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

Процесс переноса теплоты весьма сложен. Различают три спо­соба переноса теплоты: теплопроводность, конвекцию и тепловое излучение.

Теплопроводность — процесс переноса теплоты в твердом теле, неподвижной жидкости или газе между участками с различной температурой. Механизм теплопроводности связан с тепловым дви­жением микрочастиц (атомов, молекул) тела и энергетическим взаимодействием между ними.

Конвекция —- процесс переноса теплоты в жидкости или газе путем перемещения их частиц.

Тепловое излучение — перенос теплоты в виде электромагнит­ных волн: излучаемая телом в окружающее пространство тепловая энергия превращается в лучистую, а при поглощении лучистой энергии телом она превращается в тепловую.

Теплопроводность. Интенсивность теплопроводности оценива­ется коэффициентом теплопроводности X, Вт/(м • К), который по­казывает, какое количество теплоты проходит в единицу времени через 1 м2 материала толщиной 1 м при разности температур в 1 К:

X = <t>8/[(7i - T2)S],

Где Ф — тепловой поток, Вт; 8 — толщина материала, м; Ти Т — температуры поверхностей материала, К; S — площадь поверхно­сти материала, м2.

О теплопроводности текстильных волокон, а также воздуха и воды можно судить по данным, приведенным ниже:

Волокно К, Вт/(м ■ К)

Хлопок.......................................................... 0,05

Лен................................................................ 0,04

Шерсть............................................................ 0,03

Шелк.............................................................. 0,04

Воздух........................................................... 0,02

Вода............................................................. 0,60

Текстильные материалы обладают сложной пористой структу­рой, состоящей из волокон и заполненных воздухом пор. Поры располагаются как между волокнами, так и внутри них; формы и размеры их разнообразны: микро - и макрокапилляры, сквозные и замкнутые. Перенос теплоты в подобных материалах с неоднородной пористой структурой осуществляется благодаря теплопроводности волокон и воздуха, находящегося в замкнутых порах, конвекции через сквозные поры, теплоизлучения стенками пор. Поэтому ко­эффициент теплопроводности текстильных материалов условен: он характеризует способность материала передавать тепловую энер­гию не только вследствие теплопроводности, но и путем конвек­ции и теплоизлучения.

Для материалов одежды коэффициент теплопроводности К = = 0,033-0,07 Вт/(м • К).

Учитывая, что текстильные материалы обладают высокой пори­стостью, сравнительно малой площадью контакта между отдель­ными волокнами и мало различаются по теплопроводности, их теп­лопроводность определяется в значительной мере теплопроводно­стью воздуха в замкнутых порах и конвекцией через открытые поры. С увеличением пористости структуры до определенного предела Теплопроводность текстильных материалов снижается, так как теп­лопроводность воздуха ниже теплопроводности волокон. Однако при дальнейшем повышении пористости, когда появляются не­замкнутые сквозные поры, теплопроводность материалов повы­шается, так как важную роль начинает играть конвекция.

С. Г. Зырин предложил следующую формулу для определения коэффициента теплопроводности ткани в зависимости от тепло­проводности волокон, воздуха и пористости ткани:

~Х — ^-ноч 1 "I—;------ ;--------------- —; ,

B03L (l-P)/4 +

Где ^в03, А. вол — соответственно коэффициенты теплопроводности воздуха и волокна, Вт/(м • К); (3 — доля объема волокон в объеме гкани.

Данная формула применима при наличии в структуре ткани большого количества замкнутых пор и отсутствии сквозных. В ме­нее плотных тканях необходимо учитывать различные участки струк - гуры: поля контакта площадью F3 4, поля просвета площадью F7, Свободные поля площадью F5 6. Характер передачи теплоты на этих Участках будет разным. Поэтому предложено определять коэффи­циент теплопроводности по формуле

X = ф,?ч + (р2Х2 + (1 - ф, - ф2)^3,

ГДе ф1; ф2 — относительное значение площадей соответственно Полей контакта и полей просвета: ф,= FJA/F; ф2 = F-J/F (где F — Общая площадь); ?ч, Х2 — соответственно коэффициенты тепло­проводности нитей и газовой среды пор; )— коэффициент теп­лопроводности многослойной системы.

