Износ от светопогоды. Методы и критерии оценки. Применяемые приборы

От воздействия света, влаги, тепла в текстильных материалах происходят сложные фотохимические реакции, вызывающие выцветание окраски, ухудшение механических свойств и разрушение самого полимерного вещества, из которого состоят волокна.

Было установлено, что в фотохимическом процессе наибольшее разрушающее действие оказывают лучи с короткой длиной волны, т. е. видимые (синие и фиолетовые) и особенно невидимые (ультрафиолетовые).

Фотодеструкцию, или старение, объясняют действием 3-х реакций:

Фотолиз – под действием ультрафиолетовых лучей происходит разрыв молекулярных цепей.

Фотоокисление – к концам оборванных молекул присоединяется кислород, происходит окислительная деструкция.

Фолтогидролиз – взаимодействие гидроксильных групп с водяными парами.

Одновременно с деструкцией полимера волокна в тех же условиях происходят процессы сшивания, т. е. соединение макромолекул или их фрагментов с образованием новых молекулярной и надмолекулярной структур.

Процесс старения под влиянием физико-механических факторов происходит преимущественно на поверхности волокон. В результате деструкции уменьшается ориентация молекул, на поверхности волокон образуются разрывы, трещины, которые облегчают доступ влаги и кислорода в глубь волокон, в промежутки между фибриллами. Изменение молекулярной и надмолекулярной структур волокон приводит к уменьшению их прочности и увеличению жесткости при изгибе. Оценка устойчивости материалов к старению проводится по изменению показателей свойств и вязкости раствора полимера.

Стойкость текстильных изделий к фотохимической деструкции определяется целым рядом факторов: химическим составом волокон, толщиной волокон и нитей, их круткой, структурой изделия, видами отделки и окраски.

Наиболее стойкими к свету из натуральных являются шерстяные волокна, а наименее стойкими – шёлковые и джутовые. Из синтетических волокон наивысшую стойкость имеет нитрон, наименьшую – капрон, несколько большую стойкость имеет хлорин. Меньшей светостойкостью, чем синтетические волокна, обладают вискозные, триацетатные и особенно ацетатные волокна и изделия из них.

Толстые и плотные ткани разрушаются не так интенсивно, как тонкие и менее плотные.

Водоупорные, противогнилостные, малоусадочные, малосминаемые и гидрофобные пропитки повышают светостойкость материалов. Доказано, что суровые хлопчатобумажные ткани разрушаются от солнечного облучения меньше, чем отбеленные. Мерсеризация не только придаёт тканям блеск, шелковистость, лучшую окрашиваемость и повышенную прочность, но и уменьшает их износ от светопогоды. Красители по–разному влияют на интенсивность разрушения полимеров, поскольку, с одной стороны, предохраняют их от солнечной радиации, а с другой – способствуют активизации окислительных процессов.

Стойкость полотен и изделий к светопогоде определяют двумя способами: в естественных условиях и на аппаратах искусственной погоды.

Стендовые испытания в естественных условиях проводят путем выдерживания пробы на крыше или специальных площадках, расположенных под углом 45º к горизонту в южном направлении. Однако продолжительность инсоляции по времени не позволяет точно учитывать и сравнивать результаты фотохимической деструкции, так как доза облучения от солнечной радиации зависит от времени года, облачности, запыленности воздуха и т. п. Поэтому для учета суммарной дозы облучения используют фотоэлементные приборы и условные дозы облучения – УДО. В настоящее время один безоблачный июльский день с 8 до 18 часов, в течение которого образцы получают дозу облучения 2190 Дж/см ², принимают за эталон в 5000 УДО.

В аппаратах искусственной светопогоды (федометрах, везерометрах и др.) используются различные источники облучения: ртутно-кварцевые, электродуговые и др. лампы. По ГОСТ 10793 стойкость к фотоокислительной деструкции (светопогоде) хлопчатобумажных, вискозных и смешанных тканей определяют на приборе дневного света (ПДС) системы ЦНИХБИ (рис. 3.41). Элементарные пробы (полоски) 1 ткани кладут на лампы дневного света 2 и перед облучением смачивают трижды раствором пероксида водорода и смачивателя ОП или некаля в дистиллированной воде. Раствор поступает из сосуда 3 и через отверстия в дождевальных трубах 4 смачивает пробы 1. Затем пробы непрерывно облучают в течение 4 часов при систематическом смачивании через каждый час. Далее их промывают в воде, удаляют избыточную воду, высушивают при комнатной температуре и выдерживают 24 часа в нормальных атмосферных условиях. Износ от фотоокислительной деструкции оценивают процентным изменением разрывной нагрузки в пересчете на одну нить раздельно по основе и утку. Четырехчасовой цикл воздействия на хлопчатобумажные и вискозные ткани с увлажнением через каждый час соответствует примерно 75-суточному воздействию светопогоды.

