Мембранные ткани

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО “ БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ”

Кафедра товароведения непродовольственных товаров

РЕФЕРАТ

По дисциплине: Товароведение и экспертиза текстильных материалов

На тему: Мембранные ткани

Студент

ФЭУТ, 2-й курс, ДГТ В.И. Бельский

Проверил

Канд. техн. наук,

доцент Н.М. Несмелов

Минск 2015

Введение

Одежда - древнейшее средство защиты, прежде всего от неблагоприятных условий внешней среды. Естественно, что сегодня активно разрабатываются и применяются новые текстильные волокна, структуры текстильных полотен и системы защитной одежды, цель которых - обеспечить улучшенную защиту, эффективность выполнения профессиональных обязанностей, комфорт и, в конечном счете, сохранение здоровья человека.

Реферат посвящен тканям с мембранным полимерным покрытием - современным материалам для верха одежды, которые должны обеспечить человеку комфорт при неблагоприятных погодных условиях: дожде, сильном ветре и пониженных температурах.

Комфорт обусловлен не только условиями окружающей среды, но также активностью физической деятельности. Во время отдыха избыточное тепло тела выделяется в окружающую среду за счет теплопроводности и радиации, тогда как во время физической деятельности, доминирующий механизм отвода лишнего тепла тела - выделение и испарение пота . Даже небольшие отклонения от нормальной температуры кожи и тела могут вызвать дискомфорт и снижение производительности. Поэтому паропроницаемость одежды, а следовательно и материалов из которых она изготовлена, является их важнейшей характеристикой.

По этой же причине в настоящее время для изготовления качественной защитной одежды не применяются такие материалы как прорезиненные ткани, облегченные тентовые материалы, одежные искусственные кожи с низкой паропроницаемостью, несмотря на то, что они очень хорошо защищают человека от дождя и ветра. Их чрезвычайно низкая паропроницаемость приводит к скапливанию пота, росту влажности в пододёжном пространстве. Человек «насквозь промокает» не из-за дождя, а из-за собственного пота. Вместо них в настоящее время производится и используется для изготовления защитной одежды большое число разнообразных «мембранных тканей», характеризующихся как высокой водонепроницаемостью (сопротивлением проницанию жидкой влаги), так и достаточно высокой паропроницаемостью.

Поскольку водонепроницаемость с одной стороны и паропроницаемость и воздухопроницаемость с другой стороны являются взаимно противоречащими функциями - разрешение этого противоречия представляет собой основную задачу при разработке мембранных тканей. Этой же причиной обусловлено и большое многообразие таких материалов как по используемым полимерам, структуре мембран и технологиям их производства. Попытки разрешения противоречия между водонепроницаемостью и паропроницаемостью приводят также к усложнению структуры полимерно-текстильных материалов данного назначения, а, следовательно, и технологии их производства (смарт-текстиль, биоимитирующие и наноструктурированные материалы).

Настоящий реферат посвящен тканям с полимерными мембранными покрытиями: гидрофобными пористыми, гидрофильными монолитными и их комбинациями. Подробно рассматривается зависимость их свойств от структуры, технологические схемы производства, методы испытаний и особенности эксплуатации в различных условиях.

ткань мембранный качество

Понятие мембранных тканей

Мембранная ткань (в повседневной речи иногда называют просто мембрана) -- вид ткани, которая благодаря своей особой структуре обладает водоотталкивающими или ветрозащитными свойствами и в то же время пропускает через себя водяной пар.

Мембранная ткань состоит из нескольких слоев: верхний износостойкий слой, нижний мягкий слой. А между ними несколько защитных слоев ткани и мембрана.

Для изготовления мембран могут быть использованы как неорганические (керамика, стекла, металлы), так и органические (в первую очередь, природные и синтетические полимеры) материалы. Выбор материала ограничивает способы изготовления, получаемую структуру (морфологию) мембраны и принцип разделения. Мембраны делятся на два класса:

- мембраны с открытой пористостью, которые применяются, в частности, в процессах микро- и ультрафильтрации;

- непористые мембраны, применяемые, в частности, в газоразделении и первапорации.

К ним применяются различные требования как материалам для изготовления мембран. Для пористых мембран выбор материала не определяет напрямую характеристики разделения, так как главными факторами для этих мембран являются размер пор и их распределение по размерам. Для этих мембран основными являются требования процесса производства мембраны, её химическая, термическая и биологическая стойкость, а также поверхностные эффекты в процессе эксплуатации, такие как адсорбция (поляризационные эффекты) и смачивание.

В связи с проблемой концентрационной поляризации и загрязнением мембран в процессах ультра- и микрофильтрации выбор материала мембраны для этих процессов учитывает возможность предотвращения загрязнения и очистки мембраны после отложения на ней осадков.

Проницаемость этих мембран носит, безусловно, фазовый характер. С морфологических позиций мембраны подобного назначения должны представлять собой капиллярно-пористые материалы, в которых множество сквозных капилляров образовано микропросветами между элементами структуры.

Для второй группы мембран, которые используются в процессах газоразделения и первапорации, выбор материала напрямую определяет транспортные характеристики мембраны (селективность и проницаемость). В общем случае проницаемость полимеров в стеклообразном состоянии ниже, чем в высокоэластическом, и температура стеклования определяет рабочий диапазон температур эксплуатации мембраны.

