Исследование электризуемости текстильных и полимерно-тестильных материалов для специального костюма работников автозаправочных станций Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

ТЕХНОЛОГИИ МАТЕРИАЛОВ

УДК687. 03.174

Д. Р. Зиятдинова, Р. Р. Фаткуллина, Э. В. Селянкина

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЗУЕМОСТИ ТЕКСТИЛЬНЫХ И ПОЛИМЕРНО-ТЕСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОГО КОСТЮМА РАБОТНИКОВ АВТОЗАПРАВОЧНЫХ СТАНЦИЙ

Ключевые слова: специальная одежда, материалы, свойства, электризуемость.

Проведено исследование электризуемости натуральных, смесовых и полимерно-текстильных материалов. Определены материалы с наименьшими показателями электризуемости для пакета специальной одежды работников автозаправочных станций, среди которых материал с покрытием на основе каучука и специальные ткани из натуральных волокон и из смеси натуральных и полиэфирных волокон.

Keywords: uniform, materials, properties, ability to accumulate static electricity.

The article considersnatural, mixed fibers and polymer - textile materials ability to accumulate static electricity. Materials with the lowest ability to accumulate static electricity for a package of the fuel station workers special suit have been defined.

Введение

Выполнение производственных работ в нефтяной промышленности связано с негативным воздействием условий труда. В частности, одним из основных физических опасных факторов на автомобильных заправочных станциях (АЗС) является повышенный уровень статического электричества [1].

При формировании пакета материалов для костюма работников АЗС необходимо учитывать способность материалов генерировать и накапливать заряды статического электричества, что способствует быстрому загрязнению поверхности в результате притягивания частиц пыли, отрицательно влияет на здоровье человека, и может стать причиной воспламенения и взрыва [2]. Заряды статического электричества могут возникать при трении материалов, при сжатии и растяжении [3]. Значение показателя электризуемости материалов, применяемых для изготовления средств индивидуальной защиты (СИЗ), не должно превышать 15 кВ/м [4].

В качестве основных материалов при изготовлении СИЗ используют натуральные или смесовые ткани. Для обеспечения дополнительной защиты в местах наибольшего напряжения и возможного контакта с нефтяными продуктами в костюмах предусматриваются защитные накладки, для которых целесообразно применение материалов с полимерными покрытиями [5].

Применение смесовых материалов, состоящих из натуральных и синтетических волокон, позволяет эффективно использовать положительные свойства исходных компонентов. Синтетические волокна придают тканям прочность, износостойкость, стойкость к воздействию агрессивной среды, повышают уровень эстетического восприятия, снижают стоимость продукции. При этом отрицательным свойством синтетических материалов является их повышенная электризуемость. Ткани из натуральных волокон обладают необходимыми гигиеническими

свойствами и наименьшей, по сравнению с другими видами материалов, электризуемостью [3, 6].

Целью работы являлось формирование пакета материалов для костюма работников автозаправочных станций с учетом электростатических свойств.

Объекты и методы исследования

Для исследования выбраны ткани отечественных производителей и материалы с полимерным покрытием для защитной одежды (табл. 1).

Таблица 1 - Материалы для специальной одежды (вид материала с условным номером)

№ материала Наименование материала; поверхностная плотность Волокнистый состав, %

1 Саржа«С87-ЮД», «Яковлевский текстиль»; 260 г/м 65 - полиэфир; 35- хлопок

2 «Премьер-Cotton» арт.10407, «Чайковский текстиль»; 250 г/м2 100-хлопок

3 «Премьер-Standart» арт.81421, «Чайковский текстиль»; 250 г/м2 65 - полиэстер; 35 - хлопок

4 Полимерно-текстильный материал «Pantera D» (Китай); 514г/м2 100 - полиэстер; покрытие -поливинил-хлорид

5 Материал с покрытием на основе каучука 450 г/м2 100 -капрон; покрытие -каучук

Предварительная подготовкаобразцов материалов заключалась в выдерживании в подвешенном состоянии в течение 24 часов в атмосферных условиях.

Электризуемость материалов определяли с помощью измерителя напряженности электростатического поля СТ-1, плоского металлического электрода, измерительной проводящей пластины и валика, покрытого полиамидной тканью [7]. Измерение напряженности электростатического поля проводили для каждого образца в состоянии покоя и после воздействия валиком. За результат испытания принимали максимальное значение показателей в течение трех минут.

Напряженность электростатического поля на поверхности образца Е, кВ/м, определяли по формуле:

Е = Ев -Ен, (1)

где Ев - максимальное значение напряженности электростатического поля после воздействия на образец валиком; Ен - максимальное значение напряженности электростатического поля в покое.

Для определения электризуемости проводили не менее шести измерений. На основе значений напряженности электростатического поля определили плотность заряда а, Кл/см2:

- (2)

где е0 - электрическая постоянная; г2 - квадрат расстояния от заряда до точки, в которой изучают электростатическое поле, см; - площадь поверхности образца, см2.

