В данной работе приводятся результаты исследований, где установлено линейная зависимость электропроводности от влажности хлопкового волокна. (ХВ)
В основе хлопкового волокна лежит целлюлоза, состоящая из остатков глюкозы, где кольца глюкозы связаны между собой тремя гидроксильными ОН группами соседних цепей, образуя межмолекулярные водородные связи. Сильнополярныегидроксильные группы в отдельных элементарных звеньях макромолекулы целлюлозы, определяют её диэлектрические свойства. С другой стороны, созревание ХВ является непрерывным процессом накопления целлюлозы. Результаты исследований показывают, что с увеличением зрелости волокон, увеличивается содержание в них целлюлозы.
Результаты исследований. В работе [1] отмечается, что все формулы, отражающие связь электропроводности хлопкового волокна (ХВ) с влажностью, особенно, не выраженные через удельные параметры, а приближенные, имеют смысл лишь для качественного описания процессов и весьма грубой оценки величины проводимости. Теоретическая предпосылка по поводу электропроводности ХВ была впервые сделана С.У. Умаровым и Л.Г. Гурвичем [2], где они сделали вывод о том, что электропроводность ХВ в основном зависит от количества влаги. В пределах относительной влажности воздуха 20-75 %, что соответствует интервалу влажности ХВ 4-10 % она изменяется экспоненциально, а при 100 % — ной влажности воздуха, т. е. при 18-20 % влажности ХВ, поверхность волокна полностью должна покрываться пленкой воды. Дальнейший рост влажности ХВ может привести лишь к увеличению толщины пленки и, следовательно, к линейной зависимости электропроводности от влажности ХВ [3].
Для проведения исследования зависимости электропроводности от влажности ХВ предлагается нами новая методика изготовления образцов влагодатчика. Для этого подбирались одинаковые по длине и зрелости ХВ и укладывались параллельно друг к другу. Их концы зажимались медной фольгой или склеивались электропроводящей пастой. Экранированные провода, припаянные к концам образца, служили для отвода тока от образца к измерителю тока — нано- или микроамперметру. Длина рабочей части образца равнялась 10 мм, вес — от 3 до 30 мг. При сопоставительных измерениях вес образцов был всегда одинаковый.
Отметим, что одни концы волокон расположены в одном, а другие в другом контактах. Для увеличения чувствительности образца влагодатчика, ХВ легируются йодом при температуре 60-700С в течение 12 часов. После легирования ХВ йодом, устойчивое остаточное содержание йода в образцах составляет от 1 до 8 %. В таких образцах электропроводность становится в 100-300 раз больше, чем в нелегированных.
Электропроводность таких образцов измеряли при различных значениях влажности и различных температурах (в отсутствие влаги через образец электрический ток практически не протекает), в результате установлена линейная зависимость силы тока от влажности воздуха (рисунок).
Рис. 1. Зависимость силы тока от влажности воздуха через ХВ при температурах 315К (кривая 1) и 293К (кривая 2)
Отсюда видно, что даже при незначительной влажности с повышением температуры увеличивается электропроводность ХВ. Следовательно, изучение характеристик ХВ дало возможность применения его образца в качестве влагодатчика во влагомерах для быстрого диагностирования влажности почвы.
Нужно отметить исследованиями установлены, что величины диэлектрическая проницаемость(ᶓ) и тангенс диэлектрической потери (tgб) характеризующие диэлектрические свойства ХВ растут с увеличением температуры, так например при температуре 40ᵒС (tgб) и при 60ᵒС (ᶓ) достигают максимального значения.
Выводы
- Установлено исследованиями, что с увеличением зрелости ХВ, увеличивается содержание в них целлюлозы.
- Определена линейная зависимость электропроводности (ХВ) от влажности воздуха. Легированием образца ХВ йодом, электропроводность становится в 100-300 раз больше, чем в нелегированных.
- Максимальные значения ᶓ и tgб соответствуют различным значениям температур образца ХВ.
Литература:
- Казанский В.В. Электрические свойства хлопка. — Ташкент: Фан, 1986.-86с
- Умаров С.У. , Гурвич А.Г. К теории электропроводности волокна хлопка // Ж-л: Доклады АН РУз. — Ташкент, 1971 — № 10 — с.10-14
- Ахмеджанов Д.Г. , Мамадалимов А.Т и др. Хлопковое волокно в качестве влагодатчика во влагомере // Сб.тр. Реси науч. тех. конф. — Ташкент, 2009 — С.304-305.