Теплопроводность текстильного материала зависит от вида свя­зи влаги с материалом. Эта зависимость носит сложный ступенча­тый характер. Зависимость коэффициента теплопроводности воз­душно-сухих тканей от их влажности имеет линейный характер и может быть выражена формулой

Кя = + A W,

Где лСХ — коэффициенты теплопроводности соответственно влажной и абсолютно сухой ткани, Вт/(м-К); а — постоянный коэффициент (для шерстяных тканей а = 0,0024, для хлопчатобу­мажных а = 0,0039); W — влажность ткани, %.

Дальнейшее повышение влажности текстильных материалов приводит к уменьшению их теплозащитных свойств, так как вода, которая конденсируется в порах и капиллярах, имеет по сравне­нию с воздухом значительно больший коэффициент теплопровод­ности.

Теплоотдача. Перенос теплоты из пододежного слоя в окру­жающую среду определяется не только теплопроводностью мате­риала одежды, но и теплоотдачей — процессом обмена теплотой между поверхностью материала и газовой средой, который осу­ществляется одновременно вследствие теплопроводности и кон­векции.

Интенсивность конвективного теплообмена (или теплоотдачи) характеризуется коэффициентом теплоотдачи ы, Вт/(м2-К), кото­рый показывает, какое количество теплоты передается в единицу времени через единицу поверхности при разности температур в 1 К:

С^ФЛад,- т;.)],

Где Ты — температура поверхности материала, К; Т{ — температу­ра газовой среды, К.

Тепловое сопротивление. Способность материалов препятство­вать прохождению теплоты, т. е. их теплозащитные свойства, ха­рактеризуют тепловым сопротивлением R, м2К/Вт:

R = 5А-

Как видно из формулы и подтверждено экспериментально (рис. 2.58), тепловое сопротивление текстильных материалов суще­ственно зависит от их толщины; характер зависимости линейный-

Если в материале имеется большое число сквозных пор, значи­тельная часть теплоты переносится через материал движущимся воздушным потоком, что значительно снижает теплозащитные свойства материала. С увеличением воздухопроницаемости и поиы-

2о, 15-

50,10-

30,05-

G

О

Рис. 2.59. Зависимость теплового сопро­тивления ткани от скорости воздуш­ного потока (по данным П. А. Колес­никова) : / — бобрик; 2 — сукно; 3 — драп

0

0I 1 I 5 10 15 Скорость воздушного потока, м/с

1

N ' 1-------- 1---- r

O 2 4 6 8 Толщина ткани, мм

'рис. 2.58. Зависимость тепло - *вого сопротивления ткани от толщины в условиях непо - 1 движного воздуха

1ением скорости воздушного потока резко уменьшается тепловое Сопротивление материала (рис. 2.59).

2.

К/Вт:

М

Чаще всего для характеристики теплозащитных свойств текстиль­ных материалов, из которых изготовляют одежду в условиях, близ - тх к эксплуатационным, определяется суммарное тепловое со­

Противление Rcy

Ясум = 1/«1 + §А + 1/а2.

Оно включает сопротивление теплопереходу 1/а, из пододеж - юго слоя воздуха к внутренней поверхности материала, тепловое Сопротивление материала 8/А. и сопротивление теплопереходу от 1аружной поверхности материала во внешнюю среду 1/а2. Значе­Ния суммарного теплового сопротивления текстильных материа­лов при скорости воздуха 1 м/с и сжатии пробы до 490 Па приве­дены ниже;

,2.

