CC BY
59
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, [email protected]; Р. Р. Фаткуллина - к.б.н., доцент каф. МТ КНИТУ, [email protected]; Э. В.Селянкина - магистран ткаф. МТ КНИТУ.
© D. R. Ziyatdinova - lecturer of department «Fashion and technology», Kazan national research technological university, [email protected]; R. R. Fatkullina - Ph.D., associate professor of department «Fashion and technology», Kazan national research technologicaluniversity, [email protected]; E. V. Seliankina - student of department «Fashion and technology», Kazan national research technological university.
