CC BY
17
УДК 675.026.11
А. А. Валиева, А. А. Яковлева, О. С. Фадеева, М. В. Антонова, И. В. Красина
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ
НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТКАНИ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Ключевые слова: натуральные волокна, механические свойства, низкотемпературная плазма. В статье представлены результаты исследований механических свойств тканей специального назначения.
Keywords natural fibers, mechanical properties, low-temperature plasma. The article presents the results of research mechanical properties offabrics for special purposes.
Введение
Ткани для спецодежды должны обладать достаточными прочностными характеристиками, чтобы обеспечить их длительную износостойкость в процессе эксплуатации. При окончательной отделке тканей могут применяться различные методы обработок, способствующие улучшению одних свойств и ухудшению других. Так применение электрофизических методов модификации поверхности тканей, может привести к ухудшению их физико-механических свойств. Данная работа посвящена изучению влияния плазменной модификации ткани специального назначения на ее физико-механические свойства в процессе придания тканям антибактериальных свойств.
Экспериментальная часть
Объектом исследования является ткань марки ПремьерКомфорт 250А артикул 18422 а/Х-М и Климат Standard 250 артикул . 81429 производства ООО «Чайковская текстильная компания». Состав сырья ПремьерКомфорт 250А 80% -хлопок, 20% ПЭ с антистатической нитью, цвет «Селен», состав сырья Климат Standard 250 65% полиэстер, 35% хлопок с полиуретановым покрытием, переплетение саржевое.
Основными механическими характеристиками текстильных материалов, обуславливающими их прочностные свойства являются показатели, прочности на разрыв и относительное удлинение
Текстильные материалы, содержащие в своем составе синтетические волокна, в большинстве своем обладают гидрофобными свойствами. При изменении этих свойств в сторону гидрофильности, могут изменяться также и физико-механические характеристики тканей, что крайне не желательно. Поэтому выбор режимов плазменной обработки основывался на изменении капиллярности ткани с параллельным контролем изменения механических характеристик. Поиск режимов плазменной модификации, при обработке в которых наблюдается наибольшее значение подъема столба жидкости по выбранным текстильным материалам, осуществлялся варьированием мощности разряда плазменной модификации (рис.1) и вида плазмообразующего газа (рис. 2,3).
Анализ полученных зависимостей показал, что наибольшее значение капиллярности достигает-
ся при значении мощности разряда 1,8 кВт для ткани марки Премьер Комфорт 250А и мощности 1,4 кВт для ткани марки Климат Стандарт250. Дальнейшее увеличение мощности разряда нецелесообразно, так как наблюдается обратный эффект, ткани приобретают гидрофобные свойства.
Мощность разряда, кВт КлиматСгандэрт250 ПремьерКсмфсрт250А
Рис. 1 - Зависимость капиллярности текстильных материалов от мощности разряда плазменной модификации (Р=26,6 Па, 1=180 с, С=0,04 г/с, плазмообразующий газ воздух)
Выбор вида плазмообразующего газа также основывался на капиллярности текстильных материалов. На рисунках 2-3 представлены зависимости капиллярности от вида газа используемого при плазменной модификации [1-3].
Время подъема столба жидшсти, мин ^^^^^»аргон ^^^^»аргон-воздух 70/30 воздух
Рис. 2- Зависимость капиллярности ткани Пре-мьерКомфорт250А от вида плазмообразующего газа (Р=26,6 Па, 1=180 с, 0=0,04 г/с, мощность W=1,4 кВт)
По показателям капиллярности наиболее благоприятным для обработки обоих видов тканей является кислород воздуха.
После плазменной обработки материала про-
водились экспериментальные исследования полученных механических свойств.
