CC BY
14
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ИЗУЧЕНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БИОКОМПОЗИЦИЙ ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОГО ТЕКСТИЛЯ С ЛЕЧЕБНЫМИ СВОЙСТВАМИ Шарабидзе М.Р. Email: Sharabidze637@scientifictext.ru
Шарабидзе Майя Ревазовна - доктор технических наук, профессор, департамент дизайна и технологии,
Государственный университет им. А. Церетели, г. Кутаиси, Грузия
Аннотация: в статье анализируются реологические свойства биокомпозиций на основе крахмала, белой глины и мази (смесь воска и растительного масла), которые предназначены для использования в качестве носителей лекарственных препаратов при изготовлении специального текстиля медицинского назначения. Показано, что биокомпозиции являются псевдо пластичными твердообразными системами: на основе крахмала - упруго-хрупкой, а на основе белой глины и мази - упруго-пластичной. Приложение на эти системы напряжения сдвига приводит к изменениям структуры подобным печатным композициям. Следовательно, применение указанных биокомпозиций для изготовления медтекстиля методом печатания к технологическим трудностям не приводит. Ключевые слова: биокомпозиция, реология, вязкость.
STUDYING OF RHEOLOGICAL PROPERTIES OF BIOCOMPOSITIONS FOR SPECIAL TEXTILES WITH MEDICINAL PROPERTIES Sharabidze M.R.
Sharabidze Maia Revazovna - Doctor of Technical Sciences, Professor, DEPARTMENT OF DESIGN AND TECHNOLOGY, A. TSERETELISTATE UNIVERSITY, KUTAISI, GEORGIA
Abstract: the article analyzes rheological properties of biocompositions on the basis of starch, white clay and ointment (mix of wax and vegetable oil) which are intended for use as container of medicines at production of special textiles of medical appointment. It is shown that biocompositions are pseudo plastic similar - firm systems: on the basis of starch -elastic-fragile, and on the basis of white clay and ointment - elastoplastic. The application on these systems of stress shift leads to changes of structure to adequate printing compositions. Therefore, application of the specified biocompositions for production of medical textiles by a printing method does поt result in technological difficulties. Keywords: biocomposition, rheology, viscosity.
УДК 66.01/.09
Учеными различных исследовательских лабораторий ведется интенсивная работа с целью создания эффективного специального текстиля с заданными специфическими лечебными свойствами. Получены текстильные материалы, обработанные антимикробными препаратами, которые используются для изготовления одежды, белья, перевязочных средств, санитарно-гигиенических изделий. Они эффективны в качестве защитных от инфекции средств. Кроме этого, текстильные материалы применяются для изготовления различных перевязочных средств, таких как фиксирующие (повязки, бинты) и накладные (салфетки, ватно-марлевые изделия), которые обладают лечебными свойствами [1].
Технология создания специального текстиля с лечебными свойствами предусматривает создание текстильного композитного материала, как одного целого комплекса, который включает в себе: текстиль, носитель лекарственного препарата и сам лекарственный препарат.
В департаменте дизайна и технологии текстиля Кутаисского государственного университета, почти два десятилетия, нами ведутся исследования с целью получения текстиля для лечения различных ран, ожогов, инфекций. Для создания спецтекстиля медицинского назначения нами используются различные текстильные полотна (ткань, трикотаж, нетканый материал) из хлопка, вискозы и шелка. В качестве носителей лекарственных препаратов мы используем мази (гели) на основе природных биополимеров и биоактивных веществ. Нанесение биоактивного состава на текстильную основу, в зависимости от назначения конкретного материала, проводится следующими способами: плюсование, смачивание, шаблонная или трафаретная печать [1]. При создании текстильного композитного материала с лечеными свойствами, одним из основных технологических задач является установление оптимальных составов биокомпозиций, обеспечивающих как эффективное лечение различных заболеваний, так и нормальное протекание технологического процесса изготовления медтекстиля. Так как нанесение биоактивного состава мы осуществляем методом печатания, считаем, что одним из важнейших свойств, определяющих осуществление процесса печатания, являются его структурно-механические и реологические свойства.
Целью работы является изучение реологических свойств биокомпозиций, используемых нами при изготовлении текстильных композитов с лечебными свойствами. В качестве носителей лекарственных препаратов мы использовали природные соединения: крахмал, белую глину, мазь на основе воска и растительного масла. Вязкость биокомпозиций определяли с помощью ротационного вискозиметра «Реотест-2». Вязкость вычисляли по формуле п=т Л, при у=27с-1. По данным измерений были построены кривые течения композиций (рис. 1).
Примечательно, что исследуемые биокомпозиции можно представить в виде растворов полимеров, которые имеют определенную структуру. Обычно, под структурой растворов подразумевается взаимное расположение молекул растворителя и полимера, конформация молекул, взаимодействие между макромолекулами полимеров.
В ряде работ, посвященных структурообразованию в растворах полимеров, высказаны соображения, что в разбавленных растворах могут находиться изолированные макромолекулы более или менее свернутой или спиральной конформации набухшие в той или иной степени в растворителе, молекулы которого ориентированы вблизи макромолекул. С повышением концентрации, при образовании гелей или студней полимеров, происходит переход от изолированных макромолекул к ассоциатам, простирающимся на сравнительно большие расстояния и возникающие не в результате геометрических переплетений, а в результате легко меняющихся межмолекулярных лабильных контактов, что позволяет осуществляться течению и сопровождается резким возрастанием вязкости. По мере дальнейшего увеличения концентрации растворов и вследствие, числа контактов полимер-полимер сетка становится более плотной и упорядоченной, количество свободного растворителя уменьшается; весь растворитель оказывается связанным образовавшейся структурой полимера [2].
