LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Розробка технології формування пакетів матеріалів одягу з визначеними водо- і вітрозахисними властивостями

виявляє необхідність у створенні більш точного сучасного обладнання.

У другому розділі викладені теоретично-методичні основи створення пакетів з водо- і вітрозахисними властивостями. Зокрема, розроблено модель процесу проектування пакетів матеріалів з водо- і вітрозахисними властивостями для верхнього одягу. На основі аналізу чинників, які впливають на водо- і вітрозахисні властивості одягу, виконано теоретичне обґрунтування оптимальної структури пакетів для захисту від води і вітру (рис. 1), у відповідності до чого до їх складу, окрім верхнього і підкладкового шарів (рис. 1, а, 1,5), запропоновано додати ще два локально розташовані: водо-вітрозахисний і сорбційний (рис. 1, а, 2, 4). З урахуванням функціонального призначення водо- і вітрозахисний шар пропонується виготовляти з пористої поліетиленової плівки, а сорбційний шар – з нетканого полотна з віскозних волокон, які відрізняється від інших високими гігроскопічними властивостями.

а) б)


Рис. 1. Структура вітро- і водозахисного пакету для використання

при нормальних температурних умовах (а) і в умовах холоду (б):

1 – верхній шар; 2 – вітро- та водозахисний шар; 3 – утеплювальний шар;

4 – сорбційний шар; 5 – підкладковий шар


Для підсилення теплозахисту пакету (рис.1, а) до його складу додано утеплювальний шар із синтапону (рис. 1, б, 3).

Розроблено математичну модель проникності пористого шару, яка враховує параметри його пористості і дозволяє аналітично описати процес проникності повітря і води через пористу плівку. В результаті отримано формулу, яка дозволяє розраховувати величину повітропроникності плоскої поверхні матеріалів при будь-якій величині їх пористості:


, (1)


де k – коефіцієнт повітропроникності плоскої поверхні матеріалів, дм3/(м2с);

d – діаметр отвору (пори), мм;

k0 – коефіцієнт повітропроникності одного отвору (пори), дм3/(м2 с);

n – кількість пор, шт.

Виявлено наявність суттєвих недоліків існуючих способів виготовлення пористих плівок. Запропоновано новий спосіб отримання плівок необхідної пористості, в основу якого покладено здатність термопластичних полімерних матеріалів досягати високої термопластичності в певному інтервалі температур і, завдяки зовнішній механічній дії, частково руйнувати полімер за товщиною, отримуючи наскрізні отвори певної форми і розміру. На відміну від існуючих, новий спосіб передбачає виконання пороутворення не на етапі формування полімерної плівки, а вже після її виготовлення.

Для виконання аналізу результатів досліджень капілярності волокнистих матеріалів запропоновано фізичну модель (рис. 2), у відповідності з якою процес капілярного підняття рідини поділено на три етапи, які описуються відрізками: ОА; АВ і ВС. Зазначені етапи разом складають криву ОАВС, що описує кінетику підняття рідини на висоту h за час t. Кожен з етапів характеризуються величиною висоти підняття рідини і інтенсивністю процесу капілярного волого переносу. Наприклад, перший етап (відрізок ОА) показує залежність висоти h1 капілярного підняття рідини за час t1 і характеризується найбільшою інтенсивністю вологопереносу.



Рис. 2. Фізична модель кінетики капілярного підняття рідини


Графічно він визначається за допомогою дотичної. Другий етап (відрізок АВ) визначає висоту h2 за час t2 і характеризується помітним уповільненням інтенсивності протікання зазначеного процесу. При цьому слід зазначити, що характерною ознакою вказаного етапу є значна тривалість його проходження – до 90 % від загального часу випробування. Графічно зазначений етап описується рівнянням параболи. Третій етап (відрізок ВС) дозволяє точно встановити момент припинення підняття рідини, що і визначає капілярність проби волокнистого матеріалу.

Розподіл процесу капілярного підняття на етапи дозволив піддати сумніву оптимальність величини часу, який визначений ГОСТ 3816–81 (ISО 811–81). "Полотна текстильные. Методы определения гигроскопических и водоотталкивающих свойств". В результаті експериментальних досліджень запропоновано тривалість відповідних випробувань збільшити до 90 хвилин.

В процесі проведення випробувань з визначення повітропроникності пакетів матеріалів встановлено, що наявність у складі пакету утеплюючого шару з синтапону не спричиняє погіршення сумарної повітропроникності першого.

У третьому розділі виконано розробку методу отримання пористого шару з полімерних плівок для водо- і вітрозахисних пакетів матеріалів. Метод отримання пористих полімерних плівок передбачає два етапи. На першому етапі плівку нагрівають до температури її термотекучості; на другому - розігріту пробу піддають дії "вакуумного удару", що призводить до утворення в ній пор. Нагрівання плівки запропоновано здійснювати за допомогою НВЧ-випромінювання з частотою 2450 МГц.

На рис. 3 і рис. 4 зображено розроблену установку для отримання пористої структури в полімерних термопластичних плівках.



Рис. 3. Схема установки для отримання пористої структури в полімерних термопластичних плівках: 1 – металевий корпус; 2 – вентилятор;

3 – робоча камера; 4 – магнетрон; 5 –датчики температури; 6 – електронний перетворювач; 7 – вентиль; 8 – вакуумметр; 9 – вентиль; 10 – вакуумний насос;

11 – повітропровід; 12 – металевий балон; 13 – ПЕОМ; 14 – таймер;

15 – блок керування; 16 – міст термістерний


Рис. 4. Схема робочої камери установки для отримання пористої

структури в полімерних плівках: 17 – узгоджене навантаження; 18 – верхня матриця; 19 – нижня матриця; 20 – проба полімерної плівки;

21 – болтове з'єднання; 22 – направляючий шплінт; 23 – нижня частина хвилеводу; 24 – верхня частина хвилеводу

Розігрів проби 20 здійснюють в робочій камері 3. Для створення електромагнітного поля використано об'ємний НВЧ-резонатор у вигляді системи роз'ємних хвилеводів 23 і 24 прямокутного перетину, герметичне з'єднання яких здійснюється за допомогою направляючого шплінта 22. Для утворення НВЧ-напруги використано магнетрон 4 потужністю 0,75 кВт, який одночасно є НВЧ-генератором. Вакуумне розрідження отримують за допомогою вакуумного насосу 10. Керування технологічним процесом пороутворення здійснюють за допомогою блока керування 15. Формоутворення пор у пробі 20 виконують за допомогою двох (верхньої і нижньої) роз'ємних матриць 18 і 19, горизонтальне розташування яких у середині робочої камери 3.

Розроблена технологія отримання, за допомогою даної установки, пористих полімерних плівок із заданою пористістю. Встановлено, що змінюючи величину таких основних технологічних показників, як час нагрівання, температура нагріву та величина вакуумного розрідження можна здійснювати пороутворення в