Рис. 3 - Зависимость капиллярности ткани Климат Стандарт 250 от вида плазмообразующего газа (Р=26,6 Па, t=180 с, G=0,04 г/с, мощность разряда W=1,8 кВт)
Для определения механических характеристик тканей отбирались точечные пробы согласно ГОСТ -3813-72. Определение прочности на разрыв и удлинения определяли методом полоски. Метод испытания полоской- определение прочности на разрыв, в котором полная ширина элементарной пробы закрепляется зажимами. Из каждой точечной пробы вырезались две группы элементарных проб для испытаний, одна в направлении основы, другая в напралении утка. Испытания образцов проводились на автоматической разрывной машине XLW для физико-механических испытаний различных материалов [4]. Результаты экспериментов представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Показатели механических характеристик тканей специального назначения до и после плазменной модификации
Наименование про- Прочность Удли-
бы на разрыв, Н нение, мм
Контрольный образец Премьер Комфорт 250А артикул 18422: - по основе 1019 14,8
- по утку 825 13,5
Модифицированный в плазме образец Премьер Комфорт 250А артикул 18422:
- по основе 1018 14,5
- по утку 916 13,5
Модифицированный в
плазме и наночастицами серебра образец ткани Премьер Комфорт 250А артикул 18422:
- по основе 930 16,3
- по утку 810 12,8
Контрольный образец ткани марки Климат Стандарт 250: - по основе 1072 13.5
- по утку 1012 16.8
Модифицированный в плазме образец ткани марки Климат Стандарт 250
- по основе 1050 10.2
- по утку 927 13.5
Модифицированный в плазме образец и нано-частицами серебра образец ткани марки Климат Стандарт 250 - по основе - по утку 1010 915 16,7 12,3
Из приведенных результатов
экспериментальных исследований, видно что такие показатели как прочность на разрыв и относительное удлинение тканей специального назначения остаются в пределах нормы. Отсюда можно сделать вывод о целесообразности применения плазменной модификации текстильных материалов перед пропиткой их водными растворами антибактериальных препаратов.
Работа проводилась при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в соответствии с требованием соглашения № 14.577.21.0019 о предоставлении субсидии на проведение прикладных научных исследований.
Литература
1. Илюшина, С.В. Технология получения технических тканей с антиадгезионными свойствами / С.В. Илюшина // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2012. - Т.18.№18. - С. 50-51.
2. Абдуллин, И.Ш. Волокнистые высокомолекулярные материалы легкой промышленности в процессах обработки потоком плазмы ВЧ-разряда / И.Ш.Абдуллин, Г.Г.Лутфуллина, В.П.Тихонова, М.Ф.Шаехов, И.В.Красина // Информационный листок №71-015-04 Татарский центр научно-технической информации, -Казань: 2004. -3с.
3. Тимошина, Ю.А. Разработка трикотажных и нетканых волокнистых материалов с антибактериальными свойствами. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Казан. нац исслед. технол. ун-т; Ю.А. Тимошина. -Казань, 2014. - 179 с.
4. Сергеева, Е.А. Влияние плазменной обработки волокнистых материалов на их модификацию наночастицами серебра/ Е.А. Сергеева, Ю.А. Букина, А.С. Брысаев// Вестник Казан. технол. ун-та.- 2013. - №4. - С. 82-84.
© А. А. Валиева - студ. гр. 4311-41 КНИТУ, alsina_valieva@mail.ru; А. А. Яковлева - студ. гр. 4311-41 КНИТУ, nastena.yackovleva@yandex.ru; О. С. Фадеева - студ. гр. 4311-41 КНИТУ; М. В. Антонова - канд. техн. наук, доц. каф. технологии химических и натуральных волокон и изделий КНИТУ, marisha.10@list.ru; И. В. Красина - д-р техн. наук, проф., зав. каф. технологии химических и натуральных волокон и изделий КНИТУ, irina_krasina@mail.ru.
© A. A. Valieva - stud. of group 4311-41 to KNRTU, alsina_valieva@mail.ru; A. A. Yakovleva - stud. of group 4311-41 to KNRTU, nastena.yackovleva@yandex.ru; O. S. Fadeeva - stud. of group 4311-41 to KNRTU; M. V. Antonova - candidate of Technical Sciences, associate professor of technology of chemical and natural fibers and products to KNRTU, marisha.10@list.ru; 1 V. Krasina - the Doctor of Engineering managing chair of technology of chemical and natural fibers and product to KNRTU, irina_krasina@mail.ru.
