табл. 11.3 [2].

101

Расчетно-практическое занятие по оптимизации параметров ВЧ плазмы №3

Определение водопоглощения текстильных материалов специального назначения

Задание: определите водопоглощение технической ткани ТЛ-100 на основе полиэфирных волокон (100% ПЭФ) до и после ВЧ плазменной обработки в трех различных режимах, результаты занесите в табл. 11.4, оформите вывод с выбором оптимальных параметров плазменной обработки.

Таблица 11.4 – Определение водопоглощения технических тканей

Методика определения водопоглощения Определение водопоглощения технических тканей производят в

соответствии с ГОСТ 3816-81.

Водопоглощение характеризует способность волокнистых материалов поглощать воду при полном погружении в нее пробы. Для определения водопоглощения (Вп) необходимо определить массу (m0) подготовленных проб одинаковых размеров. Затем пробы на определенное время (1 ч) погружают в воду. После выдержива - ния в воде пробу вынимают, с помощью фильтровальной бумаги снимают удерживаемую поверхностью пробы влагу и определяют массу (m1) [3]. При взвешивании образцов используют весы аналитические модели AcculabALC-210d4 с погрешностью измерения не более ±0,0005 г.

102

Расчетно-практическое занятие по оптимизации параметров ВЧ плазмы №4

Определение влажности технических тканей

Задание: определите влажность технического войлока до и после ВЧ плазменной обработки в трех различных режимах, результаты занесите в табл. 11.5, оформите вывод с выбором оптимальных параметров плазменной обработки.

Таблица 11.5 – Определение влажности технических тканей

Методика определения влажности Элементарные пробы технического войлока, представляющие

собой измельченные кусочки материала по 6-10 г каждая, помещают в тарированные стаканчики с притертыми крышками, взвешивают на лабораторных весах и высушивают в сушильном шкафу мар - ки ШС-80-01 СПУ при температуре 105-110 0С до постоянной массы.

Перед взвешиванием стаканчики с элементарными пробами переносят в эксикатор для охлаждения. Взвешивание элементарных проб до и после высушивания проводят с погрешностью не более 0,001 г.

Фактическую влажность пробы (Wф) в процентах вычисляют по формуле:

(11.2)

где m1 – масса пробы до высушивания, г; m2 – постоянно-сухая масса пробы после высушивания, г.

Вычисления производят с точностью до 0,1%.

103

Расчетно-практическое занятие по оптимизации параметров ВЧ плазмы №5

Определение разрывной нагрузки технических тканей

Задание: определите разрывную нагрузку технической ткани ТК-80 на основе полиамидных волокон (100% ПА) до и после ВЧ плазменной обработки в трех различных режимах, результаты занесите в табл. 11.6, 11.7, оформите вывод с выбором оптимальных пар а- метров плазменной обработки.

Таблица 11.6 – Определение разрывной нагрузки технических тканей по основе

Таблица 11.7 – Определение разрывной нагрузки технических тканей по утку

Методика определения разрывной нагрузки При определении разрывной нагрузки технических тканей руко-

водствуются ГОСТ 29104.4-91.

Разрывную нагрузку при разрыве тканей определяют на разрывной машине РМ-50 с компьютерным управлением. Прибор состоит из ходовой и измерительнойчастей. Ходовая часть обеспечивает крепление и перемещение нижнего зажима. Измерительная часть отвечает за

104

крепление верхнего зажима и измерение усилия, возникающего на нем при растяжении образца. Нижний зажим размещен на ползуне, скользящем по стойкам, и перемещается вверх-вниз при вращении ходового винта посредством шагового двигателя.

Размеры элементарных проб принимают равными 50x500 мм. Перед испытанием точечные пробы выдерживают в климатических условиях по ГОСТ-10681 не менее 24 ч. Испытания ткани проводят в этих жеусловиях. Из каждой точечной пробы отбирают семь элеме н- тарных проб в виде полосок: три по основе и четыре по утку. Элементарные пробы предварительно размечают так, чтобы одна проба не являлась продолжением другой. Продольные нити элементарной пробы должны быть параллельны соответствующим нитям основы или утка точечной пробы. Первую элементарную пробу в направлении основы размечают на расстоянии не менее 50 мм от кромки точечной пробы. Элементарные пробы в направлении утка размечают на расстоянии не менее 50 мм от края точечной пробы, распределяя их п о- следовательно по длине [5]. Схема раскроя элементарных проб прив е- дена на рис. 11.2.

