Список основных обозначений и сокращений

вч

ВЧЕ

ВТО

КЛСМ

  • — высокочастотный
  • — высокочастотный емкостной
  • — влажно-тепловая обработка
  • — конфокальный лазерный сканирующий 3D - микроскоп

МО нтп ннтп нч ПА пп ПАВ ПЭ СВЧ СВМПЭ СМС СПЗ УЗ УФ ЭРНОК

  • — микроорганизмы
  • — низкотемпературная плазма
  • — неравновесная низкотемпературная плазма
  • — наночастицы металлов
  • — полиамидные волокна
  • — полипропиленовые волокна
  • — поверхностно-активные вещества
  • — полиэфир
  • — сверхвысокочастотный
  • — сверхвысокомолекулярный полиэтилен
  • — синтетические моющие средства
  • — слой положительного заряда
  • — ультразвуковая
  • — ультрафиолетовая
  • —элекгроразрядная нелинейная объемная кавитация

Wp G р f t

  • — мощность разряда
  • — расход газа
  • — рабочее давление в разрядной камере
  • — частота генератора
  • — время обработки

ВВЕДЕНИЕ

С развитием научно-технического прогресса, преобразованиями, происходящими в сфере ряда отраслей промышленности Российской Федерации, на современных промышленных предприятиях наряду с прочими выдвигаются на передний план задачи оптимального решения вопроса обеспечения безопасности работы людей на производстве, в том числе и путём проектирования текстильных материалов для специальной одежды, защищающей человека от вредных воздействий производственной среды.

В последние годы значительно возросли требования к спецодежде со стороны потребителей по комплексу защитных, эксплуатационных, гигиенических и эстетических свойств. При этом с сожалением приходится констатировать, что практическое разрушение отечественной швейной промышленности сыграло негативную роль в продолжении научно-исследовательских работ в области создания специальной одежды.

Предлагаемая в настоящее время на потребительском рынке спецодежда далеко не всегда соответствует конкретному уровню предъявляемых требований, не всегда обеспечивает реализацию специфики потребностей в современной специальной одежде для зачастую сугубо уникальных условий производственной среды. Следует особо отметить, что обеспечение соответствия текстильных материалов для спецодежды условиям её эксплуатации является одной из актуальных задач проектирования новых материалов для любой отрасли промышленности Российской Федерации, в том числе и для сельского хозяйства.

При проектировании текстильных материалов для спецодежды необходим особо строгий и внимательный учёт всех факторов, влияющих на её архитектоническую структуру. Если при проектировании одежды другого назначения может быть рассмотрено одновременно много разнообразных вариантов, удовлетворяющих необходимым требованиям, то при создании специальной одежды её структура по существу решается на этапе исследования исходных проектных данных (в том числе, и анализа производственной деятельности), который является самой наукоёмкой частью всего алгоритма дизайн-проектирования и художественно-конструкторского анализа одежды специального назначения.

В настоящее время в условиях рыночной экономики руководители предприятий приобретают для рабочих одежду без учёта производственных требований, а только ориентируясь на цену. При этом в конечном счёте эффективность труда снижается, а предприятие не получает ожидаемой прибыли. Разумнее было бы обеспечить нормальные условия труда, что тесно связано с экономической целесообразностью.

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 позволили бы уменьшить себестоимость готовой продукции из них.

Процесс развития научных технологий вкупе с возрастающими специальными и общечеловеческими потребностями при эксплуатации одежды и обуви специального назначения привел к появлению такого направления науки, как нанотехнология. Единственной проблемой развития науки нанотехнологий, а следовательно, и создания спецодежды 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, осуществляемое за счет управления микроструктурой натуральных материалов легкой промышленности. Переход от микро- к наноуровню познания подготовлен достижениями материаловедов в области развития методов модификации различных веществ, нанотехнологий для получения материалов соответствующего размерного диапазона и изделий на их основе, а также развитием необходимого приборно-исследовательского обеспечения.

