Исследование нетканых полотен на тепловые свойства

Современные технологии изготовления нетканых текстильных материалов дают возможность создавать новые материалы с заранее определенными свойствами. Материалы, используемые при изготовлении одежды, должны иметь высокие теплоизоляционные качества, которые зависят не только от состава, технологии изготовления и структуры материалов.

Для выработки нетканых материалов применят комплексные нити и пряжу, полученную различными способами.

До недавнего времени в Республике Казахстан, как правило, использовались лишь крайне необходимые и самые примитивные материалы и методы защиты. В частности, в производстве защитной одежды развитие происходило в основном по пути использования дешевых тканей из натуральных волокон, защитные эффекты которых определялись толщиной ткани, ее весом и пропиткой. При этом в мире уже давно получили признание новые синтетические и искусственные защитные материалы с повышенными факторами защиты, улучшенными технологическими и потребительскими свойствами.

В качестве сырья для получения новых нетканых материалов предлагаются использовать мета-арамидные и шерстяные волокна (рис1, 2).

Рис. 1. Мета-арамидные волокна

Рис. 2. Шерстяные волокна

Известно, что нетканые полотна можно вырабатывать различными способами. При этом существенно меняются структура и свойство полотен, чтобы их характеризовать, нужно использовать достаточно приемлемый способ изготовления. [1]

Образцы полотен были выполнены комбинированным способами: иглопробивным и валяльным. На основе проведенных исследований разработаны новые нетканые полотна, образующие тепловой барьер в пакете материалов за счет различных сочетаний слоев. Теплобарьерные слои выполнены из разных сочетаний 100 % шерсти (Ш), из 100 % мета-армидных волокон (М), и из 50 % мета-арамидных и 50 % шерстяных волокон (ШМ).

В таблице 1 приведены примеры полученных опытных образцов:

Таблица 1

Характеристика образцов

Для получения многослойного теплоизоляционного материала, спроектированы слои в различных сочетаниях (рис 3, 4).

Таблица 2

Сочетания слоев нетканых материалов

На рисунках 3,4 представлены снимки внутренних структур нетканого материала.

Рис. 3. Внутренняя структура нетканого материала изготовленная из двухслойного волокнистого холста

Рис. 4. Внутренняя структура нетканого материала изготовленная из смешанного волокнистого холста

Экспериментальные исследования на устойчивость к воздействию теплового потока пакетов материалов, были выполнены:

-        в испытательной лаборатории МЧС РК согласно СТ РК 1495–2006 [2]

-        виспытательном центре СИЗ Донкукского университета (Южная Корея) согласно ИСО 6942–2007 [2]

Для проведения оценки пакетов материалов подвергаемых воздействию источника теплового излучения при плотности падающего теплового потока

q = 5,0 кВт/м² и q = 40 кВт/м², с индексом передачи теплового излучения НТi_12–24 с затраченным временем на подъем температуры были подготовлены пакеты материалов состоящих из огнестойкого материала FR-350 (материал верха) и теплоизоляционной подстежки (нетканые материалы, бязь)

Результаты экспериментальных исследований на устойчивость к воздействию теплового потока пакетов материалов при плотности теплового потока q = 5,0 кВт/м². представлены в рис. 5.

Рис. 5. Анализ исследуемых пакетов материалов

Анализируя результаты испытаний из полученных данных выявлено, что наиболее устойчивыми к воздействию теплового потока являются следующие образцы: образец 2 Т=43,6ºС при t=315сек., образец 3 Т=49˚С при t=310сек., образец 4 Т=47,8˚С при t=244сек.,

Результаты экспериментальных исследований на устойчивость к воздействию теплового потока пакетов материалов при плотности теплового потока q = 40 кВт/м², с индексом передачи теплового излучения НТi_12–24 с затраченным временем на подъем температуры представлены на диаграмме 2,3.

Рис. 6. Анализ исследуемых пакетов материалов при НТi ₁₂

Рис. 7. Анализ исследуемых пакетов материалов при НТi ₂

Анализируя результаты испытаний из полученных данных выявлено, что наиболее устойчивыми к воздействию теплового потока при затраченном времени на подъем температуры НТi _12–24 являются следующие образцы: образец 2 при t=39,6сек.; образец 3 при t=38сек., образец 4 при t=36сек.

Выводы

Разработаны новые виды нетканых материалов с различными структурными характеристиками, однако образец 2 при исследовании на теплозащитные показатели согласно СТ РК 1495–2006, показывает улучшенные свойства в силу наименьшего значения поверхностной плотности и толщины.

Литература:

1.                  Kee Jong Yoon, Kyouong A Hong,. Статья «Effect of Spacer in Multi Layer Thermal Barrier of Firefighting Clothing on Thermal Property and Comfort» Textile Science and Engineering, № 6, 2010.-420с.

2.                  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН 1495–2006.- 8с.

3.                  ГОСТ Р ИСО 6942–2007, Система стандартов безопасности труда. Одежда для защиты от тепла и огня. Методы оценки материалов и пакетов материалов, подвергаемых воздействию источника теплового излучения