Изучение зависимости вязкости систем и скорости деформации от напряжения сдвига исследуемых композиций показало, что они являются псевдо пластичными системами. По характеру реологических кривых биокомпозиции их можно отнести к упруго-хрупким или эластично-хрупким псевдо пластичным твердообразным системам. Для описания структурно-механических свойств этих систем используются такие характеристики, как модуль упругости (условно-мгновенный, соответствующий упругой деформации и эластический - соответствующий полному развитию эластической деформации), вязкость
упругого последействия - развития эластической деформации и прочность структуры -граница предельного разрушения структуры [3, 4].
Из рис. 1 видно, что при приложении напряжения сдвига на крахмальную биокомпозицию, система быстро разрушаются, после чего продолжает течь с меньшей вязкостью (т >тт).
Рис. 1. Кривые течения биокомпозиций:1 - крахмал, 2 - белая глина, 3 - смесь воска и растительного масла
Биокомпозиции на основе белой глины и мази (смесь воска с растительным маслом) имеют немного отличные от крахмала структурно-механические свойства, что выражается в изменении характера кривых течения. По свойствам кривых эти системы можно отнести к упруго-пластичным твердообразным системам. Эти системы характеризуются условно-упругой областью, ограниченной условным пределом текучести тк1. При этом предел текучести тк1 для мази больше, чем для белой глины. При напряжениях т< тк1 подобное тело очень медленно течет, при этом начальный участок кривой выражается прямой у=/(т), свидетельствующей о наличии на этом участке наибольшей постоянной вязкости. Примечательно, что для композиций на основе белой глины и мази предел текучести больше, чем у крахмальной композиции. На кривой течения этому соответствует вырастание прямолинейного участка, который обозначает условно-упругую область, характеризующейся модулями упругости и вязкостью упругого последействия. Несколько выше предела упругости наблюдается медленное течение типа ползучести, при этом структура разрушается в малой степени и течение происходит практически в неразрушенной структуре до достижения условного граничного напряжения практически неразрушенной структуры тг. При последующем повышении напряжения сдвига до условного динамического предела текучести т^, система постепенно разрушается. Последующее увеличение напряжения сдвига приводит к нарастанию разрушения структуры. После достижения граничного предельного разрушения структуры тт1 максимально разрушенная структура течет с наименьшей постоянной вязкостью.
Таким образом, изучение реологических свойств биокомпозиций на основе крахмала, белой глины и мази показало, что, несмотря на некоторые различия, при приложении напряжений сдвига, исследуемые композиции ведут себя аналогично и адекватно твердообразным системам, так же как печатные составы. Поэтому, при изготовлении медтекстиля методом печатания технологических сложностей не наблюдается.
Список литературы /References
1. Sharabidze M. Development of textile with medical properties. European Applied Sciences. № 1, 2014. Р. 125-126.
2. Урьев Н.Б. Высококонцентрированные дисперсные системы. М.: Химия, 1980. 320 с.
3. Тагер А.А. Физикохимия полимеров. М.: Химия, 1978. 544 с.
4. Виноградов Г.В.и др. Реология полимеров. М.: Химия, 1977. 480 с.
РЕГУЛИРОВАНИЕ ЧАСТОТЫ В ЭНЕРГОСИСТЕМЕ Дегтярев Е.А. Email: Degtyarev637@scientifictext.ru
Дегтярев Евгений Александрович - магистрант, кафедра электроэнергетики и автоматики, Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, г. Белгород
Аннотация: в статье рассматриваются основные этапы регулирования частоты: первичное, вторичное, третичное, указаны их функциональные особенности. Приведена временная диаграмма этапов регулирования. Указано явление взаимосвязи частоты энергосистемы и баланса мощности. Рассмотрено понятие статизма. Приведены графики, иллюстрирующие процесс регулирования частоты. Установлено, что агрегат, имеющий большую мощность и меньший статизм, оказывает большее влияние на первичное регулирование частоты. Указана невозможность достижения номинального значения частоты первичным регулированием.
Ключевые слова: регулирование частоты, энергосистема, баланс мощности.
REGULATION OF FREQUENCY IN THE POWER SYSTEM
Degtyarev E.A.
Degtyarev Evgeny Alexandrovich - Master Student, DEPARTMENT OF ELECTRIC POWER AND AUTOMA TON, BELGOROD STATE TECHNOLOGICAL UNIVERSITY V.G. SHUKHOV, BELGOROD
Abstract: the main stages of frequency regulation are considered in the article: primary, secondary, tertiary, their functional features are indicated. The time diagram of the regulatory stages is given. The phenomenon of the relationship between the frequency of the power system and the power balance is indicated. The concept of statism is considered. The graphs illustrating the process of frequency regulation are given. It is established that an aggregate having a greater power and a smaller statism has a greater influence on the primary frequency control. The impossibility of reaching the nominal value of the frequency by primary regulation is indicated.
Keywords: frequency control, power system, power balance.
УДК 621.316.726