Рис. 11.2. Схема раскроя элементарных проб: у1, у2, у3, у4 – уточненные элементарные пробы, о1, о2, о3 – основные элементарные пробы,

К– полоска ткани с кромкой, b – ширина ткани, l– длина точечной пробы, зависящей от зажимной длины элементарной пробы

За разрывную нагрузку ткани принимают среднеарифметическое значение результатов всех имерений по основе или утку. Вычисления проводят до первого десятичного знака с последующим округлением до целого числа.

105

Рекомендуемая литература

1. Бондарь А.Г., Статюха Г.А, Потяженко И.А. Планирование эксперимента при оптимизации процессов химической технологии. – М.: Выща школа, 1980. – 264 с.

2.ГОСТ 29104.4-9. Ткани технические. Метод определения разрывной нагрузки и удлинения при разрыве.

3.ГОСТ 3816-81. Полотна текстильные. Методы определения гигроскопических и водоотталкивающих свойств.

4.Илюшина, С.В. Изменение водопоглощения полиэфирных и полиамидных технических тканей под воздействием неравновесной

низкотемпературной плазмы / С.В. Илюшина, Е.А. Сергеева // Инн о- вации в химии: достижения и перспективы: матер. Всеросс. молодеж. конф. – Казань, 2011. – С. 127.

5.ГОСТ 29104.4-91. Ткани технические. Метод определения разрывной нагрузки и удлинения при разрыве.

6.Модификация синтетических волокнистых материалов и изделий неравновесной низкотемпературной плазмой: в 2 ч. Ч. 2. Свой-

ства, структура и технологии / Е.А. Сергеева [и др.]. – Казань: Изд-во КГТУ, 2011. – 254 с.

7.Новые материалы / Ю.С. Карабасов [и др.]. – М.: МИСИС. –

2002. – 736 с.

8.Абуталипова Л.Н. Модификация волокнистых высокомолекулярных материалов легкой промышленности неравновесной низко-

температурной плазмой: учеб. пособие/ Л.Н. Абуталипова // Казань: Изд-во КГТУ, 2001. – 168 с.

9. Сергеева, Е.А. Создание технических тканей с заданными поверхностными свойствами путем модификации неравновесной низкотемпературной плазмой / Е.А. Сергеева, С.В. Илюшина // Дизайн. М а- териалы. Технология. - 2012. – №2(22). – С. 47-50.

10. Илюшина, С.В. Исследование гидрофильности полиэфирной ткани в зависимости от технологических параметров плазменной модификации / С.В. Илюшина, Е.А. Сергеева // Новыетехнологии и материалы легкой промышленности: матер. VII Междунар. научнопрактич. конф. студ. и молодых ученых. – Казань, 2011. – С. 231.

11. Одинцова, О.И. Основы текстильного материаловедения: текст лекций // О.И. Одинцова, М.Н. Кротова, С.В. Смирнова. – Иваново: Иван. гос. хим.-технол. ун-т., 2008. – 63 с.

12. Браславский, В.А. Капиллярные процессы в текстильных материалах / В.А. Браславский. – М.: Легпромбытиздат, 1987. – 112 с.

106

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Активизация торговли между странами, вовлечение в международный товарооборот все новых государств и территорий изменяют мировой рынок и усиливают международную конкуренцию в сфере производства и насыщения рынка товарами повседневного спроса, текстильной продукцией технического назначения.

Стабильность спроса на технические ткани связана и с их целевым использованием. Рынок технического текстиля не так капризен, как рынок тканей для одежды, он мало зависит от веяний моды. Это связано с тем, что потребители технического текстиля всегда ищут решения наиболее актуальных проблем, например, им нужно сделать легче вес автомобиля или нужен сверхлегкий текстиль для определенных целей. Технологические качества и технические характеристики продукта здесь выходят на первый план.

Если в 2007 году объем выпуска технических текстильных материалов на мировом рынке составлял примерно 21 млн т и оценивался в 115 млрд долл., то к 2010 году данный сегмент рынка достиг уже почти 24 млн т стоимостью 127 млрд долл. Причем прогнозируется ежегодный прирост рынка по этому показателю до 8-12 %.