К/Вт

Rr,

Материал

TOC o "1-3" h z Одежный ватилин............................................ 0,327

Искусственный мех......................................... 0,246

Хлопчатобумажный ватин в два слоя................ 0,237

Шинельное сукно............................................ 0,172

Фланель......................................................... 0,149

Молескин...................................................... 0,156

Шерстяная диагональ...................................... 0,129

Бязь............................................................... 0,112

На теплозащитные свойства изделий существенно влияет число слоев материала в пакете одежды. С увеличением числа слоев мате­риала суммарное тепловое сопротивление пакета возрастает, что связано как со сложением теплового сопротивления отдельных слоев, так и с наличием воздушных прослоек между ними.

Теплоемкость. Это способность текстильных материалов погло­щать теплоту при повышении температуры. Согласно кинетичес­кой теории теплоты подводимая тепловая энергия превращается ц кинетическую энергию внутреннего движения атомов и молекут тела, в частности волокна. При снижении температуры кинетичес­кая энергия движения атомов и молекул уменьшается, т. е. тело (материал) в определенных условиях способно отдавать теплоту.

Характеристикой данного свойства материала является удель­ная теплоемкость.

Удельная теплоемкость С, Дж/(кг-К), — количество теплоты, которое необходимо сообщить материалу массой 1 кг, чтобы по­высить его температуру на 1 К:

С= Q/[m(TK- Г0)],

Где Q —- количество теплоты, Дж; т —- масса материала, кг; Тк — температура нагрева материала, К; Т0 — первоначальная темпера­тура материала, К.

Удельная теплоемкость текстильных материалов для одежты 1,09' 103 — 2,18 - 103 Дж/(кг - К). Наибольшей теплоемкостью обла­дают материалы из натуральных волокон животного происхожде­ния (шерстяных, шелковых) и химических (капроновых, триаце­татных); у материалов из хлопковых, льняных, вискозных, лавса­новых волокон теплоемкость меньше.

Теплоемкость — важное теплофизическое свойство материалов для одежды, определяющее их тепловую инерцию. Материалы с большей теплоемкостью обладают лучшими теплозащитными свой­ствами.

Температуропроводность. Способность текстильных материалов выравнивать температуру в различных точках, передавать теплоту от более нагретых участков к менее нагретым характеризуется коэф­фициентом температуропроводности а, м2/с. Он зависит от коэф­фициента теплопроводности и удельной теплоемкости материала:

А = У(Ср),

Где р — плотность материала, кг/м3.

Коэффициент температуропроводности показывает скорость выравнивания температуры, т. е. определяет теплоинерциоииые свойства текстильных материалов. Коэффициент температуропро­водности материалов 7,17 — 16,33 м2/с. Он зависит от объемной мас­сы материала и вида волокна. Из натуральных волокон наиболь'
|рим коэффициентом температуропроводности обладает хлопок, Наименьшим — шерсть.

* Температуропроводность в значительной степени влияет на Теплозащитные свойства материалов. Материалы для зимней одежды Должны иметь минимальный коэффициент температуропровод­ности. Последняя играет большую роль в процессах влажно-теп- довой обработки швейных изделий, так как она определяет ско­рость прогревания обрабатываемых материалов. Наличие влаги в материале значительно повышает его температуропроводность Вследствие как более высокой теплопроводности воды, так и пере­мещения влаги от более нагретых участков к менее нагретым.

Методы определения характеристик теплофизических свойств. ДОетоды, используемые в настоящее время для определения ха­рактеристик теплофизических свойств текстильных материалов, ^ожно разделить на две группы: методы, основанные на принципе Стационарного теплового режима; и методы, основанные на прин­ципе нестационарного (регулярного) режима.

При стационарном тепловом режиме определяют количество |реплоты, необходимой для сохранения постоянной разности тем­ператур двух поверхностей, изолированных друг от друга испыты - |8аемым материалом. На таком принципе устроен, в частности, Ьрибор ЦНИИшерсти для определения коэффициента теплопро­водности (рис. 2.60).

Пробу материала располагают между нагревательным элемен­том и холодильником. Устанавливая постоянное значение темпе - |шур нагревателя Т2 и холодильника Ти контролируют с помо­щью вольтметра и амперметра расход электроэнергии, идущей на Поддержание постоянного перепада температур. По полученным Значениям силы тока / и напряжения U рассчитывают мощность Геплового потока, Вт,

Ф = IU.

I, Затем определяют коэффициент теплопроводности, Вт/(м • К),

К = Ф5/[(Г1- T2)S].

F Недостатки метода стационарного режима — длительность ус­ыновления теплового процесса (2 — 5 ч), что приводит к измене-

I

Рис. 2.60. Схема прибора ЦНИИ - Шерсти для определения тепловых Характеристик материала при ста­ционарном режиме:

^ нагревательный элемент: 2 — про­ба материала; 3 — холодильник

Рис. 2.61. Схема прибора ПТС-225 для определения тепловых харак­теристик материала при нссгаипо-

Нарпом режиме:

I — пластина; 2— электронагреватель, 3— корпус прибора; 4 — проба iaie - риала; 5 — аэродинамическое устрой­

Ство

Нию влажности испытываемого материала, и допущение, соглас­но которому температуры нагревателя и холодильника равны тем­пературам соответствующих сторон материала. Более быстрым и простым является способ нестационарного, или регулярного, ре­жима, при котором определяется скорость охлаждения нагретото тела, изолированного от окружающей среды испытываемым мате­риалом. Этот метод позволяет воспроизвести условия теплообмена в одежде, когда изделие одной стороной прилегает к нагретому телу, а другой соприкасается с окружающей средой, в частности с воздухом. На таком принципе работает прибор для определения суммарного теплового сопротивления материалов для одежды ПТС-225 (рис. 2.61).

Пластина с электронагревателем смонтирована на передней крышке корпуса, на которой укрепляют пробу. Между пластиной и пробой создают с помощью текстолитового кольца воздушную прослойку толщиной 5 мм. Аэродинамическое устройство позво­ляет создавать воздушный поток определенной скорости и направ­ления (под углом ф). Температуры пластины и окружающего воз­духа измеряют с помощью термопар. Пластину нагревают до опре­деленного значения перепада температур пластины и воздуха и измеряют время охлаждения пластины до заданного перепада тем­ператур. По темпу охлаждения вычисляют значения суммарного теплового сопротивления испытываемого материала.

Тепло - и термостойкость. В процессе производства текстильных материалов и изготовления из них швейных изделий, а также в определенных условиях носки одежды (спецодежда) материалы подвергаются продолжительным и непродолжительным воздействи­ям высоких температур. При установлении режимов этих процес­сов необходимы сведения об устойчивости материалов к действию повышенных температур.

При нагревании текстильных материалов поглощаемая ими теп­ловая энергия превращается в энергию движения молекул и ато­мов, что приводит к ослаблению межмолекулярных связей, увели­чению подвижности макромолекул. В результате наблюдается т - менение физико-механических свойств материалов: повышение их деформируемости, снижение прочности, выносливости и др. При снижении температуры свойства материала восстанавливаются.

При значительном повышении температуры энергия движения атомов и молекул может превысить энергию внутримолекулярных связей, тогда наступит процесс термической деструкции полиме­ра, что приведет к необратимым изменениям в структуре и свой­ствах волокон и соответственно текстильных материалов. Об этом Можно судить, например, по термомеханическим кривым, по­казывающим зависимость деформации материала от температуры (рис. 2.62). На графике можно выделить три области, в которых развитие деформации имеет различный характер: с повышением температуры развивается деформация (область /), которая при пе­реходе материала в высокоэластическое состояние почти не меня­ется (область //); дальнейшее повышение температуры приводит к интенсивному развитию деформации материала, которая является уже результатом термораспада материала (область III).

Отношение текстильных материалов к высоким температурам обычно характеризуют тепло - и термостойкостью.

Теплостойкость оценивают максимальной температурой, при которой наблюдаемые изменения физико-механических свойств носят обратимый характер.