Ввиду того, что кристаллические области полимера ведут себя как физические сшивки и, следовательно, уменьшают поток пенетранта через мембрану, и поток через кристаллические области на порядки ниже, чем поток через аморфную фазу, степень кристалличности оказывает существенное влияние на свойства мембраны.

Методы получения полимерных мембран

Основные методы получения полимерных мембран следующие:

- формирование из раствора;

- формирование из расплава;

- спекание порошков, волокон и волокнистых дисперсий;

- травление монолитных пленок;

- растяжение монолитных пленок.

В зависимости от назначения мембраны в ней формируют или не формируют пористую структуру.

Мембранные ткани для различных условий эксплуатации

В зависимости от сложности погодных условий и требований, предъявляемых конкретным потребителем, мембранная ткань для непромокаемой одежды может характеризоваться различными параметрами, такими как, паропроницаемость, водонепроницаемость в условиях сильного дождя, водонепроницаемость при определенном гидравлическом давлении, непродуваемость ветром, механическая прочность, сопротивление истиранию, поведение при сушке, сопротивление механическому давлению, устойчивость к стирке, эффект от натяжения диагонали, устойчивость к воздействию погодных условий, низких температур, изгибу, прокалыванию и т.д.

Разработка или подбор подходящего мембранного материала требует глубоких знаний о тканях, о полимерах, о полимерно-текстильных композиционных материалах, человеческой физиологии и динамики транспорта пара через ткань и одежду в целом. В настоящее время есть много разновидностей воздухопроницаемых тканей для различных областей применения. Поскольку необходимые характеристики мембранных тканей значительно различаются в зависимости от условий их применения, важно понять различия в их структуре и влияние последней на свойства.

Характеристика мембранных тканей

Перенос пара через водонепроницаемую воздухопроницаемую мембранную ткань и одежду в целом зависит от температурного градиента в водонепроницаемом воздухопроницаемом слое, влажности одежды и пододежного пространства, и взаимодействия между водяным паром и слоями одежды. Фундаментальные свойства, которые нужно учитывать при разработке мембранной ткани, следующие:

устойчивость к действию влаги;

масса ткани;

жесткость;

уровень комфорта;

эстетические свойства;

водонепроницаемость;

паропроницаемость;

ветронепродуваемость;

долговечность: прочность при растяжении и прочность на раздир; сопротивление изгибу и истиранию;

адгезия покрытия;

прочность покрытия;

устойчивость к стирке и к сухой чистке;

Водонепроницаемые воздухопроницаемые ткани отличаются от обычных материалов с покрытиями сочетанием водонепроницаемости с паропроницаемостью. Они создаются, чтобы минимизировать термическое напряжение (перегрев или переохлаждение) владельца одежды посредством эффективного перемещения пара из пододежного пространства наружу, блокируя проникновение воды извне. Определенно необходимые функциональные свойства таких тканей - водонепроницаемость, непродуваемость ветром, светостойкость, долговечность, устойчивость к стирке, и в то же самое время ткань должна проводить парообразную влагу.

Основные характеристики мембранных тканей следующие:

паропроницаемость - минимум 5000 г/м2 за 24 часа;

водонепроницаемость - минимальное гидростатическое давление 1300 мм водн.ст.;

ветронепроницаемость - меньше, чем 1.5 мл/cм2/с при давлении 1 бар на 1 м2 (измерение воздухопро¬ницаемости);

устойчивость к стиркам и химической чистке (количество циклов).

Использование мембранных тканей

Мембранная ткань нашла широкое применение в туристических изделиях: из неё шьют куртки, брюки, делают обувь. Причина успеха этого вида ткани заключается в том, что мембранная ткань позволяет оставаться сухим под дождем, при этом тело не преет из-за недостатка воздуха.

Также мембранная ткань широко используется при производстве рабочей одежды, которая может использоваться в агрессивных условиях.

Одежда из мембранной ткани обладает рядом недостатков: требует особенного ухода и правильной стирки, относительно недолговечна, мембранная одежда достаточно дорогая.

Заключение

В данном реферате была использована литература зарубежных ученых и исследователей в сфере мембранных тканей. В реферате кратко отображены понятия мембранных тканей, их виды, свойства, поведения в различных условиях различных видов мембранных тканей.

Мембранные ткани обладают уникальными свойствами, которыми не обладают другие виды тканейМембранные ткани - это ткани будущего. И не смотря на то, что производство такого вида тканей довольно трудоемкий и дорогой процесс, мембранные ткани - это лучшее решение для производства таких видов одежды, которая используется в агрессивных условиях окружающей среды и при больших физических нагрузках.

Список использованных источников

1. Weder, M. Performance of Rainwear Material with Respect to Protection, Physiology, Du-rability and Ecology, Journal of Coated Fabrics, 1997, V. 27, N 2, pp. 146-168.

2. Sen, A.K. Coated Textiles: Principles & Applications, Technomic Publishing Co. Inc., Lan-caster, Basel, 2001, pp. 133-154.

3. Shekar, R.I., Yadav, A.K., Kumar, K. and Tripathi, V.S. Breathable Apparel Fabrics for Defence Applications, Man-Made Textiles in India, 2003, 46(12): 9-16.

4. Lomax, G.R. (1991). Breathable, Waterproof Fabrics Explained, Textiles, 20(4): 12-16.

5. David, A.H. Performance Characteristics of Waterproof Breathable Fabrics, Journal of In-dustrial Textiles, B. 29(4), 2000, p. 306-308.

Размещено на Allbest.ru