Изготовление экспериментальной партии образцов наноструктурированных текстильных материалов с повышенными гигиеническими свойствами Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 677.017

В. В. Хамматова, Р. Ф. Гайнутдинов ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ПАРТИИ ОБРАЗЦОВ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПОВЫШЕННЫМИ ГИГИЕНИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ*

Ключевые слова: текстильный материал, плазма, гигиенические свойства, одежда специального назначения.

В статье рассматриваются вопросы, связанные с изготовления экспериментальной партии образцов наност-руктурированных натуральных текстильных материалов из хлопка с использованием потока неравновесной низкотемпературной плазмы пониженного давления, которые обладают гигиеническими свойствами. Проведены исследовательские испытания гигиенических характеристик материалов, необходимых при эксплуатации изделий специального назначения. Установлено, что данный плазменный метод наноструктурирования экспериментальной партии образцов текстильных материалов потоком неравновесной низкотемпературной плазмы пониженного давления за счет управления их микроструктурой позволяет не только повышать гигиенические показатели тканей для спецодежды, но и обеспечивать комфортное состояние человека в спецодежде и сохранять их внешнюю форму.

Keywords: textile material, plasma, hygienic properties, specialized clothing.

The article discusses the issues associated with the manufacture of a pilot lot of samples of nanostructured natural textile materials cotton thread use of non-equilibrium low-temperature plasma of reduced pressure, which have hygienic properties. Conducted research testing the hygienic characteristics of materials required in the operation of the products for special purposes. It was found that this plasma method of nanostructuring of a pilot lot of samples of textile materials by a stream of nonequilibrium low-temperature plasma of reduced pressure through control of their microstructure allows not only to improve the hygienic performance offabrics for clothing, but also to provide a comfortable condition of the person in overalls and retain their external form.

ТЕХНОЛОГИИ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ ТЕКСТИЛЬНОЙ И ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

В процессе изготовления экспериментальной партии образцов спецодежды из наноструктурированных тканей необходимо опираться на глубокие знания свойств полученных материалов, с одной стороны, и на ведущие требования, предъявляемые к изделиям специального назначения с другой, которые предполагают комплекс гидрофобных характеристик. А в условиях повышенной температуры и интенсивной солнечной радиации, должны соответствовать гигиеническим свойствам, влияющим на тепловое состояние человека и процесс терморегуляции [1].

Гигиенические свойства в спецодежде реализуются через систему как физических свойств (гигроскопичность, тепловые свойства, проницаемость, элек-тризуемость), геометрических свойств (толщина, масса), жесткость тканей, так и ее конструкцию [2].

Обеспечение комфортного состояния человека в спецодежде в основном проверяли по гигиеническим показателям. Основным показателем гигиенических свойств применяемых наноструктурированных текстильных материалов для спецодежды является гигроскопичность — способность ткани поглощать водяные пары из окружающей атмосферы и удерживать их при определенных условиях, который определяется в соответствии с ГОСТ 3816-81 [3]. Ткани с определенной гигроскопичностью являются регулятором тепла между телом человека и окружающей средой.

Для оценки изменения гигроскопических свойств наноструктурированных текстильных материалов, изучено влияние потока неравновесной низкотемпературной плазмы на капиллярность тканей с содержанием природных волокон. В качестве объекта ис-

следования выбраны текстильные материалы "Премьер РК-350" (100% хлопок) с антистатической нитью, арт. 10202АМ и "Парусина полульняная" (59% лен+41% хлопок) с пропиткой, арт.11293.

Наноструктурирование текстильных материалов, предназначенных для обработки рулонных тканей из натуральных и смесовых тканей, проводили в потоке неравновесной низкотемпературной плазмы (ННТП) пониженного давления в условиях вакуума,

Проводили отработку режимов на полупромышленной плазменной установке «ВАТТ 1500 Р/Р ПЛАЗМА 3», с частотой генератора 13,56 МГц в течение 1-2 м/мин, в зависимости от вида материалов. Режим плазменного наноструктурирования текстильных материалов регулировали путем изменения расхода газа О, давления в вакуумной камере Рк, мощности разряда и продолжительности обработки т, с целью регулирования гигроскопичности экспериментальной партии образцов текстильных материалов, используемых в качестве объектов исследования. Параметры наноструктурирования экспериментальной партии образцов текстильных материалов "Премьер БЯ-350" (100% хлопок) с антистатической нитью представлены на рисунке 1 и "Парусина полульняная" (59% лен + 41% хлопок) с пропиткой, арт.11293 представлены на рисунке 2.