Термостойкость характеризуют температурой, при которой на­ступают необратимые изменения свойств материала.

Значения тепло - и термостойкости текстильных материалов определяются прежде всего соответствующими характеристиками составляющих их волокон и нитей (см. табл. 1.2).

20 60 100 140 180 220 t, °С

На показатели тепло - и термостойкости материалов существен­ное влияние оказывают их толщина, пористость, характер поверх­ности. После длительного воздействия повышенных температур мо­жет произойти изменение таких важных механических свойств, как прочность и жесткость. При соприкосновении материала с нагре­той поверхностью в процессах утюжильной обработки, прессова­ния и каландрирования интенсивному воздействию температуры подвергаются прежде всего волокна, находящиеся на поверхности. В сравнительно сухих материалах из-за их малой теплопроводности может произойти значительный перегрев этих волокон, что при­ведет к их повреждению. В результате изменится цвет волокон, они опалятся, снизится устойчивость материалов к истиранию.

Рис. 2.62. Термомеханическис кривые Для полушерстяной пальтовой ткани при влагосодсржании, %: / - 0; 2- 20

Наличие влаги в материале создает условия для быстрою и равномерного прогревания всей его массы и снижает возмож­ность повреждения отдельных волокон. Существенное влияние на тепло - и термостойкость материала оказывают длительность теп­ловой обработки и давление нагретой поверхности; с их увели­чением снижается прочность материала при разрыве и истира­нии. Поэтому при разработке режимов влажно-тепловой обработ­ки швейных изделий важно установить оптимальное соотноше­ние между такими параметрами, как температура гладильной по­верхности, время обработки, давление и начальная влажность ма­териалов.

Устойчивость при пониженных температурах. При понижении температуры от +20 до -40 °С текстильные волокна и нити суще­ственно изменяют механические свойства. Разрывная нагрузка на­туральных и химических волокон возрастает на 25 — 60% (кроме хлопковых и льняных, у которых отмечается снижение разрывной нагрузки на 5—10%), а разрывное удлинение уменьшается на 15 — 30% (поданным Б. А.Бузова).

На текстильные материалы понижение температуры оказывает аналогичное влияние. Так, при снижении температуры до -50 °С разрывная нагрузка для тканей из химических волокон и нитей воз­растает на 35—50 %; разрывная нагрузка для тканей из хлопковых волокон увеличивается на 6—10% при температуре -10...-15°С Разрывное удлинение тканей при пониженных температурах умень­шается на 10 — 30%. Растяжимость тканей, выработанных из тек­стурированных нитей, при пониженных температурах изменяется незначительно. Например, для ткани из полиэфирных текстуриро­ванных нитей линейной плотности 11,1 текс х 2 снижение разрыв­ного удлинения составило около 7 %. Такое поведение материалов из текстильных волокон при их растяжении соответствует основ­ным представлениям о физикохимии полимеров при пониженных температурах и объясняется уменьшением тепловой подвижности макромолекул волокнообразующих полимеров.

Под действием нагрузки меньше разрывной полная деформа­ция тканей с понижением температуры уменьшается. Изменяется соотношение компонент полной деформации: обратимая часть ста­новится меньше, необратимая часть — больше. Отмечается незна­чительное сокращение размеров ткани — «холодная» усадка. Рас­тяжимость эластичных тканей при пониженных температурах сни­жается; наибольшее уменьшение показателей упругой и высоко­эластической компонент полной деформации растяжения наблю­дается при температуре -20...-35°С.

При пониженных температурах в условиях повышенной отно­сительной влажности воздуха (85 — 90%) несминаемость тканей уменьшается. Это уменьшение для тканей из натуральных и хими­ческих волокон и нитей составляет 20—40%.

С понижением температуры снижается устойчивость тканей к многократным изгибам. Показатели выносливости и остаточной разрывной нагрузки при температуре -60...-70°С наиболее резко снижаются для тканей из хлопковых волокон и комплексных химических нитей, менее резко — для тканей из текстурирован­ных нитей.

