Тема 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ИСКУССТВЕННОЙ КОЖИ И ПЛЕНОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

К физическим свойствам текстильных материалов относятся их способность к поглощению и проницаемости, теплофизические, электрические, оптические и акустические свойства.

Текстильные материалы относятся к капиллярно-пористым телам, имеющим сложную систему пор и капилляров, различающихся размерами и характером расположения. Поры в текстильных материалах образуются в результате неплотного расположения макромолекул, микрофибрилл и фибрилл в структуре волокон, между волокнами и нитями в структуре самого материала. Различают микропоры, радиус которых меньше 10-7 м, и макропоры, радиус которых больше 10-7 м.

Во многом благодаря пористой структуры, текстильные материалы способны к поглощению различных веществ, находящихся в газообразном, парообразном или жидком состоянии. В зависимости от внешних условий материалы могут удерживать поглощенные вещества или отдавать их в окружающую среду.

Эти свойства обусловливают гигиеничность одежды и определяют способность одежды: защищать тело человека от воздействия окружающей среды: холода, жары, солнечных лучей, атмосферных осадков, пыли и т.п.; удалять из-под одежного слоя пары и газы (пот, углекислый газ и др.); сохранять в пододежном слое необходимый для жизнедеятельности организма микроклимат.

Как правило, поглощение сопровождается изменением физико-механических свойств, размеров и массы материалов.

Лабораторная работа 11

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИГРОСКОПИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МЯГКОЙ ИСКУССТВЕННОЙ КОЖИ

Цель работы.Изучение методов и приборов для определения показателей гигроскопических свойств искусственной кожи.

Задания:1. Получить пробы мягких искусственных кож и подготовить образцы к испытанию.

2. Изучить методики по определению гигроскопических характеристик мягких искусственных кож.

3. Определить гигроскопические характеристики мягких искусственных кож.

Основные понятия

Характеристики, определяющие взаимодействие материалов с влагой, относятся к характеристикам гигроскопических свойств, поэтому оцениваются для всех видов материалов одежды и обуви.

Характеристиками гигроскопических свойств являются: влажность, гигроскопичность, намокаемость, влагоемкость, влагоотдача.

Характеристики влажности.

Фактическая влажность Wф, %, показывает, какую часть массы материала составляет масса влаги, содержащейся в нем при фактической влажности воздуха:

Wф = 100(m – то)/то, (11.1)

где т - масса образца при фактической влажности воздуха, г;

то - масса абсолютно сухого образца, г.

Кондиционная влажность WK, %, - содержание в материале влаги, сорбированной из паровоздушной среды при кондиционных условиях, т.е. при температуре 20±2оС и влажности воздуха WB = 65±2 %.

Кондиционную влажность искож рассчитывают по формуле

Wк = 100(mк – то)/то, (11.2)

где mк - масса пробы материала при кондиционных условиях, г.

Гигроскопичность WГ, %, - влажность материала при 98-100%-ной относительной влажности воздуха и температуре (20 ± 2) °С:

WГ = 100(mв100 – то)/то, (11.3)

где тв100 — масса пробы материала, выдержанной в эксикаторе с водой при 98-100%-ной относительной влажности воздуха, в течение определенного времени, г.

Показателями влажности и гигроскопичности характеризуются сорбционные свойства материалов, которые обеспечивают своевременное удаление влаги из пододежного слоя. Поэтому для материалов изделий, соприкасающихся непосредственно с телом человека, установлены стандартные требования к их гигроскопичности.

Влагоотдача Вот, %, характеризует десорбционную способность материала, она определяется количеством влаги, отданной в среду с относительной влажностью воздуха 2±1% материалом с гигроскопичной влагой:

Вот = 100(mв100 – тв2)/ (тв100– то), (11.4)

где тв100 - масса пробы материала после выдерживания в эксикаторе при 100%-ной относительной влажности воздуха, г; тв2 - масса пробы после высушивания в эксикаторе с концентрированной серной кислотой (влажность 2%), г; то- массаабсолютно сухой пробы, г.

Намокаемость, Н, %,– характеризует способность искожи взаимодействовать с влагой из окружающей среды в течении определенного времени.

Н= 100(т1 – m)/ m, (11.5)

где т1 - масса пробы после взаимодействовать с влагой из окружающей среды в течение 2 часов, г; т - первоначальная масса пробы, г.

Влагоемкость, ВЕ,%, - характеризуется количеством влаги, поглощенной материалом при его полном погружении в воду:

ВЕ= 100(т2– mo)/ mo, (11.6)

где т2 - масса пробы после замачивания в воде в течение 24 часов, г; то - масса абсолютно сухого образца, г.