С использованием композиционных текстильных материалов специального и технического назначения сегодня активно создаются фильтры для воды, непромокаемые одежда и обувь, медицинские ткани и повязки, средства гигиены, негорючие и жаропрочные материалы и многое другое. Также они сегодня широко используюся при производстве автомобилей, строительстве дорог и зданий, в сельском хозяйстве. Более десятка современных индустрий не могут существовать без активного использования композиционных текстильных материалов.

Авторы данной работы надеются, что содержащиеся в ней кра т- кие теоретические сведения и практические задания позволят обучающимся получить необходимый объем знаний о наиболее перспективных направлениях разработки композитов специального и технического назначения.

107

ЛИТЕРАТУРА

1.Евдокимова, Ж.В. Проблемы сырья в производстве тканей / Ж.В. Евдокимова, С.Н. Вотчикова // Легпромбизнес. Директор. - СПб.: Торговля и промышленность. - 2000. - №4. - С. 18-19.

2.Перепелкин, К.Е. Настоящее и будущее химических волокон: Взгляд в сле-

дующее столетие / К.Е. Перепелкин // Легпромбизнес. Директор. - СПб.: Торговля и промышленность. - 2000. - № 9- С. 26-31.

3.Айзенштейн, Э.М. Сырье для текстиля: мировая перспектива /Э.М. Айзенштейн // Текстильная промышленность. – 2003. – №4. –С. 34-38

4.Фомченкова, Л.Н. Текстильные химические волокна и нити на отечественном рынке / Л.Н. Фомченкова // Текстил. промышленность. – 2006. – №12. – С. 16-22.

5.Геллер, В.Э. Состояние и перспективы развития технологии производства полиэфирных волокон и нитей / В.Э. Геллер // Хим. волокна.– 2006. – № 4. – С. 28-39.

6.Кукин, Г.Н. Текстильное материаловедение / Г.Н. Кукин, А.Н. Соловьев,

А.И. Кобляков. – М.: Легпромбытиздат, 1992. – 272 с.

7. Перепелкин К.Е. Химические волокна для текстильной промышленности: основные виды, свойства и применение. / К.Е. Перепелкин// Текстильная химия. –

2001. – № 1.– С. 19-31.

8.Бузов, Б.А. Материаловедение впроизводстве изделий легкой промышленности(швейное производство) / Б.А. Бузов, Н.Д. Алыменкова. –М.: Академия, 2004.– 448 с.

9.Перепелкин К.Е. Химические волокна: развитие производства, методы полу-

чения, свойства, перспективы / К.Е. Перепелкин. – СПб.: Изд-во СПГУТД, 2008.– 354 с.

10.Новые материалы/Ю.С. Карабасов [и др.]//М.:Изд-во МИСИС.– 2002. – 736 с.

11.Жихарев, А.П. Материаловедение в производстве изделий легкой промыш-

ленности: учебник для вузов / А.П. Жихарев, С.К. Кузин, Д.Г. Петропавловский. – М.: Академия, 2004. – 448 с.

12.Енеке, М. Технический текстиль – рынок с необъятными потенциальными возможностями. М. Енеке // Нетканые материалы. – 2011. – №3 (16). – С. 19-21.

13.Керимов, С. Г. Производство технических тканей (оборудование и технология) / С. Г. Керимов, Л. Н. Попов.– М.: Легпромбытиздат, 1994. – 237 с.

14.Попов, Л.Н. Для всех отраслей/ Л.Н. Попов // Рынок легкой промышленности – 2000. – №6.

15.Попов, Л.Н. Текстильные материалы технического назначения: справоч-

ник-каталог / Л. Н. Попов, С. Г. Керимов. – Ярославль, 2006. - 492 с.

16.Кащеев, О.В. Российский рынок технического текстиля: анализ, проблемы, тенденции и перспективы его развития. – Текстиль. – 2002. – №1(1). – С. 19-23.

17.Гордеева, В.Н. Курскрезинотехника: 60 лет неизменного качества. – Каучук

ирезина. – 2007. - №6. – С.42-43.

18.Погадаева, С.С. Полиамидные и смесовые ткани технического назначения

для производства конвейерных лент, клиновых ремней и резинотканевых рукавов / Погадаева С.С. // Технический текстиль– 2007. - №15.

19.Гущина, М.Н. Новый тканый прокладочный материал для резинотехнической промышленности / М.Н. Гущина, Н.М. Колотилова // Технический текстиль –

2002. - №4. – С. 24-25.