Истирание — один из основных видов механического воз­действия, которое материал испытывает при эксплуатации швей­ных изделий. В условиях пониженных температур устойчивость тка­ней при истирании существенно изменяется. Так, при пониже­нии температуры от +20 до -70 °С выносливость хлопчатобумаж­ных тканей и тканей из полиамидных нитей снижается более чем в 6 раз. Следует отметить, что показатель выносливости при исти­рании ткани из полиамидных нитей в нормальных условиях (тем­пература 20 °С) значительно превосходит этот показатель для дру­гих тканей, поэтому, несмотря на резкое снижение выносливо­сти этой ткани в условиях пониженных температур, абсолютный показатель ее при температуре -70 °С остается достаточно высо­ким.

С понижением температуры до -70 °С ткани из полиэфирных текстурированных нитей незначительно (на 10—15%) снижают выносливость при истирании. По абсолютному значению этот по­казатель при температуре -70 °С для ткани из полиэфирных тексту­рированных нитей несколько выше, чем для ткани из полиамид­ных нитей.

В условиях Крайнего Севера, в арктических и антарктических экспедициях эксплуатация одежды из тканей, выработанных из полиэфирных текстурированных нитей, показала высокую эффек­тивность. При пониженных температурах одежда из этих тканей остается мягкой, износостойкой, отличается легкостью и удоб­ством. Даже в очень холодных условиях костюмы сохраняют тепло­ту и необходимый влагообмен с окружающей средой. Осмотр одеж­ды после 6-месячной эксплуатации показал, что ткань верха не имеет существенных механических повреждений и обладает стой­костью к действию нефти и нефтепродуктов. Прожогов и разруше­ний от топливно-смазочных материалов не обнаружено. Следов ис­тирания и воздействия многократных изгибов не наблюдалось. Эти ткани хорошо очищаются при химической чистке, а костюмы после обработки могут быть использованы повторно.

У одежды, изготовленной из традиционной хлопчатобумажной ткани, в условиях пониженных температур были отмечены быст­рый износ ткани верха и потеря формоустойчивости; высказыва­лись пожелания о снижении массы одежды. При действии холода в сочетании с влагой и топливно-смазочными материалами хлопча­тобумажные ткани грубеют. Одежда из такой ткани не подлежит повторной эксплуатации.

Влага — один из основных компонентов, постоянно присут­ствующих в текстильных материалах. В условиях повышенной отно­сительной влажности воздуха, прямых контактов с водой количе­ство влаги в материалах существенно возрастает. При пониженных температурах влага в зависимости от ее количества, форм связи с веществом материала и других факторов может переходить из жид­кой фазы в твердую (лед) и оказывать определенное влияние на физико-механические свойства материала. При нагревании проис­ходит обратный процесс — лед переходит в жидкую фазу. Фазовый переход вода — лед сопровождается увеличением объема льда на 9 %. Поэтому многократное охлаждение — нагревание влажного материала может вызывать существенные изменения в его струк­туре и свойствах.

При многократном охлаждении —нагревании текстильных ма­териалов большое значение имеют также такие факторы, как со­держание влаги в материале, температура охлаждения, число цик­лов криолитического воздействия, природа волокон (нитей), их структурные параметры, структура материала и др. Например, для хлопчатобумажной ткани наиболее резкое ухудшение прочност­ных свойств наблюдается при охлаждении ее от -5 до -40 °С, при числе циклов воздействия 100 и более, при содержании влаги в ткани 60 % и более.

В результате многократного охлаждения —нагревания хлопча­тобумажной ткани происходят значительные изменения в струк­туре и свойствах как самой ткани, так и составляющих ее волокон. Фазовый переход воды, содержащейся в волокнах, приводит к из­менениям в их структуре, что подтверждается данными физико - химических исследований (снижением степени полимеризации, увеличением адсорбции красителя и др.). Наличие влаги в структу­ре ткани ведет к изменениям ее структурных элементов: попереч­ник нитей увеличивается на 30—40%, нарушается упорядочен­ность расположения волокон в нити.

