Определение характеристик физических свойств текстильных материалов

Цель работы: изучить основные характеристики гигроскопических свойств материалов и методы их определения. Изучить методы определения водопоглощаемости и капиллярности текстильных материалов.

Задачи работы:

1. Изучить влияние гигроскопических свойств на показатели физико-механических свойств и гигиенические свойства текстильных материалов.

2. Изучить влияние водопоглощаемости и капиллярности материалов на их физико-механические свойства.

3. Дать краткое описание метода определения влажности, гигроскопичности и влагоотдачи текстильных материалов.

4. Дать краткое описание методов определения водопоглощаемости и капиллярности текстильных материалов.

5. Провести испытание материалов на капиллярное поглощение в долевом и поперечном направлении, построить графики поглощения и определить капиллярность.

6. Провести испытание материала на смачиваемость.

7. Дать оценку полученным результатам и сделать вывод по работе.

Приборы и материалы: образцы текстильных материалов, установка для определения капиллярности, линейка, пипетка, ножницы, дистиллированная вода.

Литература: /2-4/.

Основные сведения

К физическим свойствам текстильных материалов относятся их способности к поглощению и проницаемости, тепловые, электрические, оптические и акустические свойства. Эти свойства определяют способность одежды защищать тело человека от воздействий окружающей среды, сохранить необходимый для жизнедеятельности организма микроклимат. Физические свойства текстильных материалов имеют и технологические значения, т.к. их проявление при проведении операций изготовления швейных изделий определяет параметры технологических процессов (влажно-тепловой обработки, стачивание, разрезание и др.), качество их выполнения.

Стандартные методы определения сорбционных свойств текстильного материала [ГОСТ 3816-81 (ИСО811-81)] основаны на отделении влаги от материала и определении его массы.

Текстильные материалы, находясь в среде с повышенной влажностью, способны поглощать водяные пары из окружающего воздуха. С другой стороны, они способны отдавать поглощенную влажность в окружающую среду с пониженной влажностью. Эта способность текстильных материалов поглощать и отдавать влагу имеет существенное значение и влияет на показатели физико-механических свойств материалов, определяет их назначение.

Одними из важнейших гигроскопических свойств текстильных материалов являются влажность, гигроскопичность, влагоотдача.

Влажность (фактическая влажность) W_ф, %, характеризует содержание влаги в материале при атмосферных условиях в момент испытания.

Кондиционная влажность W_к, %, характеризует влажность материала в условиях, близких к нормальным атмосферным [относительная влажность воздуха W_в = (652)%, температура t = (202)^оС].

Кондиционную влажность можно определить по формуле:

,

(11.1)

где p₁, p₂ – содержание волокон в материале, %

W₁, W₂ – кондиционная влажность составляющих волокон, %

Гигроскопичность W_r, %, - способность материала поглощать влагу из окружающей среды, имеющей относительную влажность воздуха 98%.

Гигроскопичность, %, вычисляют по формуле:

Wг = 100(mв – mс)/ mc,

(11.2)

где m_в – масса пробы после выдерживания в эксикаторе с водой;

m_с – масса пробы после сушки в сушильном шкафу, г

Влагоотдача В_о, %, - способность материала, имеющего гигроскопическое влагосодержание, отдавать пары воды в окружающую среду с относительной влажностью воздуха 2%.

Влагоотдачу, %, вычисляют по формуле:

Во = 100(mв – mс.к)/ (mв - mc),

(11.3)

где m_с.к – масса пробы после выдерживания в эксикаторе с серной кислотой, г.

Способность текстильного материала впитывать воду при непосредственном контакте с жидкой средой характеризуется такими показателями, как водопоглощение, намокаемость и капиллярность.

Водопоглощение П_в, %, - поглощение влаги при полном погружении материала в воду.

Водопоглощение, %, вычисляют по формуле:

Вп = 100(mв – mс)/ mc,

(11.4)

Намокаемость Н, г/м², - поглощение влаги материалом за 10 мин его дождевания.

Намокаемость, г/м², подсчитывают по формуле:

Н = (mд – mк)/ S,

(11.3)

где m_д – масса квадратной пробы после дождевания, г;

m_к – масса квадратной пробы после сушки и выдерживания в нормальных атмосферных условиях, г;

S – площадь пробы, м².

Капиллярность h, мм, - поглощение воды продольными капиллярами материала. Она оценивается высотой подъема жидкости в пробе материала, погруженного одним концом в воду, в течение часа.

Методы определения большинства характеристик гигроскопических свойств материалов можно разделить на прямые и косвенные.

Прямые методы основаны на отделении влаги от материала и раздельном определения их массы. К ним относятся: метод высушивания пробы до постоянной массы (принят в качестве стандартного); методы, основанные на экстрагировании влаги из материала водопоглощающими жидкостями; дистилляционный метод.

Косвенные методы оценки основаны на измерении физической величины, функционально связанной с влажностью материала. К этим методам принадлежат: кондуктометрический метод, основанный на измерении электрического сопротивления датчика в зависимости от влажности материала; емкостный метод, который основан на изменении диэлектрических свойств материала в зависимости от содержания влаги.

Смачивание - это полное или частичное растекание жидкости по поверхности материала. Оно может характеризоваться краевым углом смачивания (рис. 11.1), который образуется поверхностью материала и касательной к поверхности раздела жидкость - воздух. Способность материала к смачиванию определяется прежде всего химической природой волокон, их способностью к адсорбции влаги и характером поверхности: ее микрорельефом шероховатости.

Рис. 11.1