По показателям плотности электрического заряда, возникающего на поверхности материала, и его удельного электрического сопротивления также определяют способность материалов к электризуе-мости [3]. Чем меньше плотность заряда, тем меньшей способностью электризоваться обладает материал.

Результаты и их обсуждение

Результаты измерения напряженности электростатического поля представлены в табл. 2.

Таблица 2 - Показатели электризуемости материалов для костюма операторов автозаправочных станций

№ материала Напряженность электростатического поля, Е, Кв/м Поверхностная плотность заряда, а, Кл/см2

В состоянии покоя, Ен После воздействия валиком, Ев На поверхности образца, Е

1 0,255 2,730 2,475 11,004*10-12

2 0,003 0,79 0,787 3,499*10-12

3 0,117 2,390 2,273 10,106*10-12

4 0,205 7,22 7,015 31,190*10-12

5 0,012 0,56 0,548 2,437*10-12

После воздействия валиком, наименьшую напряженность электростатического поля и, соответственно, поверхностную плотность заряда имеет ткань «Премьер-Сойоп 250» (образец 2, рис. 1). Это

обусловленоволокнистым составом - хлопок 100%. Материал «Pantera D» обладает наибольшими показателями напряженности и плотности заряда, но в допустимых пределах [3].

Напряженность гктростатического поля, Е, кВ/м 0 2 4 6 8 1 1 1 1 1 uL

m 1 2 3 4 5 Номер материала (табл. 1)

Рис. 1 - Значения напряженности электростатического поля материалов (пояснения в тексте)

Диапазон изменения показателя напряженности электростатического поля (0,548^ 7,015), определенный экспериментально, удовлетворяет требованиям [3] к материалам спецодежды, что позволяет рекомендовать материалы к использованию в производстве костюма оператора автозаправочной станции для защиты от общих производственных-загрязнений.

Согласно формуле (2) имеется обратная зависимость плотности заряда от площади материала. Для регулирования значения данного показателя материала с поливинилхлоридным покрытием возможен подбор площади и конфигурации защитных накладок в костюме.

Выводы

Проведенное исследование позволяет сформировать пакет материалов для костюма операторов автозаправочных станций с учетом свойства электри-зуемости. Рекомендуемые материалы:для защитных накладок - материал с покрытием на основе каучука; в качестве основного слоя - ткань «Премьер-Сойоп» из хлопковых волокон.

Литература

1. Межотраслевые правила по охране труда при эксплуатации нефтебаз, складов ГСМ, стационарных и передвижных автозаправочных станций. Утв. Пост. Минист. труда и соц. развития РФ № 33от 6.05. 2002 г.

2. СП 2.2.2.1327-03. Гигиенические требования к организации технологических процессов, производственному оборудованию и рабочему инструменту. Утв. Пост. Главн. гос. санит. врача РФ № 51 от 17.04. 2003 г.

3. Бузов Б. А. Материаловедение швейного производства / Б.А. Бузов, Н.Д. Алыменкова; Под ред. Б.А. Бузова. -М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 448 с.

4. Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические требования к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю). Утв. решением Комиссии таможенного союза № 299 от 28.05.2010 г.( http://www.tsouz.ru)

5. Фаткуллина, Р.Р. Предпроектный анализ при разработке спецодежды с использованием полимерных материалов / Р.Р. Фаткуллина, Д.Р. Зиятдинова, Л.Н., Абуталипова,

А.Ш. Мухаметшина // Вестник Казанского технологического университета, 2011. -№ 16. - С. 154-157.

6.Новые технологии в производстве специальной и спортивной одежды: Учебное пособие / Н.М.Конопальцева, Н.А.Крюкова, Л.В.Морозова. - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2013. - 240с.

7.МУК 4.1/4.3.1485-03. Гигиеническая оценка одежды для детей, подростков и взрослых: Методические указания -М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России. - 2003. - 15 с.

8.Физика. Основы электродинамики. Электромагнитные колебания и волны: Учебное пособие / С.И. Кузнецов.-М.: НИЦ ИНФРА-М, 2015. - 231 с.

© Д. Р. Зиятдинова - ст. преподаватель каф. МТ КНИТУ, damira10ziyat@mail.ru; Р. Р. Фаткуллина - к.б.н., доцент каф. МТ КНИТУ, rimma_fat@mail.ru; Э. В.Селянкина - магистран ткаф. МТ КНИТУ.

© D. R. Ziyatdinova - lecturer of department «Fashion and technology», Kazan national research technological university, damira10ziyat@mail.ru; R. R. Fatkullina - Ph.D., associate professor of department «Fashion and technology», Kazan national research technologicaluniversity, rimma_fat@mail.ru; E. V. Seliankina - student of department «Fashion and technology», Kazan national research technological university.