Износ от носки и стирки оценивают для бельевых тканей, трикотажных полотен и изделий. Изделия стирают после некоторого срока носки, износ происходит в результате их совместного воздействия. Поэтому оценивать изолированно износы от носки и стирки нельзя, так как они влияют друг на друга, а их комбинированное воздействие обычно превышает сумму отдельных воздействий.

39.Электризуемость текстильных полотен. Текстильные материалы в процессе их производства, а также при изготовлении и эксплуатации швейных изделий постоянно соприкасаются с поверхностями однородных и неоднородных тел, в результате происходит электризация материалов.

Электризуемость – это способность материалов к генерации и накоплению в определенных условиях зарядов статического электричества.

Возникновение статического электричества обусловлено нарушением равновесия между процессами генерации зарядов статического электричества определенной полярности и процессом их рассеивания.

Природа возникновения зарядов статического электричества окончательно не выявлена (нет законченной теории).

Наибольшее распространение получила теория, рассматривающая электризацию как результат перехода носителей зарядов (электронов или ионов) с одной контактирующей поверхности на другую. При соприкосновении диэлектрика, в частности текстильного волокна, с металлом с поверхности последнего сходят электроны, имеющие определенный уровень энергии, и «прилипают» к поверхности диэлектрика, сообщая ему отрицательный заряд. Однако на практике волокна при соприкосновении с металлами могут заряжаться как отрицательно (например, поливинилхлоридные волокна, нитрошелк, фторлон), так и положительно (капроновые, лавсановые, вискозные, природные волокна). Электризацию диэлектрика положительными зарядами в этом случае объясняют присутствием на его поверхности электронов, способных при определенных условиях, покидая диэлектрик, оставлять «дырки», которые можно рассматривать как положительные заряды. В результате отрицательные электроны и положительные «дырки» образуют между контактирующими поверхностями двойной электрический слой.

Ряд исследователей считает, что причина электризации диэлектриков – ориентация полярных молекул, расположенных на поверхности.

При соприкосновении двух поверхностей возникает электрическое поле, а при нарушении контакта поверхностей двойное электрическое поле разъединяется и каждая из контактирующих поверхностей оказывается заряженной электричеством противоположного знака.

При трении текстильных материалов величины электрических зарядов резко возрастают в первые 10 с, далее темп замедляется, достигая насыщения, затем несколько снижается. Величину заряда определяют в период насыщения, т. е. электризацию оценивают по величине максимального заряда.

Электризуемость определяется следующими показателями: напряженностью Е электрического поля, величиной заряда q, поверхностной плотностью σ, полярностью заряда, удельным объемным сопротивлением τ_у, удельным поверхностным сопротивлением Rs.

Напряженность электрического поля, В/м, E = f / q = U / H; (3.92)

где f – сила, которую испытывает заряд q; U – потенциал; Н – расстояние до заряженного тела.

Поверхностная плотность, Кл/см², σ = q / S; (3.93) где S – поверхность пробы, см².

Удельное объемное сопротивление, Ом·/ см, r₀ = R S_П / V, (3.94) где R – сопротивление полотен, Ом; Sn – площадь пробы, см²; V – объем пробы, см ³.

Поверхностное сопротивление, Ом·/ см², RS = R / S. (3.95)

Знак электрического заряда, возникающего на соприкасающихся поверхностях, зависит от химического строения вещества. Плотность электрического заряда, возникающего на поверхности материала, и его удельное поверхностное электрическое сопротивление зависят прежде всего от волокнистого состава материала Наименьшей плотностью зарядов и наибольшей электропроводностью характеризуются хлопчатобумажные материалы, а также материалы из гидратцеллюлозных волокон и нитей (вискозных и медноаммиачных). Немного выше плотность возникающих зарядов и удельное поверхностное сопротивление у материалов из природных белковых волокон (шерстяных, шелковых). Материалы из синтетических волокон и нитей проявляют при трении наибольшую электризуемость. Ацетатные и триацетатные материалы занимают промежуточное положение. Смешивание натуральных и гидратцеллюлозных волокон и нитей с синтетическими и ацетилцеллюлозными позволяет значительно снизить электризацию материалов.