Говоря о влиянии на гигроскопичность текстильных материалов входных параметров ННТП обработки (Рк, Wp), характеризующих мощность разряда и давление в вакуумной камере, можно отметить, что зависимости носят неярко выраженный экстремальный характер, то есть при достижении максимального

Рис. 1 - Изменение гигроскопичности (%) экспериментальной партии образцов наноструктуриро-ванных текстильных материалов "Премьер РЯ-350" (100% хлопок + антистатическая нить) от мощности разряда ^р,кВт) и давления в вакуумной камере (Рк, Па). ННТП обработка: (О = 0,04 г/с; т=2м/мин; Wр=3,5 кВт; Рк=18-20Па)

Рис. 2 - Изменение гигроскопичности (%) экспериментальной партии образцов наноструктуриро-ванных текстильных материалов "Парусина полульняная" (59% лен+41% хлопок) от мощности разряда ^р,кВт) и давления в вакуумной камере (Рк, Па). ННТП обработка: (О = 0,04 г/с; т=1м/мин; Wр=3,5 кВт; Рк=20-21Па)

значения гигроскопичности при определенной мощности разряда и давления в вакуумной камере начинается плавное снижение значений данного показателя. Характер полученных зависимостей на рисунках 1 и 2, объясняется тем, что при возрастании значений Рк и Wp, увеличивается активность плазмы (степень ионизации, кинетическая энергия и т.д.). Дальнейшее понижение гигроскопичности объясняется преобладанием термического воздействия плазмы при повышении данных параметров и, как следствие, термической деструкции, увеличением кристалличности и уплотнением структуры материала.

Заключение

Таким образом, данный плазменный метод нано-структурирования экспериментальной партии образцов текстильных материалов потоком ННТП пониженного давления за счет управления их микроструктурой позволяет не только повышать гигиенические и гидрофобные показатели тканей для спецодежды, но и обеспечивать комфортное состояние человека в спецодежде и сохранять их внешнюю форму. Улучшенный дизайн и конструкция моделей спецодежды обеспечивают комфорт и безопасность в различных погодных условиях труда на весь срок их эксплуатации.

Максимальные показатели гигроскопичности на-ноструктурированных текстильных материалов "Премьер РК-350" (100% хлопок + антистатическая нить) достигаются в результате обработки ННТП до 8%, а в наноструктурированных текстильных материалов "Парусина полульняная" (59% лен+41% хлопок) до 6,4%, относительно контрольных образцов.

*Проект выполняется в организации исполнителе (Получателе субсидии) 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. Уникальный идентификатор прикладных научных исследований (проекта) КЕЫЕ¥157714Х0019.

Литература

1. Гафурова, Н. Т. Принципы и методы художественного проектирования спецодежды [Текст] / Н. Т. Гафурова, Д. И. Сайлиева, Ж. И. Исмоилов // Молодой ученый. — 2015. — №8. — С. 217-220.

2. Хамматова, Э.А. Получение полимерно - текстильного материала с повышенными гигроскопическими свойствами для моделей специальной одежды [Текст] /Э.А. Хам-матова, В.В. Хамматова // Вестник Казанского технологического ун-та. - 2011. - № 6. - С. 158-161.

3. ГОСТ 3816-81.Ткани текстильные. Методы определения гигроскопических и водоотталкивающих свойств [Текст]. - Введ.01.05.1981. - М.: Госстандарт России: Издательство стандартов, 1981. - 13с.

© В. В. Хамматова - д.т.н., профессор, зав. каф. дизайна КНИТУ, [email protected]; Р. Ф. Гайнутдинов - к.т.н., старший преподаватель той же кафедры, gainutdin [email protected].

© V. V. Khammatova - doctor of Technical Sciences, Professor, Head of Design, Institute of technology of light industry of fashion and design, KNRTU, [email protected]; R. F. Gainutdinov - Ph.D., senior lecturer of the same department KNRTU, [email protected].