Тема 4.3. Физические и оптические свойства тканей

Цели:

Приобрести практические навыки в определении физических и оптических свойств тканей. Выявить зависимость свойств тканей от их внешнего вида и волокнистого состава.

Материалы и оборудование:

наборы тканей разных видов, весовой квадрант,пинцеты, спиртовки, вода, клей, линейки, ножницы.

Краткие сведения из теории

Физические свойства текстильных материалов объединяют их способностьк поглощению и проницаемости, а также тепловые, электрические, оптические и акустические свойства. Многие из этих свойств определяют способность одежды защищать тело человека от воздействия окружающей среды (холода, жары, солнечных лучей, атмосферных осадков, пыли и т. д.), своевременно удалять из под одежного слоя пары и газы (пот, углекислый газ и др.), сохранять в под одежном слое необходимый для жизнедеятельности организма микроклимат, т. е. определяют гигиенические свойства одежды. Поэтому часто совокупность физических свойств текстильных материалов, обеспечивающих гигиеничность одежды, называют гигиеническими свойствами.

Ткани, трикотажные и нетканые полотна способны к поглощению различных веществ, находящихся в газообразном, парообразном или жидком состоянии. В зависимости от окружающих условий материалы могут удерживать поглощенные вещества или отдавать их в окружающую среду. Как правило, поглощение сопровождается изменением ряда механических (прочность, жесткость, деформация и др.) физических свойств (теплозащитные, оптические, электростатические и др.), размеров и массы материалов.

Одними из важнейших физических свойств текстильных материалов являются гигроскопические свойства —способность текстильных материалов поглощать и отдавать водяные пары и воду.

Сложное физико-химическое явление поглощения волокнами паров влаги называется сорбцией. Процесс сорбции водяных паров является обратимым, в определенных условиях происходит отдача —десорбция водяных паров. Сорбция водяных паров воздуха состоит из нескольких процессов. С первого же момента, когда текстильный материал попадает в среду с большей относительной влажностью воздуха, начинает протекать процесс адсорбции — притягивания поверхностью волокон паров воды, которые образуют на ней плотную полимолекулярную пленку. Сила, притягивающая молекулы воды, возникает в результате того, что у макромолекул, расположенных на поверхности волокна, не полностью уравновешены межмолекулярные связи соседними макромолекулами. В связи с тем, что волокна имеют пористое строение, действительная поверхность сорбции волокон значительно больше ее наружной поверхности. Адсорбция протекает очень быстро, и равновесное состояние достигается в течение нескольких секунд. При насыщении по­верхности волокон водяными парами происходит процесс проникания (диффузии) молекул воды в межмолекулярное пространство, т. е. процесс абсорбции. В результате процесса абсорбции водяные пары поглощаются всем объемом волокон. В отличие от адсорбции диффузионный процесс проникания влаги вглубь волокна протекает медленно, и время достижения равновесного состояния составляет несколько часов.

Большинство синтетических волокон (особенно полиэфирные, полиолефиновые, поливинилхлоридные) обладает малой способностью к поглощению влаги, так как в их составе почти отсутствуют гидрофильные группы.

При непосредственном соприкосновении текстильного материала с водой вода поглощается как путем диффузии ее молекул в полимер, так и путем механического захвата частиц воды структурой материала. В последнем случае существенную роль играют связь смачивания и капиллярная связь.

Смачиваниепредставляет собой полное или частичное растекание жидкости по поверхности волокна, тем меньшее количество тепла выделяется при поглощении водяных паров.материала. Оно может характеризоваться краевым углом смачивания 0, который образуется поверхностью материала и касательной к поверхности раздела жидкость — воздух. Способность материалов к смачиванию определяется, прежде всего, химической природой волокон, их способностью к адсорбции влаги и характером поверхности, ее микрорельефом, шероховатостью.

Капиллярная связь воды с материалом обусловлена подъемом жидкости по макрокапиллярам при соприкосновении их с поверхностью воды. Эта связь возникает при смачивании стенок капилляров жидкостью с образованием вогнутого мениска. Степень капиллярного поглощения влаги зависит от способности волокон смачиваться и от строения и расположения капилляров в структуре материала.

Способность текстильных материалов пропускать воздух, пар, воду, жидкости, дым, пыль, газы и радиоактивные излучения называется проницаемостью. Характеристика, обратная проницаемости, показывающая способность текстильного материала сопротивляться прониканию воды, пара и т. д., носит название непроницаемости, или упорности (водоупорность)

Воздухопроницаемость — это способность текстильных материалов пропускать воздух.

Водопроницаемость — способность текстильных материалов пропускать воду при определенном давлении.

Водоупорность — сопротивление текстильных материалов прониканию через них воды.