Водопоглощение, Нвп, г/м2 - количество воды, поглощенной материалом за 10 мин его дождевания:

Hвп=(mД – mк)/S, (11.7)

где mД - масса пробы после дождевания, г; тк - масса пробы после сушки и выдержки в нормальных атмосферных условиях, г; S - площадь пробы, м2.

Намокаемость рекомендуется определять для искусственных кож, пленочных материалов, плащевых материалов с водоотталкивающей пропиткой или с пленочным покрытием при испытании дождеванием одновременно с определением их водоупорности и водопроницаемости (ГОСТ 30292 - 96).

Методика исследования.

ВлажностьWф мягких искусственных кож определяют по ГОСТ 3816 (ИСО 811-81) на образцах размерами (50х50)± 0,5 мм, не менее трех проб, которые взвешивают на аналитических весах с точностью до 0,01 и получают первоначальную массу пробы т.

Затем образцы высушивают до постоянной массы в кондиционном аппарате или сушильном шкафу, при этом пробы помещают в бюксы и взвешивают. Высушивают пробы в открытых бюксах при температуре 105±2оС, до постоянной массы пробы. Затем бюкс с пробой при закрытой крышке охлаждают и повторно взвешивают, получая значение то

Значение массы образцов до (т) и после (то) сушки заносят в табличную форму 10.1.

Расчет влажности Wф определяют по формуле 11.1.

Гигроскопичность WГ и влагоотдачу Во искусственных кож определяют по ГОСТ 8971-78.

От отобранного рулона искусственной кожи или листа отрезают кусок и из разных мест вырезают образцы размерами (50x50) ± 0,5 мм, не мене трех проб.

Кондиционированные образцы взвешивают (масса т) и помещают в эксикатор над дистиллированной водой, уровень которой находится на расстоянии 50-55 мм от нижней поверхности образцов.

Через 16 ч образцы вынимают из эксикатора и взвешивают для определения массы тв100. Значения тв100 и то заносят в табличную форму 11.1.

Гигроскопичность вычисляют по формуле (11.3).

Для определения влагоотдачи Во образцы после определения гигроскопичности помещают в эксикатор на 1 ч над раствором серной кислоты. По истечение 1 часа образцы вынимают и определяют массу тв2.

Результаты заносят в табличную форму 11.1.

Влагоотдачу (%) вычисляют по формуле (11.4).

Намокаемость и одностороннюю намокаемость искусственных кож определяют по ГОСТ 938.24-72 и ГОСТ 8972-78, соответственно.

НамокаемостьН искусственной кожи определяют по ГОСТ 938.24-72. Образцы готовят не мене трех и размерами (50х50)±0,5 мм после кондиционирования и взвешивают с точностью до 0,01 (масса m).

Взвешенный образец накалывают на крючок, на нижний конец пробы фиксирую груз массой 10 г и погружают на 2 часа (или 24 ч с учетом требований стандарта на данный вид материала) в сосуд с дистиллированной водой при температуре 20±3 оС так, чтобы пробы омывались водой со всех сторон.

По истечении 2 часов образцы вынимают из воды, обсушивают с поверхности фильтровальной бумагой без отжима и взвешивают, определяя массу m1. По формуле 11.5 рассчитывают намокаемость проб.

Затем вновь погружают пробы в воду еще на 22 часа. По истечении этого времени вынимают образцы, обсушивают с поверхности фильтровальной бумагой без отжима и взвешивают, определяя массу m2. По формуле 11.6 рассчитывают влагоемкость проб. Результаты заносят в табличную форму 11.1.

Для определения односторонней намокаемости Н0от рулона искусственной кожи отрезают кусок, из разных мест которого вырезают образцы диаметром (75±0,5) мм. Образец взвешивают (масса т), устанавливают в камеру 1 прибора и завинчивают крышку 2 (рис. 11.1). Через тубус 3 крышки прибора на поверхность образца наливают воду температурой (20±1) °С

Тема 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ИСКУССТВЕННОЙ КОЖИ И ПЛЕНОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ - student2.ru Рис. 11.1. Схема прибора для опреде-ления односторонней намокаемости искусственных кож: 1 - камера; 2 - крышка; 3 - тубус

и объемом (25±1) мл. Образец оставляют в контакте с водой на 2 часа. Затем образец вынимают, промокают фильтровальной бумагой и взвешивают (масса т1).

Одностороннюю намокаемость рассчитывают по формуле (11.5). Результаты заносят в табличную форму 11.1.

Влагопоглощение искусственных кож (ГОСТ 29900-78) определяют путем взвешивания количества влаги, которое задерживается в образце при определении паропроницаемости в неизотермических условиях.

