Шустов Ю.C. Основы текстильного материаловедения

Подождите немного. Документ загружается.

Пиллингуемость чистошерстяных и полушерстяных

тканей находят по ГОСТ 12249 на приборе ТИ-1, с по-

мошью которого определяют и стойкость этих тканей к ис-

тиранию.

Из образца вырезают шесть пробных кружков диа-

метром 80 мм. Абразив - серошинельное сукно арт. 6405.

Через каждые 100 циклов с помошью специального шабло-

на подсчитывают число пиллей на площади 9 см^. Испыта-

ния заканчивают, когда число пиллей, достигнув макси-

мального значения, начинает уменьшаться в течение пос-

ледующих 400 циклов.

Если после 500 циклов с начала испытания пиллей на

образцах нет, то испытания прекращают и ткань оценива-

ют как непиллингуемую.

По результатам испытания оценивают пиллингуе-

мость тканей и устойчивость пиллей. За пиллингуемость

ткани принимают максимальное из средних значений чис-

ла пиллей в пересчете на 1 см-. Устойчивость пиллей (%)

определяют по формуле:

Y^{K,-K,)lK,-m, (3.46)

где А', - максимальное из средних значений числа пиллей;

Kq - число пиллей, оставшихся после дополнительных 400

циклов истирания.

3.5.10.

Раздвижка

осыпаемость тканей

В процессе эксплуатации ткани испытывают значи-

тельные нагрузки, и, как следствие, происходит нарушение

строения тканей и трикотажа, в результате чего происходит

смещение нитей относительно друг друга.

Раздвижкой называют смещение в ткани нитей одной

системы вдоль нитей другой системы. Когда смещение

происходит около обрезанного края ткани, оно вызывает

198

выпадение из нее смещающихся нитей; это явление назы-

вается осыпаемостью.

Раздвигаемость, как и осыпаемость, является след-

ствием малого тангенциального сопротивления нитей

в ткани.

Причиной недостаточного тангенциального сопро-

тивления могут быть:

- наличие крайних фаз строения ткани, когда умень-

шается взаимное соприкосновение нитей (например,

в первой фазе по натянутым нитям основы легко смещают-

ся уточные нити);

- вид переплетения (легче смещаются нити у переп-

летения с малым числом перекрытий);

- состояние поверхности нитей (легко смещаются

нити вдоль системы, состоящей из гладких, сильноскру-

ченных нитей);

- механические свойства нитей (смещение нитей

идет вдоль нитей, имеющих большую жесткость, меньший

коэффициент тангенциального сопротивления).

Раздвигаемость тканей определяют на приборе РТ-2

(рис. 3.57). Один конец пробы ткани 2 в виде полоски

30x450 (мм) крепят в зажиме барабана J, а к другому её

концу подвешивают груз 1 предварительного натяжения.

При включении прибора губки 5 сдвигают пробу ткани,

а барабан 3 приводит ее в движение. При появлении прос-

вета между нитями пробы, сдвигаемыми губками, на шка-

ле 4 регистрируют усилие, которое является характеристи-

кой раздвигаемости.

Осыпаемость определяют на приборе ПООТ (рис. 3.58).

Образец пробы ткани 2 размером 30x40 (мм) закрепляют в

зажимы 3, число проб - 20. На приборе задают требуемое

число циклов испытаний. При включении брус с абразив-

ной щеткой 7 совершает колебательное движение относи-

тельно проб ткани 2, воздействуя на их срезы.

Пробы материалов испытывают комплексное воздей-

ствие удара, изгиба, трения и встряхивания. Критерием

199

[

а 4

т-

"ГП—[—1—1—1—

Рис. 3.57. Прибор РТ-2:

/ - груз; 2 - проба ткани; 3 - барабан для наматывания пробы;

4 - шкала усилий; 5 - плоские резиновые губки

Рис. 3.58. Определение осыпаемости на приборе ПООТ:

/ - брус с абразивной щеткой; 2- пробы; 3 - зажимы;

4 - электродвигатель

200

осыпаемости является высота образовавшейся бахромы

пробы ткани, выраженная в миллиметрах, заданное число

циклов испытаний. Достоинством данного метода опреде-

ления осыпаемости является возможность испытания од-

новременно нескольких проб тканей разного волокнисто-

го состава и разных видов переплетения.