20.Енеке, М. Технический текстиль: обзор мирового рынка / М. Енеке // Кау-

чук и резина. – 2011. – №3. – С.37-41.

21. Сергеева, Е.А. Рынок нанокристаллических химических волокон: состояние, перспективы, инновации. – Казань: КГТУ. – 2010 – 128 с.

108

22.Айзенштейн, Э.М. Мировой и российский рынки химических волокон и нитей в 2007 г. / Э.М. Айзенштейн // Хим.волокна. – 2008. – №6. – С. 49–59.

23.Шарплез, А. Кристаллизация полимеров/А. Шарплез.– М.:Мир, 1968.– 200 с.

24.Перепелкин, К.Е. Армирующие волокна и волокнистые полимерные компо-

зиты / К.Е. Перепелкин. – Изд.: Научные основы и технологии, 2009.– 386 с.

25.Высокомодульные волокна в автомобилестроении: технико-экономические перспективы / К. Вилмс [и др.] // Полимерные материалы.– 2012. - №2. – С. 13-16.

26.Артеменко, С.Е. Базальтовое волокно как эффективный армирующий материал для дорожного строительства / С.Е. Артеменко, С.В. Арзамасов, Д.А. Шатунов // Пластические массы. – 2008. - № 1.– С. 19-21.

27.Исследования гидромеханических характеристик базальтовых фильтроэлементов / С.Е. Артеменко [и др.]// Пластические массы. – 2008. - № 1. – С. 21-22.

28.Артеменко, С.Е. Рулонированные материалы на основе базальтовой ткани /

С.Е. Артеменко, Ю.А. Кадыкова, Т.П. Гончарова//Пласт. массы. – 2008. - №1. – С. 23-25.

29.Шумопоглощающие и звукоизоляционные материалы на основе базальтовых волокон/ А.А.Литус [идр.]// Пластические массы. – 2008. - №1. – С. 25-27.

30.Перепелкин, К.Е. Высокопрочные высокомодульные нити на основе ли-

нейных полимеров: принципы получения, структура, свойства, применение (ч. 2) / К.Е. Перепелкин // Химические волокна.– 2010. - №3. – С. 3-15.

31.Легкие баллистические материалы / под ред. А. Бхатнагара. – М.: Техносфера, 2011. – 392 с.

32.Перепелкин, К.Е. Современные химические волокна и перспективы их применения в текстильной промышленности / К.Е. Перепелкин // Рос. хим. журн.

(Журн. Рос. хим. общ-ва им. Д.И. Менделеева) – 2002. – Т. XLVI. – № 1. – С. 31-48. 33. Полиимидные и арамидные волокна и нити со специальными свойствами и

изделия на их основе / Т.К Мусина [и др.] // В мире оборудования. – 2010. - № 2(91). – С. 4-8.

34. Перепелкин, К.Е. Высокопрочные высокомодульные нити на основе линейных полимеров: принципы получения, структура, свойства, применение (ч. 1) / К.Е. Перепелкин // Химические волокна.– 2010. - №2. – С. 3-10.

35.Будницкий, Г.А. Полимерные волокна третьего поколения: разработки, свойства, применение / Г.А. Будницкий // Технический текстиль. – 2004. - №10.

36.Лисенкова, И.Ю. Биокинематическое исследование системы «человек- одежда-окружающая среда» для проектирования одежды спортсменов-черлидеров с улучшенными эргономическими параметрами / И.Ю. Лисенкова, В.А. Солодянников,

Р.Г. Тихонов // Уч. зап. ун-та им. П.Ф. Лесгафта. – 2013. – № 5 (99). – С. 71-72.

37. Метелева, О.В. Новая технология п овышения защитных свойств одежды для туризма и активного отдыха / О.В. Метелева, Е.П. Покровская // Сервис в России и за рубежом. – 2013. – №1 (39). – С. 86-96.

38.Бузов, Б.А. Материаловедение в производстве изделий легкой промышленности(швейное производство)/Б.А. Бузов, Н.Д. Алыменкова. – М.: Академия, 2004.– 448 с.

39.Жихарев, А.П. Материаловедение: Швейное производство: учеб. пособие / А.П. Жихарев, Г.П. Румянцева, Е.А. Кирсанова. – М.:Академия, 2005. – 240 с.

40.Строганов, Б.Б. Основы теории и практики вязания многослойного и ква-

зимногослойного трикотажа / Б.Б. Строганов.– М.:РосЗИТЛП. – 418 с.

41.Григорьева, Е.Г. Трикотаж комбинированных переплетений /Е.Г. Григорьева // Дизайн. Материалы. Технология. – 2013. – Т. 2. – № 27. – С. 84-85.

42.Галавская, Л.Е. Перспективы использования трехмерных геометрических моделей структуры трикотажа в проектировании изделий с заданными свойствами /

109

Л.Е. Галавская, Т.В. Елина//Дизайн. Материалы. Технология. – 2013. – Т. 2. – № 27. – С. 10-12.

43.Химические волокна: основы получения, методы исследования и модифицирование: учебное пособие для химико-технологических факультетов высших учебных заведений/под ред. Т.В. Дружининой.– М.:МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2006.– 472 с.

44.Инновационные текстильные материалы с использованием наномодифицированных полиэфирных волокон со специальными свойствами / В.А. Гольдаде [и др.] // Технический текстиль. – 2009. - №19.

45.Савостицкий, Н.А. Материаловедение швейного производства: учебник для студ. образ. учрежд. сред. проф. образ. / Н.А. Савостицкий, Э.К. Амирова. – М.: Академия, 2000. – 240 с.

46.Колесников, Н.В. Исследование теплозащитных свойств функциональных трикотажных полотен бельевого назначения / Н.В. Колесников, А.Ф. Давыдов // Текстильная промышленность. – 2011. – № 3 (686)– С. 32-33.

47.Буркитбай, А. Разработка новой композиции для антимикробной отделки целлюлозного текстильного материала / А. Буркитбай, А.Ж. Кутжанова, Б.Р. Таусарова//Актуал. проблемы гуманитарных и естественных наук. – 2010. – № 12. – С. 20-23.

48.Калимуллина, А.Р. Химическая технология полимерных волокон в текстильных материалах / А.Р. Калимуллина, Н.В. Романова // Вестник Казанского технологического университета. – 2011. – № 16.– С. 141-143.

49.Нетканые материалы производства Avgol Ltd. / Технический текстиль. –

2009. - №22.

50.Chellamani, K.P. Medical Textiles: The Spunlace process and its application possibilities for hygiene textiles / K.P. Chellamani, R.S. Vignesh Balaji, D. Veerasubramanian // Youth Education and Research Trust. – 2013. - Vol. 1(12). – С. 735-739.

51.Мальнев, С.А. Cпанбонд-технологии в России / С.А. Мальнев // Технический текстиль. – 2012. - №27.

52.Анисимов, Ю.В. Многослойные нетканые спанлейд материалы типа SMS / Ю.В. Анисимов, С.А. Мальнев // Технический текстиль. – 2009. - №19.

53.Нетканые материалы и изделия одноразо вого применения / Г.Н. Чистенко [и др.] // Военная медицина. – 2011. – №2 (19). –С. 89-91

54.Перепелкин, К.Е. Принципы и методы модифицирования волокон и волокнистых материалов (обзор)/К.Е. Перепелкин//Хим. волокна. - 2005. - № 2.- С. 37–51.

55.Изменение поверхностных свойств полипропиленовой нити под воздействием ВЧЕ разряда / В.Х. Абдуллина [и др.] // Новые технологии и материалы легкой промышленности: матер. V межд. науч.-практ. конф. студ. и молодых ученых. – Казань, 2009. – С. 82-85.

56.Абуталипова Л.Н. Модификация волокнистых высокомолекулярных материалов легкой промышленности неравновесной низкотемпературной плазмой: учеб. пособие/ Л.Н. Абуталипова. – Казань: Изд-во КГТУ, 2001. – 168 с.

57.Перепелкин, К.Е. Полимерные волокнистые композиты, их основные виды, принципы получения и свойства. Ч. 1. Основные компоненты волокнистых композитов, их взаимодействие и взаимовлияние / К.Е. Перепелкин // Хим.волокна. - 2005. -

№4. – С. 7-22.

58.Теория и практика технологий производства изделий из композиционных материалов и новых металлических сплавов – 21 век / С.А. Чернявский [и др.] // матер. третьей междунар. конф. – 2002. –С. 145-151.

59.Лякишев, Н.П. Конструкционные функциональные материалы. Настоящее и будущее. ВИН. Современное материаловедение, XXI век/Н.П. Лякишев. – Киев: Наукова думка. - 1998. - С. 284-296.

110