Водопроницаемость и водоупорность зависят от структурных показателей заполнения тканей, трикотажных и нетканых полотен, от их толщины и способности к смачиванию. Для ряда швейных изделий, защищающих человека от атмосферных осадков (плащей, пальто, костюмов, зонтов, палаток и т.-п.), водоупорность материалов имеет большое значение. Водоупорность повышают с помощью специальных видов отделки текстильных материалов. Одни из них связаны с созданием на поверхности материалов сплошной пленки, закрывающей все поры, в результате чего материалы становятся совершенно непроницаемыми для воды. Однако одновременно они приобретают паро- и воздухонепроницаемость, что резко снижает гигиенические свойства изделий. Другой способ отделки основан на уменьшении смачиваемости материалов, придании волокнам гидрофобности, в результате чего капли воды скатываются с поверхности материала. При этом поры материала остаются незакрытыми и проницаемость для воздуха и пара сохраняется.

Пылеемкость — способность материала воспринимать и удерживать пыль. Она характеризуется относительной пылеемкостью — отношением количества пыли, поглощенной материалом т_а, к количеству пыли, взятой для испытания

Показатели характеристик пылепроницаемости и пылеемкости определяют путем засасывания через материал с помощью пылесоса навески пыли определенного состава и размера частиц. Методом взвешивания устанавливают количество пыли, прошедшей через материал и осевшей на материале.

Паропроницаемость — способность текстиль­ных материалов пропускать пары влаги из среды с повышенной влажностью в среду с пониженной влажностью.

Для определения паропроницаемости сосуд с водой плотно закрывают испытываемым материалом и помещают в камеру с относительной влажностью воздуха 65% и температурой 20° С на определенный период времени. По величине массы воды, испарившейся через образец материала, рассчитывают коэффициент паропроницаемости, показывающий, какое количество водяных паров проходит через единицу площади материала в единицу времени.

При действии тепловой энергии текстильные материалы проявляют целый ряд свойств: способность проводить тепло (теплопроводность, тепловое сопротивление, температуропроводность); способность поглощать тепло (теплоемкость); способность изменять или сохранять свои свойства (тепло- и термостойкость, морозостойкость, огнестойкость). Тепловые свойства текстильных материалов имеют важное значение при проектировании одежды с заданными теплозащитными свойствами, в процессах влажно-тепловой обработки швейных изделий и при их эксплуатации в различных климатических, производственных и бытовых условиях.

Ориентировочные значения стойкости к истиранию различных видов тканей

Вид ткани	Стойкость к истиранию, циклов
Хлопчатобумажные:
бельевые	1400-2000
сорочечные	300-800
платьевые	800-3000
Льняные:
бельевые	6000-15000
одежные	6000-100000
Льнолавсановые:
костюмно-платьевые
платьевые из натурального шелка	75-110
Платьево-костюмные шелковые и полушелковые	250-400
Подкладочные из химических нитей и пряжи	1000-1500
Платьевые чисто- и полушерстяные	2000-4000
Костюмные:
чистошерстяные	2500-5000
полушерстяные	4000-5000
Пальтовые:
чистошерстяные
полушерстяные

Порядок выполнения лабораторной работы:

1. Ознакомиться с методическими рекомендациями.

2. Получить допуск к лабораторной работе.

3. Получить задание на лабораторную работу.

4. Выполнить задание согласно своему варианту.

5. Сделать выводы, оформить отчет, подготовиться к защите лабораторной работы.

6. Защитить лабораторную работу.

Алгоритм выполнения задания лабораторной работы:

1. Определить волокнистый состав тканей по основе и утку.

2. Определить капиллярность тканей.

3. Определить водопоглощаемость тканей.

4. Определить оптические свойства тканей цвет, колорит, блеск.

5. Пользуясь справочными данными, определить норматив стойкости образцов тканей к истиранию, исходя из их волокнистого состава.

6. Результаты опытов и измерений занести в таблицу 8.1.

7. Провести сравнительный анализ результатов, определить зависимость физических свойств ткани от способа производства и волокнистого состава. Оформить вывод по работе.

Таблица 8.1- Результаты измерений и опытов

№	Образец ткани	Волокнистый состав	Физические свойства тканей	Оптические свойства тканей	Норматив стойкости к истиранию
п/п		по основе	по утку	капиллярность	водопоглощаемость	цвет	колорит	блеск

Образец выполнения задания:представлен в приложении А.

Задание на лабораторную работу:

Вариант 1

1. Ткань блузочная.

2. Ткань курточная.

3. Ткань брючная.

Вариант 2

1. Ткань бельевая.

2. Ткань пальтовая.

3. Ткань костюмная.

Контрольные вопросы:

1. Какие свойства ткани относят к физическим?

2. Что влияет на физические свойства тканей?

3. От чего зависит поглощаемость тканей?

4. Что такое «капиллярность», «пылеемкость», «паропроницаемость»? Как определяются эти свойства?

5. Дайте характеристику оптическим свойствам тканей.

Лабораторная работа №12

«Анализ ассортимента хлопчатобумажных и льняных тканей. Составление технической характеристики тканей, определение их основных свойств, назначения и режимов обработки в швейном производстве»