Получение полимерно-текстильного материала с повышенными гигроскопичными свойствами для моделей специальной одежды Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

УДК 677: 29.27.43

В. В. Хамматова, Э. А. Хамматова

ПОЛУЧЕНИЕ ПОЛИМЕРНО-ТЕКСТИЛЬНОГО МАТЕРИАЛА С ПОВЫШЕННЫМИ ГИГРОСКОПИЧНЫМИ СВОЙСТВАМИ ДЛЯ МОДЕЛЕЙ СПЕЦИАЛЬНОЙ ОДЕЖДЫ

Ключевые слова: полимерный, материал, текстиль, модификация, одежда.

Рассмотрен полимерно - текстильный материал с защитными свойствами на основе модификации потоком плазмы ВЧЕразряда.

Key words: polymeric materials, textile, modification, clothing.

The polymer - textile material with the protective properties on the basis of modification by plasma flow of VChE - discharge.

Бурный технический процесс на исходе XX века предъявил к текстильным материалам новые, казалось бы фантастические требования: они должны обладать специфичными свойствами, которые необходимы в конкретной сфере деятельности человека, а так же уметь изменять их в нужном человеку направлении под воздействием внешней среды, то есть вырабатывать ответную реакцию.

Изделия из «полимерно - текстильного материала» находят широкое применение для экипировки военнослужащих и участников экспедиций, альпинистов, спортсменов, а так же в экстремальных условиях природных катаклизмов.

Развитие работ в области «полимерно - текстильного материала» идет в двух направлениях: колористическом и интеллектуальном. Колористическое направление связано с разработкой принципиально новых видов армейского камуфляжа и развитием моды, предлагающей одежду с необычными цветовыми эффектами. Окрашенные ими ткани могут изменять цвет под действием воды, тепла и света подобно хамелеонам. Ткани - «хамелеоны», способные изменять свой цвет в зависимости от внешних факторов - идеальный материал для армейского камуфляжа. Подобно коже живых рептилий защитная одежда военного сможет иммигрировать, адаптируясь к изменениям окружающей среды. Изменения могут иметь локальный характер неопределенной формы и четко выраженный рисунок на тех или иных деталях или участках одежды.

Реализация этих идей весьма заманчива и интересна для армии, но в то же время достаточно сложна и пока не осуществлена полностью, поскольку, в отличие от бытовой одежды, к армейскому камуфляжу предъявляются очень жесткие требования по устойчивости окрасок к действию светопогоды, трению, стиркам и химчистке.

Результаты работы и их обсуждение

Повышение гигроскопических свойств текстильных материалов, с одной стороны, увеличивает скорость увлажнения поверхности водяным паром, что способствует достаточной пропитки материала в технологическом процессе крашения тканей, с другой стороны, обеспечивают гигиеничность одежды. Это выражается, прежде всего, в улучшении способности тканей к поглощению воды и водных растворов, за счет перестройки характера водородных связей в структуре материала [1].

В результате варьирования входных параметров плазменной установки можно добиться изменения различных гигроскопичных свойств текстильных материалов. Так можно достичь максимального значения водопоглощения, капиллярного поглощения влаги, увеличить гигроскопические свойства полимерно - текстильных материалов. Гигроскопичность тканей

оценивали по изменению водопоглощаемости и капиллярности, времени растекания капли воды и величине диаметра растекания капли по поверхности.

Данные, представленные на рис.1, подтверждают выводы о том, что наибольшее влияние на результаты плазмообработки оказывают время обработки, природа плазмообразующего газа, мощность разряда, волокнистый состав и вид ткани (суровая или после отделки). Приведенные зависимости носят экстремальный характер.

Рис. 1 - Относительное водопоглощение целлюлозосодержащих тканей от

продолжительности воздействия плазмы в режиме (Рр =1,7 кВт; О = 0,04 г/с)

В ходе экспериментов выявлено, что при воздействии потока плазмы ВЧЕ-разряда пониженного давления на полульняную суровую ткань водопоглощение относительно контрольных образцов повышается на 800% при следующих параметрах: Р=33Па; С=0,04г/с; Рр=1,7кВт, т=180с, плазмообразующий газ - воздух.

С целью исследования возможности использования потока плазмы ВЧЕ-разряда пониженного давления для интенсификации процесса влагопереноса в капиллярно-пористом теле проведен сравнительный анализ результатов после предварительной промывки и последующей обработки потоком плазмы ВЧЕ разряда и, наоборот, до обработки потоком плазмы ВЧЕ разряда и последующей промывки (табл.1).

Относительное увеличение капиллярного поглощения влаги тканями (%) до промывки определяли по формуле

К - Ко

А К =-^- х 100 (1)

ВЧЕ К

где Ко, Квче - капиллярное поглощение влаги до и после обработки потоком плазмы ВЧЕ-разряда пониженного давления соответственно, мм.

Относительное увеличение капиллярного поглощения влаги (%) после промывки определяли как

А К пр = Кпрк- Ко х 100, (2)

Ко

где Кпр- капиллярное поглощение влаги тканями после промывки, мм.

Таблица 1 - Относительное изменение капиллярного поглощения влаги

целлюлозосодержащих суровых тканей (Рр=1 ,7кВт, т=180с, Р=33 Па, воздух)

Виды тканей Относительное увеличение капиллярного поглощения влаги, АК (%)

без предварительной промывки после ВЧЕ-обработки, АКвче без предварительной промывки после ВЧЕ-обработки, АКвче без предварительной промывки после ВЧЕ-обработки, АКвче

Хлопок +лен 332,00 64,50 431,00

Хлопок + льноджутокенаф 378,00 89,50 463,50

Хлопок 356,00 85,00 448,80

Льноджутокенаф 274,10 47,60 318,00

Лен 310,20 54,00 358,00

Относительное изменение капиллярного поглощения влаги промытых тканей под действием потока плазмы ВЧЕ-разряда пониженного давления определялось по формуле:

К ' - К

А К = —^^ х 100 , (3)

2 W

К пр

где К'вче - капиллярное поглощение влаги тканями после промывки и воздействия потока плазмы ВЧЕ-разряда пониженного давления.

Данные, представленные в таблице 1, показывают, что капиллярное поглощение влаги тканями без предварительной промывки после обработки в потоке плазмы ВЧЕ-разряда пониженного давления возрастает на 274-378% в зависимости от вида волокна. Необходимо отметить, что после промывки тканей в горячей воде (Т=80-90°С) капиллярное поглощение влаги (Кпр) увеличивается от 40 % до 90%, а обработка плазмой промытых тканей увеличивает показатель (КВЧЕ) от 318 % до 463% [2].

Эффект воздействия потоком плазмы ВЧЕ-разряда пониженного давления без

промывки выше, чем с промывкой и обработкой плазмой ВЧЕ-разряда.

Заключение

Резкое увеличение капиллярного поглощения влаги и водопоглощения суровой ткани связано, по-видимому, с тем, что в ходе плазменной обработки с целлюлозосодержащих волокон удаляется часть воскообразующих веществ и шлихты, что облегчает доступ воды и растворов к целлюлозе. Для целлюлозосодержащих волокон характерно их расщепление и разволокнение в ВЧЕ разряде. Трещины, образующиеся на поверхности хлопкового волокна,

более глубокие и длинные, происходит очистка поверхности волокна. Размеры трещин и

углублений, образующихся на поверхности вдоль оси волокна, определяются при одинаковых параметрах плазменной обработки, видом волокна.

Установлен оптимальный диапазон изменения значений параметров обработки потоком плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления, в пределах которого происходит изменение гигроскопических свойств текстильных материалов: расход плазмообразующего газа аргона и

воздуха от 0 до 0,05 г/с; продолжительность обработки - т=60 - 180с; давление в рабочей камере от 26 до 53 Па; частота поля - 1=13,56 МГц и мощность разряда от 0,2 до 2,0 кВт.

Литература

1. Абдуллин, И.Ш. Влияние потока плазмы на микроструктуру и свойства текстильных материалов для проектируемых моделей одежды / И.Ш.Абдуллин, Э.А. Хамматова, В.В. Хамматова // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2010. - № 6. - С. 59-64.

2. Абдуллин, И. Ш. Влияние потока низкотемпературной плазмы на свойства текстильных материалов / И.Ш.Абдуллин, В.В. Хамматова. - Казань: Изд - во Казан. ун -та, 2003. -216 с.

© В. В. Хамматова - д-р техн. наук, проф., зав. каф. дизайна, КГТУ, [email protected];

Э. А. Хамматова - студ. КГТУ.