Общие сведения о свойствах материалов, влияющих на комфортность пододежного слоя

 

Создание комфортных условий в пододежном пространстве обес­печивает физические свойства текстильных материалов. К ним отно­сятся способность материалов поглощать и отдавать парообразную и капельножидкую влагу, характеристики проницаемости (паро-, водо-, пыле-), теплозащитные, электрические свойства.

 

Сорбционные свойства

 

Сорбционные свойства текстильных полотен связаны с по­глощением парообразной и капельножидкой влаги и ее отдачей воз­душной среде с пониженной влажностью. Эти свойства существенно влияют на электрические, тепловые свойства полотен, прочность и способность деформироваться. Сорбционные свойства являются важ­нейшими гигиеническими характеристиками. Высокая сорбционная способность материалов обеспечивает комфорт в пододежном про­странстве, так как позволяет выводить оттуда излишнюю влагу (пот). Сорбционные свойства полотен зависят от гидрофильности или гидрофобности волокон и нитей, из которых они изготовлены, от строе­ния полотен и особенностей их отделки. Так, на процесс поглощения существенное влияние оказывает химический состав волокнообразующих полимеров, из которых изготовлены текстильные материалы. В зависимости от количества гидроксильных групп полимера тек­стильные волокна при одинаковых условиях обладают большей или меньшей способностью поглощать водяные пары и влагу (см. разд. 1.5.4). Так, целлюлозные (хлопок, лен, вискоза) и белковые (шелк, шерсть) волокна обладают большой способностью поглощать водяные пары.

Характеристиками сорбционных свойств материалов являются влажность, гигроскопичность, влагоотдача. Кроме того, текстильные полотна способны поглощать влагу при непосредственном соприкос­новении с водой за счет механического захвата частиц воды структу­рой материала и сорбции влаги волокном. Характеристиками этой способности полотен

 

являются водопоглощаемость и капиллярность. Ха­рактеристики сорбционных свойств материалов определяются по ГОСТ 3816-81.

Влажность полотен (фактическую влажность) W_ф, %, определяют аналогично волокнам - путем высушивания проб до постоянной массы в кондиционном аппарате или сушильном шкафу при температуре 105-110°С до постоянной массы.

Гигроскопичность W_г, %, текстильных полотен характеризует их способность поглощать влагу при 100%-й относительной влажности воздуха, а их влагоотдача В_о , %, - отдавать влагу в среду с относи­тельной влажностью 0 %.

Для определения гигроскопичности и влагоотдачи из полотна вырезают три пробных полоски размером 50x200 мм, каждую из которых помещают в отдельную бюксу.

Открытые бюксы с пробами помещают на 4 ч в эксикатор с относительной влажностью воздуха 100 %, по истечении заданного време­ни бюксы закрывают и вынимают из эксикатора. Массу проб m₁₀₀ (m_В.Э)определяют взвешиванием с точностью до 0,001 г. Затем пробы в от­крытых бюксах помещают на 4 ч в эксикатор с серной кислотой, соз­дающей относительную влажность 0 %, после чего пробы в закрытых бюксах вновь взвешивают и находят массу т_С.Э. Пробы в открытых бюксах высушивают до постоянной массы в сушильном шкафу и взвешивают с той же точностью, определяя массу т_С.

Влажность фактическая определяется по формуле:

 

,

где т _ф- фактическая масса пробы, г; т_с - масса абсолютно сухой пробы, г.

Гигроскопичность, %, вычисляют по формуле

,

 

Влагоотдача, %,

 

Требования к гигроскопичности текстильных полотен зависят от их назначения. Так, например, в системе одежды функции, выполняе­мые каждым ее слоем, весьма различны, поэтому от бельевых, соро­чечных и платьевых полотен требуется высокая гигроскопичность, пальтовых – малая, а плащевых – минимальная.