Осыпаемость и раздвигаемость нормируются для тка-

ней, в волокнистый состав которых входят химические во-

локна. Эти показатели можно уменьшить обработкой тка-

ней веществами, образующими дополнительные связи

между нитями основы и утка.

Распускаемостью трикотажа называется способность

одних петель выскальзывать из других по направлению пе-

тельных рядов или столбиков, которая является следстви-

ем недостаточной силы тангенциального сопротивления

и возникает при обрыве одной из нитей. Распускаемость

зависит от вида переплетения, гладкости нитей, их механи-

ческих свойств и других причин. При раскрое тканей

у швов оставляют от края запас для того, чтобы препят-

ствовать осыпаемости. Края трикотажных полотен обме-

тывают специальным швом.

3.6. Физические свойства текстильных материалов

К физическим свойствам относят поведение текс-

тильных материалов при взаимодействии с различными

окружающими средами. К этим свойствам относится спо-

собность материалов поглощать и отдавать влагу, пропус-

кать через себя воздух, пар, дым, тепло, радиоактивное и

электрическое излучение и т.п.

Текстильные материалы обладают способностью

поглощать различные вещества в газообразном, парооб-

разном и жидком состояниях. В зависимости от внешних

условий или условий эксплуатации материалы могут удер-

живать поглощенные вещества или отдавать их в окружаю-

201

Синтетические волокна (особенно полиэфирные,

полиолефиновые и поливинилхлоридные) обладают малой

гигроскопичностью, так как в их составе почти отсутству-

ют гидрофильные группы.

При сорбции паров влаги микрокапиллярами мате-

риалов влага из воздуха конденсируется (переходит в жид-

кую фазу), и капилляры наполняются жидкостью.

Эти свойства текстильных полотен и материалов оце-

нивают показателями водопоглощаемости, водоемкости

и капиллярности.

Влажность W, %, показывает, какую часть массы

текстильных материалов, составляет влага, содержащаяся

в нем при фактической влажности воздуха:

Жф = 100(тф-т,)/т^, (3.47)

где — масса пробы полотен при фактической влажнос-

ти воздуха, г; — масса сухой пробы, г.

Кондиционная влажность W^, %, характеризуется

влажностью материала при нормальных атмосферных ус-

ловиях ((р = 65 % и Г = 20 °С).

Кондиционную массу рассчитывают по формуле:

/п,=тф(100 + ^^/(100 + ^Гф). (3.48)

Гигроскопичность W^, %, - влажность текстильных

полотен при относительной влажности, близкой к 100 %

(98 %):

W^^{m^-m^)lm^-m, (3.49)

где - масса пробы, выдержанной в эксикаторе при от-

носительной влажности 98 %, г.

Капиллярность текстильных полотен и изделий харак-

теризуется поглощением влаги продольными капиллярами

материала и оценивается высотой h подъема жидкости

206;

в пробе, погруженной одним

концом в жидкость на 1 час

(рис. 3.62).

При непосредственном

соприкосновении полотен

с водой происходит поглоще-

ние воды путем диффузии ее

молекул механическим захва-

том частиц воды. При механи-

ческом захвате большая роль

принадлежит процессам сма-

чивания и капиллярного впи-

тывания. Смачивание опреде-

ляется химическим составом

волокон и нитей, их способ-

ностью к адсорбции, характе-

ром поверхности. Степень ка- Рис. 3.62. Схема определения

пиллярного поглощения

вла-

капиллярности изделий

ги зависит от способности

волокон и нитей смачиваться, а также от расположения ка-

пилляров в волокнах и нитях, что способствует увеличе-

нию капиллярной конденсации. В связи с этим направле-

ние капилляров существенно влияет на капиллярное пог-

лощение.

Показатель капиллярности используют при опенке

качества медицинской ваты, тканых и нетканых фитилей,

а также при оценке гигиеничности полотен, их намокае-

мости (табл. 3.5).

Водопоглощаемость В^, %, полотен определяется ко-

личеством поглощенной пробой воды при полном пофу-

жении ее в воду:

(3.50)

где т^ - масса пробы после замачивания в воде, г; - мас-

са пробы до замачивания (сухой), г.