В ходе предварительных исследований в наноотрасли были открыты сверхсвойства натуральных текстильных материалов: водо- и воздухо-непроницаемость наряду с высокой гигроскопичностью.

Для наноструктурирования материалов легкой промышленности с целью изготовления специальной одежды используются соответственно натуральные ткани из волокон хлопка, льна и шерсти, поскольку при контакте с ними человек ощущает комфорт. 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 натуральных текстильных материалов позволило выпускать одежду специального назначения с высокими прочностными, гигиеническими и эстетическими характеристиками.

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, обработкой натуральных материалов легкой промышленности нанодисперсными частицами металлов можно получить материалы с высокими физико-механическими показателями. Поэтому с применением в технологии производства натуральных текстильных материалов наночастиц серебра и неравновесной низкотемпературной плазмы (ННТП) появляется возможность получения ткани специального назначения с повышенными гигиеническими, антибактериальными и физико-механическими характеристиками, что является актуальной задачей и представляет практический интерес.

Преимущества этого метода наноструктурирования материалов - в возможности щадящей обработки натуральных текстильных материалов за счет воздействия на внутреннюю структуру пористых материалов и одновременного улучшения комплекса свойств материалов. Поэтому решать проблему необходимо комплексно, путем применения метода наноструктурирования образцов как натуральных, так и смешанных текстильных материалов с использованием ННТП и коллоидного раствора и наночастиц серебра, а затем проведением технологических процессов производства экспериментальных образцов материалов для спецодежды.

Кроме того, текстильные материалы специального назначения всегда пользуются спросом. По оценкам специалистов, потребность в спецодежде 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 занимают текстильные материалы, защищающие от механических воздействий, общих производственных загрязнений, воздействия внешних факторов, то есть обладающие био- и формостойкостью, пониженной загрязняемостью и легкой отстирываемостью.

Традиционная специальная одежда пользуется повышенным спросом в строительном и обороннопромышленном комплексе. Однако она не лишена недостатков, наиболее существенными из которых являются: неустойчивость окраски материала 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 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 текстильных материалов и изделий из них, а в ряде случаев они токсичны и экологически небезопасны.

Большинство красителей для 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. Отсюда актуальной задачей является разработка нового ассортимента наноструктурированных материалов легкой промышленности, защищающих человека от внешних воздействий, с возможностью выпуска их российскими производителями.

Необходимость повышения качества текстильных материалов для спецодежды из натуральных и смешанных волокон, которые должны одновременно удовлетворять множеству эксплуатационных требований, сегодня не вызывает сомнений. Реализация всех этих требований невозможна без развития наукоемких, технологических процессов и внедрения передовых технологий на текстильных предприятиях.

Вопросам разработки промышленной технологии наноструктурирования текстильных материалов для производства многофункциональной одежды специального назначения для отраслей экономики Российской Федерации (энергетического, строительного, нефтехимического и оборонно-промышленного комплекса) посвящена настоящая монография. Основная идея работы заключается в разработке технологии управления свойствами поверхности текстильных 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 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 опытных образцов нового текстильного материала с улучшенными физикомеханическими, эксплуатационными, эстетическими, гигиеническими и антибактериальными свойствами за счет обработки их потоком неравновесной низкотемпературной плазмы высокочастотного разряда пониженного давления.

Целью работы является разработка промышленной технологии получения образцов многофункциональных натуральных текстильных материалов, обладающих повышенными показателями качества - высокими физикомеханическими 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 материалов из натуральных и смешанных волокон;
  • - провести экспериментальные исследования нано- и микроструктуры образцов текстильных материалов;
  • - оптимизировать методы получения образцов наноструктурированных текстильных материалов;
  • - провести экспериментальные исследования получения одежды специального назначения из разрабатываемых наноструктурированных образцов текстильных материалов;
  • - предложить оптимальные варианты изделий специального назначения из разрабатываемых материалов.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >