УПРАВЛЕНИЕ СВОЙСТВАМИ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ - Студенческий научный форум

IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

УПРАВЛЕНИЕ СВОЙСТВАМИ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Вакилова А.И. 1, Гришанова И.А. 1
1Казанский национальный исследовательский технологический университет
 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
К началу третьего тысячелетия производство текстиля, в том числе технического, является одной из основных составляющих экономики развитых стран. Современный текстиль, благодаря широкой гамме свойств, зависящий от природы сырья, способа производства и структуры находит применение в различных отраслях промышленности (от медицины до аэрокосмической техники).

Производители текстиля ориентированы преимущественно на использовании химических волокон благодаря их более высоким физико-механическим и эстетическим свойствам. Однако отрицательным свойством большинства синтетических волокон является, низкое значение поверхностной энергии. В то время как состав и структура поверхности оказывает влияние на многие свойства текстильных материалов: фрикционные, атравматические, антисептические, антибактериальные, электрофизические и т.д. Например, в зависимости от морфологии надмолекулярной структуры и топологии поверхности разрывная нагрузка вискозного кордного волокна изменятся в полтора раза, прочность полипропиленовой нити увеличивается от 60 до 115 гс/текс, а относительное удлинение достигает 25%, в зависимости от состояния поверхности текстильных полипропиленовых хирургических нитей уменьшается величина «пилящего» эффекта [1,2].

Для улучшения функциональных и потребительских свойств химических волокон, а также для формирования волокон с новым комплексом свойств используются различные методы их поверхностной модификации. Плазменная модификация является одним из наиболее простых и перспективных путей, который позволяет получать материалы с широким спектром заданных функциональных свойств.

На основе низкотемпературной плазмы высокочастотного емкостного разряда, которая характеризуется высокой «чистотой» протекании процесса в вакууме, возможна реализация комплексных процессов модификации поверхности материалов и изделий. Например, проводить глубокую очистку и активацию поверхности с удалением дефектных слоев, полировку, упрочнение, наносить и модифицировать тонкопленочные и многослойные покрытия, улучшить технологические и потребительские свойства тканей и волокон, позволяет изменять отдельные свойства нанослоев, оставляя исходные свойства без изменения.

Результаты исследований, проводимые в Казанском национальном исследовательском технологическом университете (КНИТУ), показывают, что высокочастотная емкостная (ВЧЕ) плазма пониженного давления позволяет проводить обработку материалов различной физической природы и структуры: полупроводниковые, диэлектрические, проводящие материалы и сплавы, тонкие пленки и порошковые материалы, а также текстильные материалы [3-6]. При энергии ионов разряда до 100 эВ ионный поток фокусируется на микронеровностях поверхности материала, в результате чего характер плазменной обработки является избирательным [7].

В данном сообщении рассмотрена возможность расширения функциональных свойств полимерных материалов - проведены исследования влияния ВЧЕ плазмы на свойства текстильных мультифиламентных непрерывных волокон и блочного полимера на основе сверхвысокомолекурного полиэтилена (СВМПЭ). Сверхвысокомолекулярный полиэтилен является одним из перспективных материалов большого спектра применения, в частности, широко применяется в органопластиках благодаря широкому комплексу уникальных свойств. Модификация свойств материалов в ВЧЕ разряде обладает рядом преимуществ:

- благодаря низкотемпературному воздействию удается избежать деформации синтетических нитей в процессе обработки;

- не изменять объемные характеристики материала;

- обеспечить высокую производительность процесса, при сравнительно небольшой трудоемкости и продолжительности процесса;

- устойчивость получаемых эффектов при относительно низком значении используемых мощностей разряда [6].

Исследования проводились на лабораторной ВЧЕ плазменной установке, состоящей из стандартных блоков и элементов, а именно, генератора, ВЧ индуктора и ВЧ электродов, вакуумную систему, систему подачи плазмообразующего газа (аргон/воздух) и диагностической аппаратуры. При этом расход плазмообразующего газа составлял в данном исследовании 0,04 г/с, а остаточное давление - 26,6 Па.

На основании полученных экспериментальных данных представлено уравнение регрессии второго порядка, описывающее соотношение между капиллярностью (Н) мультифиламентных непрерывных волокон в исходном состоянии и режимами обработки (J, U) в плазмообразующей среде – аргон/воздух:

Н = 2,18 + 174,52 J + 30,32 U – 146,94 J2 – 3,27 U2 – 3,12 JU

Проведены также исследования капиллярности крученых непрерывных мультифиламентных волокон с величиной крутки от 40 до 180 кр/м.

Экспериментально полученные данные свидетельствуют, что при модификации предварительно крученых волокон максимальная величина капиллярного подъема деионизованной воды возрастает в среднем на 49,1% при величине крутки, равной 120кр/м.

Отличительными особенностями исследуемого пластика на основе СВМПЭ является его низкое значение поверхностей энергии (угол смачивания  составляет 105,5о). При плазменном модифицировании поверхности блочных образцов СВМПЭ значение краевого угла смачивания  уменьшилось до величины 70,5 о, т.е. поверхность пластика приобрела гидрофильные свойства.

Таким образом результаты экспериментальных исследований свидетельствуют, что плазменная модификация в ВЧЕ разряде при оптимальном режиме разряда позволяет модифицировать как волокнистые, так и блочные полимерные материалы на основе СВМПЭ, значительно увеличивая их гидрофильную способность.

Литература

1. Роговин З. А. Основа химии и технологии химических волокон. М.: Химия, Т.2, 1974. – 344 с.

2. Гришанова И. А., Мигачева О. С. Исследование состояния плазменно – обработанной поверхности полиолефиновой мононити / II Международная научно-практическая конференция «Модели инновационного развития текстильной и легкой промышленности на базе интеграции университетской науки и индустрии. Образование – наука - производство» Сб. статей. 03.2016 г.; М-во образ. и науки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2016. – С. 262 – 265.

3. Гарифуллин А. Р., Абдуллин И. Ш., Корнеева Н. В., Кудинов В. В., Скидченко Е. А. Исследование адгезионных свойств гибридных волокон после плазменной обработки / Вестник Казан. технол. ун-та. – 2015, Т. 18, № 12. – С. 64 – 66

4. Гарифуллин А. Р., Абдуллин И. Ш. Исследование влияния низкотемпературной плазменной обработки на капиллярные свойства базальтового волокна / Вестник Казан. технол. ун-та. – 2015, Т. 18, № 12. – С. 69 – 70.

5. Гришанова И. А., Мигачева О. С. Низкотемпературная плазменная обработка полипропиленовых мононитей / Всероссийская (с межд. участием) конф. «Физика низкотемпературной плазмы» ФНТП – 2014: сборник материалов: в 2 т. Т2; М-во образ. и науки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань: Изд-во КНИТУ, 2014. – С. 291

6. Гришанова И. А., Мигачева О. С. Оптимизация технологических параметров процесса модификации в низкотемпературном газовом разряде поверхности полипропиленовой мононити / Вестник Казан. технол. ун-та. – 2014, Т. 17, № 19. – С. 83-85

7. Абдуллин И. Ш. Физические основы управления свойствами поверхностных слоев неорганических материалов при воздействии высокочастотного разряда пониженного давления / Всероссийская (с межд. участием) конф. «Физика низкотемпературной плазмы» ФНТП – 2014: сборник материалов: в 2 т. Т1; М-во образ. и науки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань: Изд-во КНИТУ, 2014. – С. 4-7

Регистрационная форма

ФИО

Гришанова Ирина Александровна (к.т.н., доцент)

Вакилова Айсылу Илгизовна

Учреждение, факультет, курс

Казанский национальный исследовательский технологический университет, кафедра Моды и технологий

Казанский национальный исследовательский технологический университет, фак. Технология легкой промышленности, моды, дизайна, магистр 2 курс

Адрес

420138, г. Казань, ул. Сыртлановой 15-74

420139, г. Казань, ул. Ю. Фучика 50-70

E-mail

314199@mail.ru

aisylu.vakilova@yandex.ru

Название доклада

Управление свойствами поверхностных слоев текстильных материалов

Управление свойствами поверхностных слоев текстильных материалов

Секция

Технические науки

Технические науки

Орг. взнос

200 р,

счет: 40702810956000004029

Саратовское отделение № 8622 ПАО Сбербанк

дата оплаты: 23.12.2016, 13:18

 

Просмотров работы: 551