Электризуемость текстильных материалов имеет суточные и сезонные колебания, связанные с ионизацией атмосферы. Например, летом электризуемость материалов выше, т. к. солнечная активность в этот период сильнее.

В большинстве случаев электризуемость текстильных материалов представляет собой отрицательное явление: она осложняет технологические процессы производства материалов и изготовления из них швейных изделий. Электризуемость материалов в одежде при её носке вызывает неприятные ощущения у человека, прилипание изделия к телу, быстрое загрязнение в результате прилипания частиц пыли и т. д. Кроме того, электризуемость материалов о кожу человека оказывает биологические воздействия на человеческий организм. Однако механизм этих воздействий ещё до конца не выяснен. Известно, что положительное электрическое поле на поверхности кожи человека вызывает ряд негативных реакций со стороны нервной, сердечно-сосудистой и других систем организма. Отрицательное электрическое поле оказывает благоприятное воздействие на организм. Например, высокая электризуемость хлорина используется при изготовления лечебного белья.

Считают, что предельно допустимой величиной удельного электрического сопротивления, при которой не возникает неудобств при эксплуатации одежды из текстильных материалов, является 10¹¹–10¹²

Важное значение имеет разработка способов снижения электризуемости материалов. Одним из способов, нашедших широкое применение, является обработка материалов антистатическими поверхностно-активными веществами (антистатиками). Антистатики, поглощая влагу или вступая с ней во взаимодействие, образуют на поверхности материала слой, способствующий рассеиванию зарядов и тем самым снижению электризуемости материала. Другой эффективный способ снижения электризуемости текстильных материалов – поверхностная компенсация зарядов. При изготовлении текстильных материалов компоненты волокнистого состава подбирают таким образом, чтобы при трении об определенный материал, в частности о кожу человека, на поверхности волокон образовывались заряды противоположных знаков, в результате чего происходила бы их взаимная нейтрализация. Суммарная величина электрического заряда такого материала и его полярность зависят от вида компонентов и их процентного соотношения; можно так подбирать волокнистый состав, чтобы суммарный заряд был равен нулю. Степень электризуемости можно также снизить, смешивая гидрофильные и гидрофобные волокна.

40.Категории и виды стандартов на текстильные материалы. В рамках системы технического нормирования и стандартизации (СТНС) в соответствии с ее принципами предусмотрены следующие технические нормативные правовые акты (ТНПА) (рис. 4.1), устанавливающие правила, общие принципы и характеристики различ-ных видов деятельности или их результатов:

-технические регламенты;

-технические кодексы;

-стандарты (государственные, международные и межгосударственные, стандарты организаций);

-технические условия.

Технический регламент – технический нормативный правовой акт, разработанный в процессе технического нормирования, устанавливающий непосредственно и (или) путем ссылки на технические кодексы установившейся практики и (или) на государственные стандарты обязательные для соблюдения технические требования, связанные с безопасностью продукции, процессов ее разработки, производства, эксплуатации (использования), хранения, перевозки, реализации и утилизации или оказания услуг. Он должен содержать также исчерпывающий перечень объектов технического нормирования, в отношении которых устанавливаются требования данного регламента.

Технические регламенты принимаются в целях защиты жизни, здоровья и наследственности человека, имущества и охраны окружающей среды, а также предупреждения действий, вводящих в заблуждение потребителей продукции и услуг относительно их назначения, качества или безопасности. Разработка технических регламентов осуществляется республиканскими органами государственного управления в пределах предоставленных им полномочий.

Технический кодекс установившейся практики (технический кодекс, или ТКП) – технический нормативный правовой акт, разработанный в процессе стандартизации, содержащий основанные на результатах установившейся практики технические требования к процессам разработки, производства, эксплуатации (использования), хранения, перевозки, реализации и утилизации продукции или оказанию услуг.

