Список основных обозначений и сокращений

ПЭФ — полиэфирное волокно

ПА — полиамид

ПЭ — полиэстер

ПЭТФ —полиэтилентерефталатная

ВЧ — высокочастотный

ВЧЕ — высокочастотный емкостной

ВТО — влажно-тепловая обработка

ДММР — диметилметилфосфонат

КРС — крупный рогатый скот

МО — микроорганизмы

НТП — низкотемпературная плазма

ННТП — неравновесная низкотемпературная плазма

НЧ — наночастицы металлов

ПАВ — поверхностно-активные вещества

СВЧ — сверхвысокочастотный

СВМПЭ — сверхвысокомолекулярный полиэтилен

СМС — синтетические моющие средства

СПЗ — слой положительного заряда

ФД — фосдиол-А

Т-2 — метилфосфонамид Т-2

Wp — мощность разряда

G — расход газа

Р — рабочее давление в разрядной камере

f — частота генератора

t — время обработки

Рн — разрывная нагрузка

  • ?р — разрывное удлинение
  • S — площадь образца

EI — жесткость при изгибе

Ку — стойкость к истиранию

Пв — водопоглощение

К — капиллярность

У — усадка

УЗ — ультразвуковая

ВВЕДЕНИЕ

За годы рыночных преобразований объем промышленного производства товаров легкой промышленности значительно сократился. Резкое сокращение выпуска натуральных материалов легкой промышленности связано с катастрофическим падением объемов их производства и неспособностью российских предприятий конкурировать с дешевыми импортными товарами, заполнившими российский рынок.

Большое место в структуре рыночного ассортимента занимает продукция производственно-технического назначения, в частности одежда и обувь специального назначения. Традиционно экипировка сотрудников строительного, энергетического, оборонно-промышленного и нефтехимических комплексов изготавливалась из натуральных текстильных и кожевенных материалов. Натуральные материалы легкой промышленности - это типичные гидрофильные материалы, имеющие низкие показатели водоотталкивания. Этот фактор ограничивает их применение для изготовления изделий специального назначения с защитными свойствами от агрессивных сред и погодных условий, а также низких показателей физико-механических свойств. Особенности климата России, вызванные частыми перепадами температур воздуха, а также повышенные физико-механические воздействия снижают гигиенические и эргономические свойства натуральных материалов легкой промышленности. Влажная среда во внутриобувном и пододежном пространстве приводит к развитию деятельности микроорганизмов, что отрицательно сказывается на здоровье сотрудников специальных подразделений и приводит к биоразрушению текстильных и кожевенных материалов.

Актуальность производства высококачественных изделий специального назначения из натуральных материалов легкой промышленности в настоящее время не вызывает сомнений.

Каждый вид деятельности человека, направленный на благо общества, его развитие, заслуживает внимания. Именно поэтому ученые всего мира прикладывают невероятные усилия в поиске таких методов создания наноструктурированных материалов, которые бы позволили уменьшить себестоимость готовой продукции из них.

Процесс развития научных технологий и увеличение специальных и общечеловеческих потребностей при эксплуатации одежды и обуви специального назначения привели к появлению такого направления науки, как нанотехнология. Единственной проблемой развития науки нанотехнологий, а следовательно, и создания спецодежды и спецобуви из наноструктурированного текстиля является ее наукоемкость, сложность исследований в этой области, поскольку управление микроструктурой происходит на наноуровне.

Таким образом, современное материаловедение преодолевает очередной рубеж на пути прогресса - познание веществ на наноразмерном уровне, которое осуществляется за счет управления микроструктурой натуральных материалов легкой промышленности. Переход от микро- к наноуровню познания подготовлен достижениями материаловедов в развитии методов модификации различных веществ, нанотехнологий для получения материалов соответствующего размерного диапазона и изделий на их основе, а также развитием необходимого приборно-исследовательского обеспечения.

Предварительные исследования в наноотрасли открыли сверхсвойства натуральных текстильных и кожевенных материалов, которые обладают свойствами водо- и воздухонепроницаемости и в то же время высокой гигроскопичностью.

Для наноструктурирования материалов легкой промышленности с целью изготовления специальной одежды и обуви используются, соответственно, натуральные ткани из волокон хлопка, льна, шерсти, а также натуральный мех и кожа, поскольку эти материалы обладают неоспоримыми качествами, придающими комфортные ощущения при контакте с человеческим телом. Такие качества, как мягкость, отличная дышащая способность, термоустойчивость, водо- и воздухонепроницаемость, высокая гигроскопичность, грязе-, водо- и маслоустойчивость, антибактериальность, малоусадочность, повышенная прочность на разрыв и истирание, нашли широкое применение при изготовлении специальной одежды.

Использование новейших достижений в области наноструктрирования натуральной кожи позволило выпускать одежду и обувь специального назначения с высокими прочностными, гигиеническими и эстетическими характеристиками. В связи с изложенным актуальным является решение проблемы улучшения физико-механических, эстетических и эксплуатационных свойств кожи, для решения которой необходимо повысить качество кожевенного полуфабриката.