Для плательно-костюмных тканей из химических волокон в смеси с вискозными и хлопковыми гигроскопичность должна быть не менее 4-6 %. [43]

Водопоглощаемость характеризует способность материала по­глощать влагу при его полном погружении в воду. Подготовленные пробы материала полностью погружают в воду. После истечения за­данного времени их извлекают из воды и взвешивают, определяя массу m_В. Затем пробы высушивают в сушильном шкафу до постоянной массы т_С.

Водопоглощаемость, %, определяют по формуле

Капиллярность характеризует способность текстильных ма­териалов поглощать влагу порами (капиллярами) и является показате­лем смачиваемости.

Для определения капиллярности пробные полоски, вырезанные в двух направлениях, закрепляют одним концом в штативе, а другой опускают в сосуд с раствором эозина. Затем в течение 1 ч через каж­дые 10 мин измеряют высоту подъема жидкости по пробам.

Рис. 89. Определение капиллярности материалов

Капиллярность оценивают высотой h, мм, подъема жидкости в пробе в течение 1 ч (рис. 89). В зависимости от назначения швейных изделий к материалам предъявляются различ­ные требования к сорб-ционным характери­стикам. Так, материалы для белья, платьево-блузочного ассорти­мента, детской одежды должны обладать высо­кой сорбционной спо­собностью и хорошо смачиваться. Материа­лы для верхней одежды должны иметь пониженную способность к смачиванию и капиллярному поглощению вла­ги, а также к сорбции.

 

Проницаемость

 

Проницаемостью называется способность полотен пропускать че­рез себя воздух, пары воды, воду, пыль, радиоактивные излучения и т. п. Проницаемость текстильных полотен, используемых для изготовления одежды, играет важную роль для создания благоприятных условий, нормального функционирования организма и защиты от вредных воз­действий.

Воздухопроницаемость — это способность материала пропускать воздух. Она оценивается коэффициентом воздухопроницаемости В_Р, дм³/(м²∙с), который показывает, какое количество воздуха V, дм³, про­ходит через единицу площади материала, F, м², в единицу времени , с, при постоянном перепаде давления по обе стороны пробы:

.

Принцип работы приборов для определения воздухопроницаемо­сти заключается в том, что в камере 3, покрытой испытуемой пробой материала 2, с помощью насоса или вентилятора создается разрежение, в результате чего воздух движется через пробу. Счетчик 4 регистриру­ет количество проходящего воздуха, а манометр 1 показывает перепад давлений воздуха по обе стороны пробы (рис. 90). Испытания полотен бытового назначения

Рис. 90. Принципиальная схема определения воздухопроницаемости

принято проводить при давлении р, равном 50 Па (ГОСТ 12088-77). Воздухопроницаемость зависит от строения полотен, в частности от их пористости, и значительно - от различных видов отделки. Например, несминаемая отделка и стойкое тис­нение уменьшают воздухопро­ницаемость на 20-25 %, а ка­ландрирование на 20-40 %. Воздухопроницаемость текстильных материалов может колебаться в очень широких пределах от 6 до 1500 дм3/(м2-с). Наиболее высокой воздухопроницаемостью обладают летние хлопчатобумаж-

 

ные и шел­ковые ткани - 500-1500 дм³/(м² ∙с) при перепаде давления 50 Па; паль­товые - 10-20, а ветрозащитные со специальной обработкой - 6-10 дм³(м² ∙с), однако это выше воздухопроницаемости натурального меха - 1 дм³/(м²∙с) (прил. 11).

Требования к воздухопроницаемости предъявляются в зави­симости от назначения (одежда, занавеси, фильтры и др.). Наибольшей воздухопроницаемостью должны обладать материалы бельевого, платьевого ассортимента, наименьшей - пальтового.

С точки зрения физиологических и гигиенических требований одежда не только защищает тело человека от неблагоприятных воздей­ствий окружающей среды, но и создает необходимые условия для нормального функционирования организма. При потоотделении пот, состоящий на 98 % из воды, конденсируясь на поверхности тела и одежды в капельножидком состоянии, способствует быстрому охлаж­дению организма. Впитываясь, он вытесняет из их пор воздух, являю­щийся плохим проводником тепла, тем самым значительно снижая те­плозащитные свойства.

В связи с этим для полотен, используемых в одежде и обуви, важ­нейшим свойством является паропроницаемостъ, которая способству­ет удалению испарений путем их впитывания и вывода в окружающую среду. Определение этого свойства особенно важно в условиях низкой воздухопроницаемости полотен. При небольших значениях поверхно­стного заполнения тканей имеется зависимость между паро- и возду­хопроницаемостью.

Методы паропроницаемости материалов основаны на создании по обе стороны испытуемого материала среды с различной влажностью и измерений количества водяных паров, прошедших через материал за определенный промежуток времени.

Чаще всего паропроницаемость определяют, используя эксикатор с относительной влажность воздуха в нем 0 % и шесть стеклянных стаканчиков диаметром 3-4см и высотой 5-6 см. В стаканчики нали­вают дистиллированную воду до специальной отметки. Три стаканчи­ка плотно накрывают испытуемыми пробами материала, прикрепляя их к краю воском или парафином, а три оставляют открытыми. Все шесть стаканчиков помещают в эксикатор на 1 ч, затем каждый сосуд взвешивают и вновь помещают в эксикатор. Через 3 ч их взвешивают вторично. Разность показаний первого и второго взвешивания стакан­чиков, покрытых материалом, равна количеству испарившейся влаги А, мг.

 

Коэффициент паропроницаемости В_П мг/(м² ∙с), характеризуется количеством водяных паров, мг, проходящих через 1 м² поверхности изделия из среды с большей в среду с меньшей влажностью за 1 с:

,

где А - масса влаги, испарившейся из закрытого стаканчика, мг; F - площадь пробы материала м²; - время испытания, с.

Относительную паропроницаемость В₀ ,%, определяют с учетом количества паров воды В, мг, испарившихся из открытого сосуда за то же время:

В_О ,

Относительная паропроницаемость тканей составляет 20-50 %, а

коэффициент паропроницаемости - 1,1-1,7 мг/(м²-с).

Способность текстильных полотен при определенном давлении

пропускать воду или сопротивляться ее первоначальному проникнове-

Рис. 91. Схема определе­ния водопроницаемости

нию характеризует их водопроницае­мость либо водоупорность. Водопроницаемость определяют на дождевальной установке, схема ко­торой показана на рис. 91. В сосуд 1 подается вода. Пробу материала 2 на­тягивают лицевой стороной вверх на водосборник 3, который повернут на угол 45° к горизонтали. Материал под­вергают дождеванию в течение 60 с. По окончании дождевания пробу сни­мают с водосборника и определяют объем собранной в нем воды. Коэффициент водопроницаемости ВН, дм3/(м2 ∙с) показывает количество воды V, дм3, которое проходит через площадь F материала в 1 м2 за время в 1 с при давлении воды H, Па: ВН Эта характеристика часто исполь­зуется при оценке фильтрующей спо­собности материалов.

 

Сопротивление материалов проникновению через них воды (водо­упорность) необходимо определять для таких изделий, как плащи, зон­ты, пальто, обувь, куртки, спецодежда для рыбаков, моряков и т.п.

Водоупорность изделий определяют двумя методами - методом кошеля и на пенетрометре. Сущность метода кошеля заключается в том, что материал закрепляют на стойках (типа табуретки) в виде ко­шеля, в который осторожно наливают воду до глубины 100-300 мм в зависимости от вида материала (рис. 92). Водоупорность характеризу­ется временем с момента заполнения кошеля водой до появления на его наружной стороне первых трех капель. Сквозное потемнение мате­риала без протекания служит лишь признаком намокания. Этот метод используют для определения качества водонепроницаемой пропитки тканей, которые не должны намокать и протекать в течение 24 ч.

Прибор пенетрометр (рис. 93) состоит из сообщающихся сосудов: стеклянного 2 и металлического 1 с манометрической трубкой, нуле­вое деление которой совпадает с верхним краем металлического сосу­да. Круглую пробу материала 3, размером равным наружному диамет­ру сосуда 1, с помощью прижимного устройства плотно прижимают к краям сосуда 1. Открыв кран, к пробе подают воду, скорость подъема которой по манометрической трубке не должна превышать 2 см/с. Скорость подачи воды регулируют краном. Водоупорность характери­зуется высотой столба воды h, мм, в манометрической трубке в момент появления третьей капли на поверхности пробы (ГОСТ 3816-81).

 

 

Рис. 92. Схема определения водо- упорности материалов методом кошеля

Рис. 93. Схема определения водо- упорности материалов на приборе пенетрометр

 

Ткани с водонепроницаемой отделкой, у которых на поверхности образуется сплошная пленка гидрофобного вещества, не рекомендует­ся использовать не по назначению, так как, наряду с высокой водо­упорностью, они непроницаемы для воздуха и почти полностью пре­пятствуют выведению влаги (пота).

Ткани, подвергнутые водоотталкивающей отделке, меньше удер­живают влагу, быстро сохнут, но сохраняют воздухопроницаемость.

Повышенные требования водоупорности предъявляются к плаще­вым материалам, предназначенным для защиты от дождя. Так ткани плащевые из химических волокон и смешанные с водоотталкивающей отделкой должны иметь водоупорность не менее 200 мм вод. ст. [44].

 

Тепловые свойства

 

Для текстильных полотен среди свойств, характеризующих их от­ношение к действию тепловой энергии, наиболее важными являются теплозащитные свойства, огнестойкость и морозостойкость.

Текстильные полотна играют решающую роль в нормальном функционировании организма и поддержании комфортных условий микроклимата под одеждой. Организм человека в состоянии покоя вы­деляет примерно 93 Вт (~80 ккал) тепла в час, а при выполнении рабо­ты - 256 Вт (~220 ккал) и более. Оптимальную температуру поверхно­сти тела 33 °С (при внутренней температуре 37 °С) обеспечивает тем­пература пододежного слоя воздуха, равная 34 °С. Следовательно, одежда должна защищать от охлаждения в состоянии покоя и не вы­зывать перегревания при выполнении физической работы.

Теплозащитные свойства полотен зависят от их теплопроводно­сти - способности проводить тепло от более нагретой среды к более холодной, удельного и суммарного теплового сопротивления

Коэффициент теплопроводности , Вт/м∙°С, характеризует спо­собность проводить тепло от более нагретой среды к более холодной и показывает, какой тепловой поток проходит за 1 ч через 1 м² полотна при разности температур в 1 °С при условной толщине изделия 1 м:

где Q - мощность теплового потока, Вт; b - толщина полотна, м; F - площадь полотна, м²; - время прохождения теплового потока, ч; T₁ ,T₂ - температура поверхности полотна, °С.

Теплопроводность текстильных полотен зависит от многих факто­ров: волокнистого состава полотен, их структуры, влажности и др.

 

Коэффициент теплопроводности составляет: для воздуха - 0,02, шерсти - 0,03, шелка - 0,04, льна - 0,04, хлопка - 0,05, воды - 0,05 Вт/(м∙°С). Поэтому при близких параметрах структуры текстильного полотна разного волокнистого состава имеют разные показатели теплопроводности. На теплопроводность полотен существенно влияют переплетения, пористость (открытая или закрытая), слоистость и др.

Открытые поры содействуют конвекции тепла через них и увели­чивают теплопроводность. Ниже приведены данные теплопроводности некоторых тканей различных структур и назначения [17]:

Группа тканей   Пальтовые Костюмные Платьевые Бельевые

Коэффициент теплопроводности Вт/(м∙°С) 0,041-0,059 0,042-0,058 0,042-0,058 0,038-0,049

Наличие влажности в ткани приводит к увеличению теплопровод­ности. Эта зависимость выражается формулой:

где и - коэффициенты теплопроводности влажной и сухой ткани соответственно, Вт/(м∙°С), а - коэффициент, зависящий от вида материала, W- влажность, %.

Теплопроводность в значительной степени определяет теплозащитные свойства материалов, а также параметры влажно-тепловой обработки.

Удельное тепловое сопротивление р, (м∙°С)/Вт, и тепловое со­противление R, (м -°С)/Вт, характеризуют способность изделий пре­пятствовать прохождению через них тепла, т.е. их теплозащитные свойства:

,

Эти обратные характеристики показывают, на сколько градусов охлаждается среда с более высокой температурой при прохождении через 1 м² полотна теплового потока в 1 Вт с учетом условной толщины в 1 м (для р) и фактической толщины полотна (для R).

Суммарное тепловое сопротивление R _сум, (м²∙°С)/Вт, включает сопротивление переходу тепла от более теплой среды к внутренней поверх-

 

ности полотна, тепловое сопротивление самого полотна и со­противление переходу тепла от наружной поверхности полотна в ок­ружающую среду.

Тепловое сопротивление текстильных полотен существенно зависит от их толщины, коэффициента теплопроводности. Оно тем больше, чем больше толщина полотен и чем меньше коэффициент теплопро­водности. Однако тепловое сопротивление существенно уменьшается с возникновением воздушного потока и увеличением его скорости. Ниже приведены значения суммарного теплового сопротивления неко­торых материалов (при скорости воздуха 1м/с).

 

Материал   Мех искусственный Ватин хлопчатобумажный в 2 слоя Шинельное сукно Фланель Молескин Диагональ шерстяная Бязь

Суммарное тепловое сопро- тивление, (м2∙°С)/Вт 0,246 0,237 0,172 0,149 0,156 0,129 0,112

 

Теплозащитные свойства текстильных полотен определяют разными методами. Метод стационарного режима основан на определении количества тепла, необходимого для поддержания постоянной разности температур двух сред, изолированных друг от друга испы­туемым полотном.

Метод регулярного режима основан на измерении скорости (темпа) охлаждения нагретого до заданной температуры тела, изолирован­ного от окружающей среды испытуемой пробой полотна. Для прове­дения испытаний применяют бикалориметр и стандартный метод на приборе ПТС-225, схема которого показана на рис. 93.

Для определения теплового сопротивления материалов измеряют время остывания нагретой пластины 1, покрытой испытуемым мате­риалом 4. Пластина 1 смонтирована на передней крышке корпуса 3 и нагревается электронагревателем 2. Наличие аэродинамического уст­ройства 5 позволяет изменять скорость движения воздуха, что при­ближает условия испытания к условиям эксплуатации материалов. Зная темп охлаждения пластины определяют суммарное сопротивле­ние материала R_сум (ГОСТ 20489-75).

Испытания можно проводить как в условиях естественной кон­векции воздуха, так и при действии воздушного потока, направленного под углом 45° к поверхности пробы.

 

 

 

Рис. 94. Схема прибора ПТС-225 для определения тепловых характе­ристик материалов

В теплозащитной одежде должны сочетаться достаточно высокое тепловое сопротивление при малой массе, низкая воздухо-и влагопроницаемость и достаточная влагопроводность, чтобы защитить человека от внешней влаги, но не препятствовать ее удалению с поверхности тела. Такое сочетание достигается при оптимальном подборе волокни­стого состава, структуры полотна и видов отделки, в том числе специ­альных. На суммарное тепловое сопротивление материалов и пакета существенное влияние оказывает величина неподвижной воздушной прослойки, а также количество слоев материалов; чем больше непод­вижного воздуха заключено в материале, тем выше его теплозащитные свойства. С увеличением влажности и воздухопроницаемости мате­риалов их теплозащитные свойства снижаются.

 

Огнезащитные свойства (огнестойкость)

 

По статическим данным, пожары наносят огромные материальные потери. Смертность, вызываемая ожогами от загорания одежды, изме­няется от 10 до 40%. В целом при анализе причин гибели людей во время пожаров выяснилось, что 55% смертных случаев возникло от га­за и дыма, 38% - от ожогов и обваривания. И здесь надо подчеркнуть, что текстильные материалы являются определенным источником опасности во время пожаров, так как при горении выделяются доста­точно большое количество дыма и газов, способствующих распростра­нению пламени.

Особенно необходима огнезащита текстильных изделий, исполь­зуемых в качестве декоративно-обивочных тканей и напольных по­крытий, а также для бытовых целей, оформления интерьеров общест­венных зданий, больниц, школ.

 

 

Устойчивость текстильных полотен к воздействию пламени и термическому разрушению характеризует их огнестойкость и опреде­ляет степень их безопасности.

Оценку и изучение огнезащитных свойств текстильных материа­лов осуществляют различными методами: 1) определением воспламе­няемости и скорости распространения пламени; 2) определением ки­слородного индекса; 3) калориметрическим методом; 4) исследовани­ем процессов, протекающих в текстильных материалах при высоких температурах; 5) анализом дыма и токсических газов, выделяемых ма­териалами при горении и др.[54].

Наиболее распространенным методом оценки огнезащитных свойств текстильных материалов является определение воспламеняе­мости и скорости распространения пламени.

Испытания проводят в специальной камере путем поджигания проб и наблюдения за их поведением. Критериями оценки служат вре­мя остаточного горения и тления, длина или площадь обугленного участка, потеря массы при горении. Иногда определяют время воспла­менения после начала контакта образца с пламенем и скорость распро­странения пламени.

Высокая огнестойкость текстильных полотен характеризуется продолжительностью горения и тления не более 1 -2 с после удаления источника огня. Для некоторых текстильных материалов скорость рас­пространения пламени является нормируемым показателем. Так, ско­рость распространения пламени ворсовых полотен для игрушек долж­на быть не более 2000 мм/мин. [49].

Горючесть текстильных материалов, определяемую по воспламе­няемости, следует считать качественной характеристикой процесса го­рения, а количественной характеристикой может служить кислородный индекс (КИ). Кислородный индекс (КИ) определяет минимальную концентрацию кислорода, которая будет поддерживать горение образ­ца пламенем.

Установлено, что значения КИ зависят от массы испытуемого ма­териала, его структуры, температуры и влажности окружающей среды. Чем больше значение КИ, тем лучшими огнезащитными свойствами обладает материал.

Процесс горения текстильного материала протекает со значитель­ным выделением тепла, что позволяет дать количественную оценку протекающей реакции термоокисления. Метод калориметрии, разра­ботанный для определения степени горючести пластмасс, может быть применен и для текстильных материалов. Он заключается в установлении показателя горю-

 

 

чести, который определяется отношением количе­ства тепла, выделенного пробой при горении, к количеству тепла от источника зажигания. Чем меньше тепла выделяет образец при горе­нии (тем ниже показатель горючести), тем менее пожароопасен мате­риал.

В настоящее время все большее значение придается анализу со­става и токсичности газов и дыма, выделяемых материалами при го­рении. Сопоставлять материалы по токсичности газов и дымов приня­то по СО-индексу, который означает пересчитанную на допустимую концентрацию СО допустимых концентраций других токсических га­зов или газовой смеси, образующихся при горении полимерных мате­риалов. Увеличение СО-индекса выше допустимого значения указыва­ет на возможность смертельного исхода для животных или человека, находящихся в опасной зоне [54]. Кроме того, для определения ток­сичности газов, выделяющихся при горении, иногда проводят опыты на животных (биологическая оценка).

Применяя перечисленные методы определения огнезащитных свойств, огнестойкость текстильных полотен оценивают следующими характеристиками:

воспламеняемость - легкость возгорания или его отсутствие., ха­рактеризуется температурой и временем воспламенения материала;

скорость распространения пламени;

время остаточного горения - время горения пробы пламенем по­сле удаления ее из зоны огня;

время остаточного тления - время свечения пробы после ее уда­ления из зоны огня;

обугливаемость - длина, мм, или площадь, мм, почерневшего уча­стка пробы в результате термического разрушения волокон;

кислородный индекс - минимальная концентрация кислорода, ко­торая поддерживает пламя;

теплота сгорания - количество тепла, выделяемое материалом при горении.

Основные характеристики огнестойкости и токсичности газов, выделяющихся при пиролизе волокон приведены в табл. 25, 26.

Почти все текстильные волокна являются полимерами, разлагаю­щимися при температуре ниже 400 °С с образованием легколетучих газообразных продуктов, большинство из которых являются пожаро­опасными.

 

 

Таблица 25

Основные свойства различных волокон, характеризующие их горение

 

Волокно	Кислородный индекс, %, (КИ)	Теплота сгорания, Дж/г,	Температура воспламенения от постороннего источника, ºС
Акриловое	18,2	31,76	465-530
Хлопковое	18,4	16,3
Триацетатное	18,4	-	450-520
Диацетатное	18,6	-	450-540
Полипропиленовое	18,6	464,39
Вискозное	18,6	16,3
Поливинилспиртовое	19,7	-	-
Нейлон-6,6 (анид)	20,1	33,02	485-575
Полиэфирное	20,6	23,82	485-560
Шерстяное	25,6	20,48	570-600
Номекс (нейлон Т-450)		-
Поливинилхлоридное	37,1	21,31	-
Полиакрилонитриль-
ное (ПАН)	20,6	23,82

 

Таблица 26

Количество выделяющихся токсичных газов, %, при пиролизе ВОП в процессе горения за одну минуту

Температура пиролиза, °С

Волокно

СO

NСК

НС1

CO

HCN

НСl

СО

HCN

НСl

CO

HCN

НСl

Хлопковое

0,2

–

–

–

–

–

–

–

–

Вискозное

0,1

–

–

–

–

–

–

–

–

Шерстяное

–

–

–

–

3,5

–

5,5

–

Полиэфирное

–

–

–

–

–

–

–

–

–

Полиамид 6,6

–

–

–

1,2

–

–

–

Акриловое

–

0,5

–

2,6

–

6,5

–

–

Хлорвинило­вое

–

–

–

–

–

–

4,6

Ароматиче­ское поли­амидное

–

–

–

–

–

0,5

–

3,3

–

Горючесть текстильных материалов является сложным процессом и определяется не только химическим составом волокна, но и структу­рой материала. С увеличением массы материала уменьшается скорость его горения. Это явление объясняется различным температурным пе­репадом между внешним и внутренними слоями, замедленной диффу­зией кислорода воздуха внутри текстильного материала.

Целлюлозные текстильные материалы (хлопковые, вискозные) от­носятся к наиболее легко воспламеняющимся и характеризуются са­мым низким значением кислородного индекса.

Среди различных природных и синтетических ВОП (за исключе­нием специальных) шерстяное волокно считается наиболее безопас­ным с точки зрения воспламеняемости. Это связано с химической и морфологической структурой шерсти. Так в шерстяном волокне со­держится до 16 % азота и 10-14 % влаги. Шерсть имеет преимущест­венное положение перед другими волокнами, так как обладает высо­кой температурой воспламеняемости и высоким значением кислород­ного индекса. Шерсть, как и другие природные волокна, не плавится и не капает в процессе горения, а обугливается, поэтому продукты горе­ния легко удаляются после пожара. Однако, несмотря на относительно высокую устойчивость к горению, шерсть воспламеняется и горит. По­этому огнезащитная обработка шерсти целесообразна и необходима.

Шелк загорается и горит несколько быстрее шерсти, но без непри­ятного запаха. Это объясняется отсутствием серы в волокне.

Большинство химических волокон при нагревании плавится и усаживается, что снижает возможность случайного воспламенения ма­териала. Но после воспламенения материал горит достаточно сильно в отсутствии постороннего источника пламени.

Полиэфирные волокна относятся к классу горючих материалов (КИ=21). В условиях пожара материалы из полиэфирных волокон представляют большую опасность. Полиакрилонитрильные волокна и изделия из них относятся к легковоспламеняющимся. На воздухе во­локна горят с высокой скоростью, выделяя в значительном количестве цианистый водород, а также аммиак, воду и др. Высокая горючесть ПАН волокон обусловлена тем, что в результате пиролиза при низких температурах с воздухом образуется легкогорючая газовая смесь. По­лиамидные волокна характеризуются высокой скоростью горения (до 50 кг/ч) и теплотой сгорания. При горении выделяется большое коли­чество двуокиси углерода.

Горючесть полимеров определяется термостойкостью химических связей в макромолекуле и энергетическим состоянием молекул. Обычно

 

 

горючесть повышается при большом содержании водорода или на­личии алифатических групп.

Текстильные материалы по своей устойчивости к горению наибо­лее часто делят на трудносгораемые (трудновоспламеняемые), мед-ленносгораемые и сгораемые (легковоспламеняемые) [54].

Для придания текстильным волокнам повышенной огнестойкости их пропитывают огнезащитными составами (антипренами), экраниру­ют огнестойкими полимерными или металлизированными покрытиями и др.

 

Электрические свойства

 

Текстильные материалы в процессе переработки и эксплуатации при соприкосновении и трении друг о друга, с деталями машин, с те­лом человека приобретают статический заряд электричества и способ­ны реагировать на внешнее электрическое поле. Поэтому к текстиль­ным полотнам, как бытового, так и технического назначения предъяв­ляются определенные требования относительно электрических свойств.

К электрическим свойствам относятся электростатические (электри-зуемость) и диэлектрические, или электроизоляционные (пробивная на­пряженность, диэлектрическая проницаемость, тангенс угла потерь).

Электризуемость — это способность материалов к генерации и накоплению зарядов статического электричества. Следствием электри­зации текстильных материалов являются: нарушение ориентации во­локон в продуктах прядильного производства; появление мшистости и ворсистости; увеличение обрывности в ткачестве; его плохая укладка и раскладка в отделочном производстве; склонность к загрязнению (притягивание пыли). В эксплуатации наблюдается «прилипание» к телу человека или частям одежды, что создает большие неудобства при носке изделий, ухудшает их внешний вид, повышает пиллингуемость и создает трудности при удалении загрязнений.

Заряды с поверхности изделий (одежды, обуви, напольных покры­тий) перетекают на тело человека, образуя на нем потенциал заряда С/, В, вполне достаточного для серьезных физиологических воздействий. Допустимые значения потенциалов принимаются равными 400-1000 В.

Имеется определенная связь между химическим строением поли­меров и их способностью к образованию поверхностного заряда при контакте с другими телами. Наибольшая генерация на поверхности статического электричества наблюдается на полотнах из хлориновых, ацетатных,

 

триацетатных, капроновых, лавсановых, нитроновых и других синтетических волокон и нитей.

Электризуемость текстильных материалов характеризуется вели­чиной заряда Q, Кл, и его полярностью (+) или (—). Однако более удобной мерой электризуемости является относительная характери­стика - поверхностная плотность заряда ; Кл/см²,

,

где F - площадь, см².

Так как электризуемость связана с рассеиванием возникающих электростатических зарядов, то одной из основных ее характеристик является удельное поверхностное электрическое сопротивление по­лотна р, Ом∙м, при прохождении тока через его две противоположные стороны. Для правильного протекания технологических процессов и нормального ношения одежды его величина должна быть меньше или равна 10 ⁹-10¹⁰ Ом∙м.

Удельное поверхностное сопротивление полотен при стандартном методе оценки определяют на приборе ИЭСТП-1. (ГОСТ 19616-74).

Прибор состоит из плоских электродов, между которыми поме­щают токопроводящую резиновую прокладку с расположенной вокруг нее испытуемой пробой полотна лицевой стороной к электродам. Электроды и токопроводящая резина соединены с тераомметром. По­сле подачи на нижний электрод в течение 1 мин напряжения в 100 В по тераомметру определяют сопротивление R полотна прохождению электрического тока. Исходя из полученного сопротивления далее рас­считывают удельное электрическое сопротивление р.

Снижение электризуемости текстильных материалов, т. е. прида­ние им антистатических свойств, осуществляется рассеиванием (ней­трализацией) возникших зарядов статического электричества антиста­тическими препаратами и обеспечением малой поверхностной плотно­с