При криолитическом воздействии прочность тканей снижается. Например, после 100 циклов охлаждения —нагревания хлопчато­бумажных тканей, содержащих 100 % влаги, первоначальная проч­ность их уменьшается на 13 % по основе и 7 % по утку. При этом увеличиваются плотность расположения нитей в ткани, толщина ткани и ее поверхностная плотность.

Жесткость при изгибе является одной из основных характерис­тик свойств текстильных материалов, определяющих их способ­ность приобретать заданную пространственную форму и устойчи­во сохранять ее в процессе эксплуатации изделий. Хлопчатобумаж­ные ткани саржа и кирза с увеличением числа циклов криолити­ческого воздействия увеличивают жесткость как по основе, так и по утку (рис. 2.63). В то же время жесткость ткани полотняного пе­реплетения закономерно снижается. Аналогичные изменения были

1 2,0 1 1 1 1 1 0 20 40 60 SO 100 Число циклов воздействия Рис. 2.63. Зависимость жесткости при изгибе ткани по основе (1—3) И утку (4— 6) от числа циклов крио - литического воздействия:

Ч о С A I I I i I И 20 40 60 80 100 Число циклов воздействия Рис. 2.64. Зависимостьсопротивления продольного изгиба ткани от числа циклов криолитического воздейст­вия:

/ — кирза; 2 — саржа; 3 — полотно

], 2 — кирза; 5, 6 — саржа; 4, 5 — по­лотно

Обнаружены при определении показателей сопротивления этих тка­ней продольному изгибу (рис. 2.64) на приборе ПИ-1.

Снижение показателей жесткости при изгибе и сопротивления продольному изгибу можно объяснить тем, что фазовый переход Вода — лед в ткани полотняного переплетения, имеющей доста­точно высокую связанность нитей, очевидно, не приводит к су­щественному изменению ее структуры, а плотность нитей в этой ткани под влиянием криолиза также изменяется незначительно. В То же время связи между волокнами в нити и между нитями в ткани после многократного охлаждения —нагревания влажной тка­ни, видимо, нарушаются, что и приводит к закономерному сни­жению жесткости этой ткани с увеличением числа циклов крио­литического воздействия.

Воздухопроницаемость тканей по мере увеличения циклов крио­литического воздействия возрастает, причем тканей кирзы и саржи В значительно большей степени, чем ткани и полотна (рис. 2.65).

Капиллярность хлопчатобумажных тканей также возрастает с Увеличением числа циклов криолитического воздействия. Резкое Увеличение капиллярности объясняется, во-первых, вымыванием аппрета в результате многократного криолитического воздействия И образованием новых микрокапилляров и, во-вторых, разрыхле­нием структуры ткани и преимущественным образованием тонких Капилляров, обладающих повышенной всасывающей силой.

Таким образом, у хлопчатобу­мажных тканей, содержащих по­вышенное количество влаги, пос­ле многократного охлаждения — нагревания существенно изменя­ется структура и ухудшаются фи­зико-механические свойства. Эю необходимо учитывать при выбо­ре материалов для швейных изде­лий, эксплуатируемых в условиях повышенной влажности и холод­ного климата.

В нормальных условиях сме­шанные ткани, содержащие 67% лавсановых и 33 % вискозных во­локон (арт. 82098, 82043, 82108), характеризуются достаточно хоро­шими капиллярными свойствами. После многократного охлажде­ния — нагревания этих тканей из­меняется кинетика капиллярного проникновения: высота капил­лярного поднятия влаги снижает­ся, в то же время заполнение капилляров жидкостью для всех уров­ней капиллярного поднятия увеличивается.