207

Таблица 3.5

Оценка гигиеничности полотен, их намокаемости

Нити, составляющие

Капиллярность

Водо-

Нити, составляющие

h (мм)при

поглоща-

Водо-

ткань длительности

емость

емкость

замачивания (ч)

, г/м2

Капроновые:

элементарные 3,3 текс

комплексные 3,3 текс

160

комплексные 6,7 текс

360

40-45

эластик

180

360

400

366

Вискозные комплекс-

ные 16,2 текс

560

Штапельная пряжа:

капроновая

400

300

вискозная

700

шелковая

150

смешанная

- -

140-150

(капроновое волокно

и шелк 1:1)

Привес влаги П^, %, характеризует количество влаги,

поглощенной пробой в результате сорбции, капиллярной

конденсации и водопоглощения:

=K-mJ/m^.lOO. (3.51)

Водоемкость (намокаемость) текстильных полотен

определяется количеством поглощенной воды в граммах

в пересчете на 1 м^:

^е= К-"0-10/5, . (3.52)

где - масса пробы после замачивания, г; /и - масса про-

бы до замачивания, г, S - площадь пробы, замоченной

в воде, мм^.

208

3.6.2. Проницаемость

Проницаемостью текстильных полотен называют

способность изделий пропускать через себя воздух, пар,

дым, пыль.

Воздухопроницаемость - это способность материалов

пропускать воздух. Она характеризуется коэффициентом

воздухопроницаемости В, дм7(м^-с), который показывает,

какое количество воздуха проходит через единицу площа-

ди в единицу времени при определенной разнице давлений

по обе стороны материала.

B = VlS-t, (3.53)

где V - объем воздуха, прощедщего через материал, дм^;

S - площадь материала, м^; t - длительность прохождения

воздуха, с.

Для определения воздухопроницаемости использует-

ся ряд приборов. Общий принцип работы приборов заклю-

чается в создании на поверхности испытуемого изделия 1

(рис. 3.63) разных давлений /*, и Р^, вследствие чего воздух

Рис. 3.63. Принципиальная схема прибора для определения

воздухопроницаемости полотен

14-8576 209

протекает через изделие. Разрежение за изделием создает-

ся всасывающим насосом J или вентилятором -/в камере Д

закрытой изделием. Перепад давлений замеряется

чувствительным микроманометром 5. Определив количе-

ство воздуха V, прошедшего через образец площадью S за

время ^рассчитывают по формуле (3.53) коэффициент воз-

духопроницаемости при заданном перепаде давления Р.

Чем выше перепад давления, тем больше воздухопроница-

емость.

При постоянном перепаде давлений воздухопро-

ницаемость в основном зависит от пористости, числа

и размера открытых пор, а также от толщины полотен.

Воздухопроницаемость зависит также от характера

пористости, пористость уменьшается с увеличением зак-

рытых пор в полотнах. Ткани полотняного переплетения

имеют меньшую воздухопроницаемость по сравнению

с тканями других основных переплетений.

Трикотажные полотна обладают большей воздухо-

проницаемостью, чем ткани саржевого переплетения.

На воздухопроницаемость полотен существенно

влияют их влажность и температура, а также температура

окружающего воздуха. С увеличением влажности возду-

хопроницаемость полотен снижается. Увеличение влаж-

ности приводит к набуханию волокон, нитей, увеличе-

нию микро- и макрокапиллярной влажности, в результа-

те чего уменьшается число открытых пор.

Достаточно часто наряду с воздухопроницаемостью

отдельных материалов необходимо знание воздухопрони-

цаемости и слоев одежды, как правило, состоящих из нес-

кольких видов текстильных материалов.

Общую воздухопроницаемость многослойного па-

кета одежды можно рассчитать по формуле Клейтона:

В = }

" (1/5,+1/5,+... + 1/5„)

210

где 5,, Bj, В^ — коэффициенты воздухопроницаемости

каждого слоя материала.

Для летней и спортивной одежды необходимо чтобы

воздухопроницаемость была выше, в то время как для де-

мисезонной и зимней одежды, наоборот, необходима по-

ниженная воздухопроницаемость.

Ветропроницаемость. При воздействии свободно

движущегося потока воздуха часть его проникает через по-

ры полотен, слоев в изделиях, а остальная часть отталкива-

ется от них или огибает. Та часть потока, которая проника-

ет через единицу площади полотна в единицу времени, ха-

рактеризует ветропроницаемость. Ее можно косвенно оце-

нивать по ухудшению теплозащитных свойств материала

при разной скорости воздуха.

Паропроницаемость характеризует способность изде-

лий пропускать водяные пары из среды с повышенной

влажностью воздуха в среду с меньшей влажностью. Па-

ропроницаемость — процесс испарения, диффузия может

осуществляться путем конвекции паров через открытые

поры, а также путем сорбции и десорбции. Паропроницае-

мость зависит от гигроскопических свойств полотен и раз-

ностей температурных и относительных влажностей возду-

ха по обе стороны пробы полотна.

Для определения паропроницае.мости сосуд / (рис. 3.64)

с водой плотно закрывают испытуемым материалом 2и поме-

щают в камеру J с относительной влажностью воздуха 60 % и

температурой 20 °С. При уменьшении веса стакана с водой

вычисляют коэффициент паропроницаемости 5,,, т.е. ко-

личество водяных паров (мг), проходящих через 1 м^ изде-

лия за 1 секунду:

где А - убыль массы воды (мг) за время Т, сек; F- площадь

изделия, пропускающего испарения, м^.

14'

211

Рис. 3.64. Схема определения

паропроницаемости

У"/////// /ГГУТТ

Коэффициент паропроницаемости зависит от высо-

ты слоя воздуха h. Чем больше h, тем меньше давление во-

дяных паров и меньше паропроницаемость. На практике h

выбирают минимальным.

Относительная пористость (%) показывает про-

центное отношение количества паров воды Л, прошедшее

через изделие, к количеству воды В, испарившейся из

открытого сосуда того же размера и за тот же промежуток

времени:

В,=(А1В)-т. (3.56)

Для тканей относительная паропроницаемость ко-

леблется в пределах 20-50 %.

Пылепроницаемость. В процессе носки текстильные

материалы способны пропускать или удерживать в своей

структуре частицы пыли. Частицы пыли проникают в мате-

риал через сквозные поры материала и удерживаются в его

структуре благодаря механическому сцеплению с поверх-

ностью волокон. Количество пыли, захваченной материа-

лом, зависит от его электризуемости. При трении между

собой мельчайшие частицы пыли способны приобрести

электрический заряд. Заряженные частицы пыли притяги-

ваются к поверхности материала при наличии на ней ста-

тического электричества, поэтому загрязняемость сущест-

венно зависит от электризуемости материала.

212

Рыхлая пористая структура материала из волокон

с неровной поверхностью обладает большей способностью

захватывать и удерживать пыль, чем плотная структура ма-

териала, имеющего гладкую поверхность. Установлено,

что шерстяные и хлопчатобумажные ткани обладают наи-

большей пылеемкостью, а добавление в них лавсановых

волокон пылеемкость уменьшает.

Показатели пылепроницаемости и пылеемкости

определяют путем затягивания через материал с по-

мощью пылесоса навески пыли, имеющей определенный

состав и размер частиц. Количество пыли, прошедшей

через материал и осевшей на нем, устанавливают взве-

шиванием.

Различают пылепроницаемость и пылеемкость.

Пылепроницаемость - способность материалов про-

пускать частицы пыли. Она может характеризоваться ко-

эффициентом пылепроницаемости П^, т/{си^-с):

n„=m/iS-t), (3.57)

где т - масса пыли, прошедшей через пробу материала, г;

S - площадь пробы, см^; t - время, с.

Относительная пылепроницаемость П^, %, показывает

отношение массы пыли, прошедшей через материал АЛ,,

к массе пыли, взятой для испытания, т^:

n,=m-mjm,.

(3.58)

Пылеемкость - способность материала воспринимать

и удерживать пыль. Она характеризуется относительной

пылеемкостью Д. (%) - отношением массы пыли, погло-

щенной материалом т^, к массе пыли, взятой для испыта-

ния, т^:

П,=т-т^т^. (3.59)

213

Водопроницаемость. Способность текстильных поло-

тен пропускать воду при перепаде давлений называется во-

допроницаемостью, она оценивается коэффициентом во-

допроницаемости В^, выражающимся количеством воды

(дм^), проходящим в 1 секунду через 1 м^ площади при

постоянном давлении:

B,=Vl{S-T), (3.60)

где V- объем воды, прощедщей через пробу материала,

дм^; S - площадь пробы, м^; Т — время, в течение

которого проба пропускает определенный объем воды,

сек.