Исследования проводят на приборе содержащем стаканчики, в которые заливают 25 мл воды. Пробы диаметром 55 мм, не менее двух, помещают на заплечики стаканчика лицевой или изнаночной стороной, в зависимости от того какая сторона подвергается воздействию паров воды и навинчивают держатель пробы.

Стаканчики взвешивают с точностью до 0,01 г, определяя массу тП0 и ставят в гнездо прибора и включают нагрев. Температура воды в стаканчике должна быть на уровне (32±2)°С. Прибор с пробами устанавливают в камеру, где поддерживается относительная влажность воздуха 65±2% и температура (20-22)°С. По истечении 16 часов стаканчики с образцами и контрольные стаканчики вынимают из прибора и взвешивают, измеряя массу тП16. Результаты испытаний заносят в табличную форму 11.1.

Влагопоглощение (%) определяют по формуле:

Вп= 100( тП16 - тП0) / тП0 (11.7)

За результат влагопоглощения принимают среднеарифметическое значение параллельных испытаний.

Тема 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ИСКУССТВЕННОЙ КОЖИ И ПЛЕНОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ - student2.ru
Рис. 11.2 схема стаканчика: 1 - крышка; 2 - металлическая прокладка; 3 - резиновая прокладка; 4 - образец; 5 - влагонепроницаемая пленка; 6 - заплечики; 7 - вкладыш из пенополиуретана; 8 – метал-лический стаканчик

Для определения односторонних влагопоглощения Вп и влагоотдачи В1 (ГОСТ 20830-75) от рулона искусственной кожи отрезают пробу и из разных мест пробы вырезают образцы диаметром (42 ± 0,5) мм. Схема стаканчика для определения односторонних влагопоглощения и влагоотдачи на рис. 11.2. Для испытания необходимы стеклянные или металлические стаканчики диаметром 60 мм. Стаканчик 7 должен иметь загнутые внутрь края, образующие заплечики 5 и рабочее отверстие диаметром (36 ±0,2) мм. Стаканчик завинчивают (закрывают) крышкой 1 с отверстием того же диаметра (рис. 11.2).

Образцы искусственной кожи перед испытанием взвешивают, масса тП0, г, затем закрепляют в стаканчиках так, чтобы наружу была та поверхность пробы, которая при эксплуатации изделия будет контактировать с влажным воздухом.

В стаканчике 7 на заплечиках помещают вкладыш 6 из пенополиуретана, влагонепроницаемую пленку 4, образец, резиновую 2 и металлическую прокладки 3 и плотно завинчивают крышку. Стаканчик устанавливают в эксикатор с относительной влажностью воздуха ~100% и выдерживают образцы при данной влажности в течение 24 ч.

По истечении 24 ч образец вынимают из стаканчика и взвешивают массут24, г. Результат заносят в табличную форму 11.1.

Одностороннее влагопоглощение В1вп, %, определяют по формуле:

В1вп = 100•[( т24- тП0)/ тП0] (11.8)

Одностороннюю влагоотдачу определяют на тех же образцах, что были использованы для определения влагопоглощения (масса т24). Эти увлажненные образцы опять помещают в стаканчики, устанавливают в эксикатор с относительной влажностью воздуха (65 ± 5) % и выдерживают в течение 24 ч. Затем образцы вынимают из эксикатора и взвешивают (масса тк).

Одностороннюю влагоотдачу Bo, %, определяют по формуле

В1во = 100•[( т24- тв2)/ тП1] (10.9)

Из показателей гигроскопических свойств искусственных кож нормированы гигроскопичность и влагоотдача, например для винилискожи-Т соответственно не менее 5 и 4 %, а для винилискожи-НТ не менее 4,5 и 3,5 %.

Форма 11.1

Мате- риал Номер образца т, г т0, г т1, г т2, г тк, г т24, г тВ100, г тВ2, г тД, г тП16, г
                       

Окончание формы 11.1

Мате риал Номер образца тПО, г тП1, г тП24, г W, % Г, % Вот, % ВЕ, % Н, % НВП, % ВП, % В1вп, % В1ВО, %
                           

Выводы: Дать оценку соответствия показателей качества исследуемых искусственных кож нормативным требованиям.

Вопросы для самоподготовки

1. Какие показатели характеризуют гигроскопические свойства искусственной кожи?

2. Какими методами определяют намокаемость и одностороннюю намокаемость искусственной кожи?

3. Какова методика определения влагопоглощения искусственной кожи?

4. Какова методика определения одностороннего влагопоглощения и влагоотдачи искусственной кожи?

Лабораторная работа 12

Наши рекомендации