Проницаемость

Проницаемость текстильных полотен определяет их способность пропускать через себя частицы воздуха, пара, дыма, пыли, воды, жидкости, радиоизлучения и др., а сопротивление их прониканию – упорность или непроницаемость.

Воздухопроницаемость – это свойство полотен оценивают коэффициентом воздухопроницаемости В_р, показывающим количество воздуха V в кубических метрах, проходящего через площадь полотна S = 1 м² за время =1 с при постоянной разности давлений р = р₁ – р₂ в паскалях:

(76)

При этом, чем выше перепад давления, тем больше воздухопроницаемость. На рис. 30 приведена зависимость воздухопроницаемости тканей от перепада давления.

Рис. 27. Зависимость воздухопроницаемости тканей от перепада давления: 1 – чистошерстяной драп; 2 – мадаполам; 3 – миткаль; 4 – суровое полотно; 5 – вольта; 6 – шелковая ткань

Эту зависимость можно рассчитать по известной формуле акад. X. А. Рахматуллина [6] (77) где Р - перепад давлений; а, b – коэффициенты, зависящие от структуры и толщины полотен и определяемые экспериментально; ВР - воздухопроницаемость при перепаде давления Р. При малых перепадах давлений Р по Н. А. Архангельскому для плотных и толстых тканей:

(78)

где М, К - коэффициенты, которые определяют эмпирически при подстановке экспериментальных данных, измеренных при разных давлениях, например 10 и 50 Па.

При приближенных расчетах можно применять формулу

(79)

где В₁ – коэффициент воздухопроницаемости при Р=1 Па; х – показатель, зависящий от структуры ткани (для плотных тканей х = 0,98-1, для редких тканей х = 0,53-0,5).

При постоянном перепаде давлений воздухопроницаемость в основном зависит от пористости, количества и размеров открытых пор, а также от толщины полотен. Воздухопроницаемость зависит от характера пористости. Пористость уменьшается с увеличением закрытых пор в полотнах. Ткани полотняного переплетения имеют меньшую воздухопроницаемость по сравнению с тканями других главных переплетений. Трикотажные полотна обладают большей воздухопроницаемостью, чем ткани саржевого переплетения. По данным работы [13], на воздухопроницаемость влияют температура воздуха и полотна.

Паропроницаемость – это свойство характеризует способность полотен пропускать водяные пары из среды с повышенной влажностью в среду с меньшей влажностью. Паропроницаемость - процесс испарения, диффузия может осуществляться путем конвекции паров через открытые поры, а также путем сорбции и десорбции. В последнем случае паропроницаемость зависит от гигроскопических свойств полотен и разницы между температурой и относительной влажностью воздуха по обе стороны пробы полотна. Коэффициент паропроницаемости, мг/(м²·с):

(80)

где А – количество убывшей воды, мг; S – площадь пробы, м²; t – время прохождения водяных паров, с.

Пылепроницаемость. На пылепроницаемость существенно влияют поверхностная пористость, толщина полотен, размеры частиц, запыленность воздуха. Показателем пылепроницаемости является коэффициент пылепроницаемости П_п, г/(м²·с), выражающийся массой пыли m, прошедшей через пробу площадью S за время Т:

(81)

Водопроницаемость – способность текстильных полотен пропускать воду при перепаде давлений, оценивается коэффициентом водопроницаемости В_q, выражающимся количеством воды в кубических дециметрах, проходящим в 1 с через 1 м² при постоянном давлении:

(82)

где V – объем воды, прошедший через пробу материала, дм³; S – площадь пробы, м²; Т - время, в течение которого проба пропускает определенный объем воды, с.

Водопроницаемость зависит от толщины, пористости полотен и изменяется в широких пределах.

Водоупорность – сопротивление текстильных полотен первоначальному прониканию через них воды. Водоупорность применяют для оценки брезентов, палаточных полотен, полотен со специальными водоотталкивающими пропитками. В качестве показателей водоупорности применяют минимальное давление воды на испытуемую пробу, вызывающее появление третьей капли воды на противоположной поверхности пробы. Водоупорность определяют на пенетрометрах [5]. В некоторых случаях водоупорность характеризуется временем, по истечении которого третья капля или определенный объем воды проходят через пробу при постоянном давлении воды или при падении капель с определенной высоты.

Водоупорность зависит от пористости полотен. Наличие сквозных пор, не заполняемых даже при набухании увлажненного полотна, снижает водоупорность.

Проницаемость текстильных полотен для радиоактивных изучений -, -, - лучей и потока нейтронов. -Лучи – положительно заряженные тяжелые частицы, состоящие из двух протонов и двух нейтронов (ядер гелия), обладают энергией в несколько мегаэлектронвольт (106 эВ), вылетающих из ядер радиоактивных элементов со скоростью порядка 15 – 20 тыс. км/с. Эти лучи задерживаются тканью, если она имеет высокую плотность.

-Лучи являются потоком электронов с энергией до нескольких мегаэлектрон-вольт, достигающих скоростей порядка скорости света (до 300 тыс. км/с) [6]. Защитная способность при действии -лучей повышается с увеличением толщины и плотности тканей, а также с увеличением числа слоев.

- Лучи представляют собой электромагнитное излучение, аналогичное рентгеновскому, но с очень малой длиной волн (10⁸ см и ниже) и энергиями квантов от сотых долей до сотен мегаэлектрон-вольт.

Нейтроны, не имеющие электрического заряда частицы атомных ядер, на малых расстояниях сильно взаимодействуют с последними. Нейтроны могут обладать разной энергией – от нескольких сотых мегаэлектрон-вольта (медленные нейтроны) до сотен мегаэлектрон-вольт.