КНИТУ: Изготовление спецодежды из наноструктурированных тканей

Проведены исследовательские испытания, связанные с изготовлением экспериментальной партии образцов наноструктурированных натуральных текстильных материалов из хлопка, сообщает ИНПЦ ТЛП – Дом легпрома.

В процессе изготовления экспериментальной партии образцов спецодежды из наноструктурированных тканей необходимо опираться на глубокие знания свойств полученных материалов и на ведущие требования, предъявляемые к изделиям специального назначения, которые предполагают комплекс гидрофобных характеристик. В условиях повышенной температуры и интенсивной солнечной радиации спецодежда должна соответствовать гигиеническим свойствам, влияющим на тепловое состояние человека и процесс терморегуляции.

Гигиенические свойства в спецодежде реализуются как через систему физических свойств (гигроскопичность, тепловые свойства, проницаемость, электризуемость), геометрических свойств (толщина, масса), жесткость тканей, так и через ее конструкцию.

Обеспечение комфортного состояния человека в спецодежде прежде всего проверяли по гигиеническим показателям. Основным показателем гигиенических свойств применяемых наноструктурированных текстильных материалов для спецодежды является гигроскопичность – способность ткани поглощать водяные пары из окружающей атмосферы и удерживать их при определенных условиях, которая определяется в соответствии с ГОСТ 3816-81. Ткани с определенной гигроскопичностью являются регулятором тепла между телом человека и окружающей средой.

Для оценки изменения гигроскопических свойств наноструктурированных текстильных материалов изучено влияние потока неравновесной низкотемпературной плазмы на капиллярность тканей с содержанием природных волокон. В качестве объекта исследования выбраны текстильные материалы «Премьер FR-350» (100% хлопок) с антистатической нитью, арт. 10202АМ, и «Парусина полульняная» (59% лен + 41% хлопок) с пропиткой, арт.11293.

Наноструктурирование текстильных материалов, предназначенных для обработки рулонных тканей из натуральных и смесовых тканей, проводили в потоке неравновесной низкотемпературной плазмы (ННТП) пониженного давления в условиях вакуума.

Проводили отработку режимов на полупромышленной плазменной установке «ВАТТ 1500 Р/Р Плазма 3» с частотой генератора 13,56 МГц в течение 1–2 м/мин, в зависимости от вида материалов. Режим плазменного наноструктурирования текстильных материалов регулировали путем изменения расхода газа G, давления в вакуумной камере Рк, мощности разряда Wр и продолжительности обработки τ, с целью регулирования гигроскопичности экспериментальной партии образцов текстильных материалов, используемых в качестве объектов исследования.

Говоря о влиянии на гигроскопичность текстильных материалов входных параметров ННТП обработки (Pk, Wp), характеризующих мощность разряда и давление в вакуумной камере, можно отметить, что зависимости носят неярко выраженный экстремальный характер, то есть при достижении максимального значения гигроскопичности при определенной мощности разряда и давления в вакуумной камере начинается плавное снижение значений данного показателя. Характер полученных зависимостей на рисунках 1 и 2, объясняется тем, что при возрастании значений Pk и Wp, увеличивается активность плазмы (степень ионизации, кинетическая энергия и т. д.). Дальнейшее понижение гигроскопичности объясняется преобладанием термического воздействия плазмы при повышении данных параметров и, как следствие, термической деструкции, увеличением кристалличности и уплотнением структуры материала.

Таким образом, данный плазменный метод наноструктурирования экспериментальной партии образцов текстильных материалов потоком ННТП пониженного давления за счет управления их микроструктурой позволяет не только повышать гигиенические и гидрофобные показатели тканей для спецодежды, но и обеспечивать комфортное состояние человека в спецодежде и сохранять их внешнюю форму. Улучшенный дизайн и конструкция моделей спецодежды обеспечивают комфорт и безопасность в различных погодных условиях труда на весь срок их эксплуатации.

Максимальные показатели гигроскопичности наноструктурированных текстильных материалов «Премьер FR-350» (100% хлопок + антистатическая нить) достигаются в результате обработки ННТП до 8%, а в наноструктурированных текстильных материалов «Парусина полульняная» (59% лен + 41% хлопок) – до 6,4%, относительно контрольных образцов.

Проект выполняется в организации-исполнителе (получателе субсидии) при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в соответствии с требованием соглашения № 14.577.21.0019 о предоставлении субсидии на проведение прикладных научных исследований. Уникальный идентификатор прикладных научных исследований (проекта) RFMEFI57714X0019.

В. В. Хамматова, д.т.н., профессор, зав. каф. дизайна КНИТУ, Р. Ф. Гайнутдинов, к.т.н., старший преподаватель каф. дизайна КНИТУ.