Снижение скорости капиллярного поднятия жидкости в сме­шанных тканях, вероятно, вызвано, с одной стороны, увеличени­ем радиусов капилляров, а с другой — нарушением целостности капилляров с малыми радиусами, что приводит к большому раз­ветвлению капиллярных цепей. Увеличение содержания фракций капилляров с большими радиусами после многократного охлаж­дения—нагревания и приводит к увеличению количества погло­щенной жидкости при одновременном снижении скорости ее по­глощения.

Ткани из химических волокон обладают достаточно высокой устойчивостью к воздействию влаги и многократному охлаждению — нагреванию. Для ткани арт. 82108 снижение прочности составляет по основе всего 4,4 %, а по утку 7,6 %, для ткани арт. 82043 — соответственно 9,3 и 3,5 %. Ткань арт. 82098 имеет идентичный во­локнистый состав, но более рыхлую структуру. После 100 циклов охлаждения — нагревания этой ткани, имеющей водопоглошение 100%, ее разрывная нагрузка снижается по основе на 14,9% и по утку на 17,6 %.

6-

4-

Рис. 2.65. Зависимость воздухопро­ницаемости ткани от числа цик­лов криолитического воздействия: / — кирза; 2 — саржа; 3 — полотно

У материалов, состоящих из гидрофобных волокон, способных удерживать влагу в основном под действием сил физико-механи­ческих связей, нарушения, вызванные фазовым переходом вода —
|деД, возникают, очевидно, только на уровне макроструктуры ма­териала и не распространяются до молекулярного уровня. Это под - «гверждается результатами испытания смешанных тканей из хими­ческих волокон.

В нормальных условиях фактическая усадка смешанных тканей, значительно ниже нормативных показателей. Многократное охлаж­дение — нагревание смешанных тканей с содержанием влаги 100 % Приводит к значительной их усадке. Уже после 20 циклов охлажде­ния—нагревания усадка тканей по основе и утку в основном пре­вышает нормативный показатель. При дальнейшем увеличении [числа циклов криолитического воздействия усадка тканей по ос­нове 4,5 —5 %.

Трикотажные полотна, содержащие более 50% влаги, после многократного охлаждения —нагревания также существенно из­меняют свои физико-механические свойства.

Многократное охлаждение — нагревание трикотажных полотен, выработанных переплетением интерлок из чистошерстяной пряжи линейной плотности 31,2 текс и из текстурированных нитей ли­нейной плотности 22,2 текс, не приводит к ухудшению основных физико-механических свойств этих полотен. В основном для всех полотен повышаются значения показателей разрывного удлине­ния, работы разрыва, поверхностной плотности, плотности вяза­ния и немного снижаются значения показателей разрывной на­грузки полотна и нитей, несминаемости и выносливости при ис­тирании для полотна из текстурированных нитей, а также значе­ния показателей условной жесткости при изгибе и воздухопрони­цаемости для чистошерстяного полотна.

Испытания показали, что устойчивость этих полотен к действию рветопогоды достаточно высокая, а линейная усадка чистошерстя­ного полотна значительно превосходит усадку полотна из тексту­рированных нитей. Последнее обстоятельство позволяет при выбо­ре материалов для верхних изделий, эксплуатируемых в условиях Холода, отдать некоторое предпочтение полотнам из текстуриро - (ванных нитей.

| Физико-механические свойства трикотажных полотен, вырабо - (Ганных из хлопчатобумажной пряжи линейной плотности 8,33 текс, И полотен, связанных из вискозных нитей линейной плотности р.1,1 текс, после 100 циклов охлаждения —нагревания существен­но улучшаются. Эти полотна имеют также высокую устойчивость к Действию светопогоды. Однако усадка полотен первого вида до­стигает 21 %, а усадка полотен второго вида — всего 6 %. Учиты­вая, что полотно из хлопчатобумажной пряжи обладает значитель­ной усадкой, которую трудно компенсировать соответствующими Припусками при разработке конструкций деталей изделий, при­менять это полотно для одежды, эксплуатируемой в условиях хо - Пода и повышенной влажности, нецелесообразно.

'ih,,,, 257