При определении водопроницаемости через испыту-

емый образец 9 (рис. 3.65), зажатый в цилиндре 10, про-

пускают 0,5 дм^ воды при температуре 20 °С и при посто-

янном давлении 500 Н/м^. Для этого при закрытом кране

12 и открытом кране 1 через воронку 2 наполняют водой

сосуд 4. Далее открывают кран 12 и заполняют водой ци-

линдр lOjxo уровня нижней поверхности испытуемого об-

разца, который потом закладывают в цилиндр И между

двумя резиновыми кольцами и зажимают кольцом 5. Пе-

редвигая по штативу цилиндр 4, его устанавливают так,

чтобы уровень водослива 6 находился на 50 мм ниже кон-

ца трубки воронки 2. Водослив 6 через водосток 7 соеди-

няют с мерной колбой 8 и, открыв кран 12, дожидаются,

пока вода не начнет вытекать в колбу. Закрыв кран 12, до-

ливают в сосуд 4 воду, а из колбы 8 воду выливают. Далее

закрывают кран 1 и при открытом кране 3, полностью отк-

рыв кран 12, замечают по секундомеру время от начала до

конца заполнения колбы 8 по мерную метку. После этого

кран 12 закрывают.

Ткани перед испытанием обычно освобождают от

шлихты, аппрета или замасливателя, а для предотвраще-

ния изменения плотности ткани от набухания нитей образ-

цы перед испытанием замачивают в воде.

214

Рис. 3.65. Прибор для определения водопроницаемости

полотен

Водопроницаемость тканей сильно зависит от их тол-

щины и заполнения (пористости) и изменяется в больших

пределах.

Водоупорность - это сопротивление текстильных по-

лотен первоначальному проникновению через них воды.

Понятие водоупорность применяют для оценки брезентов,

палаточных полотен, полотен со специальными водооттал-

кивающими пропитками.

В качестве показателей водоупорности принимают

минимальное давление воды на испытуемую пробу, вызы-

215

вающее появление третьей капли воды на противополож-

ной поверхности пробы. Этот принцип определения водо-

упорности материала положен в основу конструкции при-

бора пенетрометра (рис. 3.66). На пенетрометре пробу ма-

териала закрепляют на цилиндре, в который подается вода.

Цилиндр связан с манометром, с помощью которого заме-

ряется давление воды Н (мм вод. ст. или Па) на материал

в момент появления на его поверхности первых трех ка-

пель воды.

Рис. 3.66. Схема пенетрометра для определения водоупорности:

7— цилиндрическая камера; 2— материал

Другой метод оценки водоупорности материалов -

метод кошеля (рис. 3.67) — состоит в том, что в подвешен-

ную пробу наливают воду до высоты Н, водоупорность оп-

ределяют по времени: с момента наполнения кошеля водой

до момента просачивания третьей капли или по макси-

мальной высоте слоя воды, при которой материал не про-

пускает воду в течение 24 часов.

Для определения стойкости тканей к действию дождя

используют дождевальную установку, принцип действия

которой заключается в том, что пробу 1 располагают под

углом 45° (рис. 3.68) к падающим из калиброванных от-

верстий сосуда 2 каплям воды. Водоупорность характери-

зуют временем, необходимым для проникновения через

образец 10 см^ воды, измеряемой мензуркой 3.

216!

Рис. 3.67. Схема определения водоупорности методом кошеля

Водоупорность изделий

зависит от показателей запол-

нения изделий волокнистым

материалом. Она резко умень-

шается при наличии сквозных

пор, не заполняемых даже при

набухании увлажненного изде-

лия. Наоборот, плотная увалка

сукон и войлоков, наличие гус-

того, сильно запрессованного

ворса значительно повышает их

водоупорность.

Для получения изделий с

повышенной водоупорностью

иногда применяют различные

пропитки. Их можно разделить

на две основные группы. К пер-

вой относятся пропитки, при

которых изделия сплошь пок-

рывают пленкой, непроницае-

мой для воды, например, тон-

ким слоем каучука, полихлор-

винила, высыхающего масла и

т.д. В этом случае все поры зак-

Рис. 3.68. Схема

дождевальной установки

217]