Технические кодексы разрабатываются с целью реализации требований технических регламентов, повышения качества процессов проектирования (разработки), производства, эксплуатации (использования), хранения, перевозки, реализации и утилизации продукции или для оказания услуг.

Разработка и утверждение (принятие) технических кодексов осуществляется республиканскими органами государственного управления.

Технические кодексы вводятся в действие после их государственной регистрации. Право официального издания технических кодексов принадлежит республиканским органам государственного управления, их утвердившим (принявшим).

Технические требования, содержащиеся в технических кодексах, не должны противоречить требованиям технических регламентов. Стандарт – технический нормативный правовой акт, разработанный в процессе стандартизации на основе согласия большинства заинтересованных субъектов технического нормирования и стандартизации и содержащий технические требования к продукции, процессам ее разработки, производства, эксплуатации (использования), хранения, перевозки, реализации и утилизации или к оказанию услуг.

Международный стандарт – стандарт, утвержденный (принятый) международной организацией по стандартизации.

Межгосударственный (региональный) стандарт – стандарт, утвержденный (принятый) межгосударственной (региональной) организацией по стандартизации.

Государственный стандарт Республики Беларусь (государственный стандарт) – стандарт, утвержденный (принятый) Комитетом по стандартизации, метрологии и сертификации при Совете Министров Республики Беларусь, а в области архитектуры и строительства – Министерством архитектуры и строительства Республики Беларусь.

В зависимости от уровня стандартизации все стандарты подразделяются по следующим категориям:

- на государственном уровне – государственные стандарты (СТБ);

- на уровне предприятий – технические условия (ТУ), стандарты предприятий (СТП).

На сегодня во многих странах мира в рамках систем стандартизации используются международные стандарты. Они широко применяются на региональном и национальном уровне, используются изготовителями, торговыми организациями, страховыми компаниями, покупателями и потребителями, испытательными лабораториями, орга-нами по сертификации и другими заинтересованными сторонами. По-скольку международные стандарты, как правило, отражают передовой опыт промышленных предприятий, результаты научных исследований, требования потребителей и государственных органов и представляют собой правила, общие принципы и характеристики для большинства стран, то они являются одним из важных условий, обеспечивающих ус-транение технических барьеров в торговле. Применение международ-ных стандартов осуществляется через их принятие в качестве региональных или национальных.

В качестве государственных могут быть приняты стандарты международных и региональных организаций по стандартизации, членом которых является Республика Беларусь, а также национальные стандарты другого государства при наличии Соглашения о сотрудничестве или с разрешения, полученного Комитетом по стандартизации, метрологии и сертификации при Совете Министров Республики Беларусь от национальных организаций по стандартизации. В их числе: - стандарты Международной организации по стандартизации (ИСО);

- стандарты Международной электротехнической комиссии (МЭК);

- региональные стандарты Европейской экономической комиссии

Организации Объединенных Наций (Правила ЕЭК ООН);

- региональные стандарты Европейского комитета по стандартизации (ЕН);

- государственные стандарты Российской Федерации (ГОСТ Р).

- государственные стандарты СССР (ГОСТ СССР).

Технические условия – технический нормативный правовой акт, разработанный в процессе стандартизации, утвержденный юридическим лицом или индивидуальным предпринимателем и содержащий технические требования к конкретным типу, марке, модели, виду реализуемой продукции или оказываемой услуге, включая правила приемки и методы контроля. Технические условия применяют на территории Республики Беларусь предприятия независимо от форм собственности и подчиненности и граждане, занимающиеся предпринимательской деятельностью без образования юридического лица, в соответствии с договорами и (или) лицензиями на право производства и реализации продукции или оказания услуг. Технические условия применяют при производстве и поставке продукции, оказании услуг, если отсутствуют стандарты на данную продукцию.

В целях обеспечения выполнения требований стандартов, повышения качества и конкурентоспособности продукции в республике осуществляется государственный надзор. Главной задачей государственного надзора является предупреждение и пресечение нарушений требований стандартов и принятие мер по устранению причин этих нарушений.

Государственный надзор за стандартами осуществляется Госстандартом и подведомственными ему центрами стандартизации и метрологии. Проводится он по инициативе органов государственного надзора или по ходатайству органов государственного управления, предприятий, а также общественных организаций и обращениям граждан.