Разработка методов оценки влияния температурного воздействия на механические свойства тканей из нитей Русар

Параарамидные ткани предназначены для защиты человека в экстремальных условиях. Они сокращают риски нанесения вреда здоровью и обеспечивают комфорт работникам опасных профессий, например, сотрудникам МЧС и пожарным [1].

В качестве объектов исследования были выбраны 8 образцов тканей, выработанных из нитей Русар..

Образцы, выработанные из арамидных нитей, отличаются структурными характеристиками, а также видами переплетения. Часть образцов имели водоотталкивающую пропитку.

Структурные характеристики исследуемых тканей приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Структурные характеристики тканей из нитей Русар

Испытания по определению механических свойств проводились на испытательной системе Инстрон серии 4411 в соответствии  с  ГОСТ 3813-72 «Материалы текстильные. Ткани и штучные изделия. Методы определения разрывных характеристик при растяжении» [2].

Ткани из нитей Русар должны обеспечивать защиту человека в экстремальных условиях. Поэтому для данных тканей важным показателем качества является разрывная нагрузка, характеризующая надежность в процессе использования СИБ.

Исследуемые образцы перед разрушением выдерживались в сушильном шкафу ФЛ-200 и морозильной камере в течение 100, 200 и 300 часов при -20, +150 и +300 ⁰С [3].

Результаты испытаний разрывной нагрузки тканей из нитей Русар  приведены в таблице 2. В качестве примера на рис. 1 приведены графики зависимости разрывной нагрузки ткани арт. 84127 от температуры воздействия.

 Рисунок 1 – Зависимость разрывной нагрузки ткани арт. 84127 от температуры воздействия 

По таблице 2 можно сделать вывод, что с увеличением температуры  разрывная нагрузка снижается. Прочность по основе практически у всех тканей больше, чем по утку. Наибольшей разрывной нагрузкой обладает ткань арт.86294, выработанная полотняным переплетением, а наименьшей – арт.86139, выработанная также полотняным переплетением с наименьшей плотностью.

Зависимость разрывной нагрузки от температуры определяются полиномом второго порядка:

y=±ax²±bx+c

С увеличение длительности воздействия температуры происходит разрушение полимеров, составляющих нити, поэтому разрывная нагрузка снижается.

Можно отметить, что при выдерживании в течение 300 часов разрывная нагрузка снижается наиболее резко.

Так как ткани из нитей Русар используются в экстремальных условиях, то было проведено исследование влияния пониженных и повышенных температур на прочность образцов. Образцы подвергались замораживанию, а потом воздействию повышенных температур в диапазоне от -20 до +300. Длительность воздействия также варьировали.  В качестве критерия для оценки воздействия температуры была использована разрывная нагрузка. В таблицах 3 – 4 приведены результаты испытаний.  

Ткань арт. 86294 наиболее резко изменяет свойства по основе в зависимости от длительности воздействия температуры, а образцы арт. 8601 и 86175 менее. Ткань арт. 5363/5 наиболее резко изменяет свойство по утку в зависимости от длительности воздействия температуры, а образец 8601 менее.

В качестве примера на рис. 2-3 приведены графики зависимости разрывной нагрузки ткани арт. 84127 от температуры воздействия. 

Рисунок 2 – Зависимость разрывной нагрузки тканей из нитей Русар по основе от длительности комбинированного воздействия температуры -20/+300

Рисунок 3 – Зависимость разрывной нагрузки тканей из нитей Русар по утку от длительности комбинированного воздействия температуры -20/+300

Зависимость разрывной нагрузки тканей из нитей Русар от длительности комбинированного воздействия температуры определяется линейной функцией: y=a^.x+b,

 
Таким образом, при воздействии температуры -20⁰С , + 150⁰С и +300⁰С наиболее изменяет свойства образец арт. 5363/5, выработанный полотняным переплетением, а наименее – арт. 56319, выработанный саржевым переплетением.

Прикомбинированном воздействии температуры -20+10⁰С и -20+300⁰С наиболее изменяет свойства образец арт. 5363/5, выработанный полотняным переплетением, а наименее – арт. 56319, выработанный саржевым переплетением.