LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Розробка та дослідження текстильних композиційних матеріалів для виробів медичного призначення

величини гігроскопічних характеристик ТКМ є адитивними величинами щодо характеристик його складових. Відхилення між значеннями розрахункових та експериментальних величин знаходиться в межах 0 ч 10%.

, (3)

де Hі – гігроскопічність вихідних текстильних матеріалів, %; рі – масова частка вихідного текстильного полотна в структурі ТКМ, %; n – кількість шарів в ТКМ.

Капілярні властивості ТКМ оцінювалися за показником "площа розтікання води по поверхні горизонтально розташованого матеріалу". У всіх ТКМ спостерігається зменшення площі розтікання по верхньому шару (табл.3) у порівнянні з вихідними полотнами "Sа" і "Sp". Це пояснюється дією другого шару, який сприяє "відведенню" води з поверхні ТКМ та її проникненню в структуру композиційного полотна. Таке явище є позитивним для багатошарових полотен, призначених для відведення рідини від тіла людини. Найкращими є багатошарові матеріали з верхнім шаром з гідрофобного поліпропіленового полотна "Sa" з великою кількістю наскрізних пор, яке забезпечує швидке перенесення води в об'єм структури ТКМ.

Здатність ТКМ до водовбирання оцінювалася за стандартизованими показниками водовбиральності та коефіцієнта водомісткості. Всі ТКМ мають коефіцієнт водомісткості у межах 2200 ч 3800 г/м2 (табл.3). Коефіцієнт водомісткості ТКМ І ч IІІ груп зі з'єднувальними шарами з тонкої сітки практично дорівнює сумарній водомісткості вихідних текстильних полотен, що входять до складу багатошарових структур. Різниця між розрахунковими та експериментальними значеннями (ДВє = 2 ч 9%) знаходяться в межах точності експерименту (mс = 5 ч 9%). Також встановлено, що зміна взаємного розташування полотен в багатошарових структурах не впливає на їх водовбиральність (на прикладі зразків №4, №8 та №6, №10).

Встановлено, що використання клейового трикотажного полотна в структурі ТКМ (ІV та V груп) приводить до значного зростання їх водовбиральності: відхилення між розрахунковими та експериментальними значеннями становлять приблизно 20% при використанні одного шару трикотажного полотна та біля 50% при використанні двох шарів (рис.2). Різна здатність до вбирання води спричиняється збільшенням кількості повітряних прошарків. Мікроскопічні дослідження показали, що під час термосклеювання на границі з'єднання клейового полотна з функціональним шаром утворюються порожнини за рахунок переривчастих перегородок, що утворені з клейових з'єднань після розплавлення клейової поліетиленової нитки. Форма і розміри цих внутрішніх порожнин визначаються рисунком вв'язування поліетиленових ниток у трикотажне полотно. Можна очікувати, що змінюючи розміри та геометрію порожнин, можна до певної міри регулювати водовбиральну здатність багатошарових полотен. Таким чином, можна стверджувати, що об'ємне клейове трикотажне полотно, крім функції з'єднувального елемента, є функціональним шаром, досить ефективним щодо регулювання водовбиральних властивостей ТКМ.


Рис.2. Вплив виду та кількості з'єднувальних полотен на водовбиральні

властивості ТКМ


Як показують результати математичної обробки експериментальних даних, на стадії проектування для багатошарових ТКМ значення коефіцієнта водомісткості можна визначати за адитивними залежностями з введенням додаткового коефіцієнта:

(4)

де Вєі – коефіцієнт водомісткості вихідних ТМ, г/м2; n – кількість шарів у ТКМ; К – коефіцієнт, який залежить від виду з'єднувального полотна і конкретних параметрів одержання: К ≈ 1,0 – для ТКМ з з'єднувальними шарами з тонкої сітки; К ≈ 1,2 – для ТКМ з одним шаром об'ємного клейового трикотажного полотна;

К ≈ 1,5 – для ТКМ з двома шарами об'ємного клейового трикотажного полотна.

Для розрахунку показника водовбиральності багатошарових полотен запропонована формула, що враховує масову частку кожного компоненту (шару) в структурі ТКМ:

(5)

де Пві – водовбиральність вихідних ТМ, %; рі – масова частка вихідного ТМ в структурі композиційного полота; n – кількість шарів у ТКМ; К – коефіцієнт, який змінюється у межах від 1,0 ≤ К ≤ 1,5.

Умови, за яких проводилося визначення коефіцієнта водомісткості ТКМ за стандартизованою методикою (ГОСТ 3816-81), відрізняються від реальних умов експлуатації створюваних нами полотен. Враховуючи це, були проведені дослідження водовбиральних властивостей багатошарових ТКМ при їх горизонтальному розташуванні без бокового вбирання, коли ТКМ поглинає рідину тільки однією своєю стороною. При цьому встановлено, що для усіх ТКМ характерним є зниження водовбиральних властивостей на 10 ч 25% у порівнянні з даними за ГОСТ 3816-81. Зіставлення даних з водовбиральності ТКМ та розрахованої кількості виділеної тілом людини рідини дозволило оцінити можливий час безперервної експлуатації ТКМ у виробах для догляду за лежачими хворими (рис.3). Ці дані показують, що всі досліджені ТКМ можуть забезпечити вбирання рідини протягом 12 годин без їх заміни. А полотна V групи (№31 ч №34), що містять два шари об'ємного клейового трикотажного полотна, дають змогу збільшити безперервний термін використання до 24 годин.


Рис.3. Оцінка терміну безперервної експлуатації ТКМ


Дослідження впливу складу ТКМ на кінетику процесу водовбирання проводилося при їх горизонтальному розташуванні відносно дзеркала води, що імітує реальні умови експлуатації. Результати дослідження показали, що цей процес можна апроксимувати рівнянням, яке з високою точністю описує кінетику процесу водовбирання одношарових матеріалів та пакетів однорідних матеріалів при їх горизонтальному розташуванні відносно джерела надходження води:

(6)

де , г/м2 – коефіцієнт водомісткості ТКМ в момент часу t, с;

, г/м2 – коефіцієнт водомісткості ТКМ за час t → ∞ (рівноважний стан);

k, с-1 – константа швидкості гальмування процесу водовбирання ТКМ.

Виділено два типи кривих, що описують кінетику цього процесу. Перший тип кривих є характерним для ТКМ з верхнім шаром з поліпропіленового трикотажного полотна "Sа" (рис. 4, крива 1).


Рис.4. Кінетика процесу водовбирання ТКМ:

1 та 3 – експериментальна та розрахункова криві для зразка №27;

2 та 4 – експериментальна та розрахункова криві для зразка №6


Другий тип кривих є характерним для ТКМ з верхнім шаром з бавовняно-поліефірного трикотажного полотна "Sр" (рис.4, крива 2). Встановлено, що багатошарові ТКМ з верхнім шаром з поліпропіленового полотна "Sа" (І, ІV групи) характеризуються більш високою початковою швидкістю поглинання води (х = 2,710-5 ч 4,010-5 м/с) (рис.4, крива 1). У полотен ІІ групи (перший шар – бавовняно-поліефірне трикотажне полотно "Sр"), початкова швидкість водовбирання помітно менша і становить х = 4,810-7ч2,210-6 м/с (рис.4,