Существующие сегодня нетрадиционные способы обработки натуральных капиллярно-пористых материалов, в частности плазменные методы, позволяют изменять надмолекулярную структуру природных полимеров и таким образом регулировать их эксплуатационные свойства. Проведенный литературный обзор показал, что наночастицы (НЧ) металлов, а именно коллоидного раствора наночастиц серебра, благодаря своей развитой поверхности и достаточно малым размерам активно применяются в качестве сильнейших биоцидных агентов. Кроме того, обработка натуральных материалов легкой промышленности нанодисперсными частицами металлов позволяет получить материалы с высокими физико-механическими показателями. Поэтому возможность применения в технологии производства натуральных текстильных и кожевенных материалов наночастиц серебра и неравновесной низкотемпературной плазмы (ННТП) позволит получить ткани и кожу специального назначения с повышенными гигиеническими, антибактериальными и физико-механическими характеристиками, что является актуальной задачей и представляет практический интерес.

Преимуществом этого метода наноструктурирования материалов является возможности щадящей обработки натуральных текстильных и кожевенных материалов за счет воздействия на внутреннюю структуру пористых материалов и одновременного улучшения комплекса свойств материалов. Поэтому решение проблемы необходимо осуществлять комплексно, путем применения метода наноструктурирования вначале лабораторных образцов как текстильных, так и кожевенных материалов и меховой овчины с использованием ННТП и коллоидного раствора наночастиц серебра, а затем проведение технологических процессов экспериментальных образцов.

Кроме того, текстильные и кожевенные материалы специального назначения всегда пользуются спросом. По оценкам специалистов, потребность в использовании спецодежды и спецобуви испытывают более 10 миллионов россиян, работающих в самых разных отраслях промышленности Российской Федерации (энергетического, строительного, нефтехимического и оборонно-промышленного комплекса). Особое место при пошиве спецодежды и спецобуви занимают ткань, мех и кожа, защищающие от механических воздействий, общих производственных загрязнений, воздействия внешних факторов, то есть обладающие биостойкостью, формостойкостью, пониженной загрязняемостью и легкой отстирываемостью. Специальная одежда и головные уборы из кожевенных материалов и меховой овчины пользуются повышенным спросом в строительном и оборонно-промышленном комплексе, однако имеют ряд недостатков. Наиболее существенными проблемами являются неустойчивость их окраски к климатическим изменениям, низкие светостойкость, насыщенность цвета и недостаточные гигиенические показатели, которые зависят от многих характеристик, определяющих долговечность и повышенную продолжительность непрерывной носки изделий специального назначения. Традиционно применяемые красители для кожи и меха не позволяют достичь комплекса улучшенных показателей качества, удешевить выпускаемую продукцию и повысить ее качество за счет интенсификации технологических процессов крашения, а также получить насыщенный цвет, высокую устойчивость к сухому и мокрому трению, атмосферным воздействиям (снегу, влаге), улучшенные эксплуатационные свойства и бактерицидность кожевенных и меховых полуфабрикатов и изделий из них, а в ряде случаев отличаются токсичностью и экологически небезопасны.

Большинство этих натуральных материалов легкой промышленности выпускают зарубежные фирмы, что приводит к удорожанию продукции. В последнее время цены на сырье значительно возросли из-за девальвации рубля, что дало отечественным производителям дополнительные конкурентные преимущества. Следовательно, актуальной задачей является разработка нового ассортимента наноструктурированных материалов легкой промышленности, защищающих человека от внешних воздействий, для возможности выпуска их российскими производителями.

Повышение качества текстильных, кожевенных и меховых материалов для спецодежды и спецобуви из овчины и КРС, которые должны одновременно удовлетворять множеству эксплуатационных требований, в текущий период не вызывает сомнений. Реализация всех этих требований невозможна без развития наукоемких, технологических процессов и внедрения передовых технологий на текстильных и кожевенно-меховых предприятиях.

Разработке технологии управления микроструктурой натуральных материалов легкой промышленности для отраслей экономики Российской Федерации (энергетического, строительного, нефтехимического и оборонно-промышленного комплекса) посвящена настоящая монография. Основная идея работы состоит в разработке технологии управления свойствами поверхности текстильных и кожевенных материалов за счет формирования наноструктурированных поверхностей натуральных материалов толщиной от 10 до 100 нм и обработки коллоидным раствором наночастиц серебра. Наиболее целесообразный способ создания текстильных и кожевенных материалов с наноструктурированной поверхностью -применение потока неравновесной низкотемпературной плазмы высокочастотного разряда пониженного давления. Это обусловлено ее высокой разрешающей способностью, четким контролем параметров процессов, способностью локально подводить энергию (от 10 до 100 эВ) и локализовать свое воздействие только в приповерхностном слое материала.

Таким образом, данная работа направлена на решение актуальной проблемы получения лабораторных образцов нового текстильного, кожевенного и мехового материала с улучшенными физико-механическими, эксплуатационными, эстетическими, гигиеническими и антибактериальными свойствами за счет обработки их потоком неравновесной низкотемпературной плазмы высокочастотного разряда пониженного давления.

Целью работы является разработка технологии получения образцов натуральных текстильных и кожевенных материалов, обладающих повышенными показателями качества - высокими физико-механическими характеристиками с устойчивым во времени гидрофобным эффектом лицевой поверхности, высокими гигиеническими показателями и повышенной стойкостью к биоразрушению, основанной на плазменном наноструктурировании материалов и обработке коллоидным раствором наночастиц серебра.

Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

  • - провести экспериментальные исследования получения наноструктурированных образцов текстильных и кожевенных материалов;
  • - провести экспериментальные исследования нано- и микроструктуры образцов текстильных и кожевенных материалов;
  • - оптимизировать методы получения образцов наноструктурированных материалов;
  • - провести экспериментальные исследования получения одежды и обуви специального назначения из разрабатываемых наноструктурированных образцов материалов;
  • - оптимальные варианты изделий специального

назначения из разрабатываемых материалов.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >