Статьи»Ткани с эластомерным покрытием для мягких оболочечных конструкций»Факторы, влияющие на свойства тканей с покрытиями

Факторы, влияющие на свойства тканей с покрытиями

Добавлено 05.03.2014

В наиболее полном объеме свойства материалов изучаются на стадии их разработки – при составлении технических требований и оценке соответствия этим требованиям разработанных материалов.  В дальнейшем, при выпуске нормативной документации, в нее включаются лишь основные показатели, призванные, в первую очередь, оценить качество и стабильность свойств материалов в процессе их серийного производства.  Многие характеристики тканей с покрытиями гарантируются их конструкцией, выбором текстильной основы и покрытия и они не всегда упоминаются в тексте документов. При выборе существующих материалов для новых изделий  это следует учитывать и не ограничиваться их проверкой  на соответствие действующей документации, а провести более подробное исследование в соответствии с предполагаемым назначением.

Свойства тканей с покрытиями не являются простой суммой свойств составляющих их компонентов. После нанесения покрытия на текстильную основу, дублирования нескольких слоев вместе получают новый конструкционный материал с новыми свойствами. Если компоненты подобраны правильно, то их свойства в новой конструкции могут быть  усилены, если же нет, то их достоинства могут быть сведены на нет.

В книге A.K. Ken [ 65 ] приведена таблица (Табл. 1.6.),  наглядно представляющая основные факторы, воздействующие на свойства тканей с покрытиями:Табл. 1.6. Факторы, воздействующие на свойства тканей с покрытиями

Имеются и другие, не вошедшие в таблицу,  важные показатели материала, характеризующие его качество. Например, это масса на единицу площади  (для некоторых тканей -  толщина) тканей с покрытиями.

Этот показатель – один из первых включаемых в номенклатуру показателей качества. Для тканей с покрытием различного применения масса может иметь и справочное значение, и играть определяющую роль.  Примеры областей, где весовые характеристики чрезвычайно важны, - воздухоплавательная техника, авиация, морской и речной транспорт. Применение тяжелых материалов в производстве аэростатов и дирижаблей снижает их грузоподъемность из-за  непроизводительного расхода подъемной силы на поднятие самой оболочки.  Не требует особых объяснений, почему изготовление спасательной техники (надувных трапов, плотов)  для кораблей и, особенно, самолетов должно быть из максимально легких материалов. Это также связано с их не беспредельной грузоподъемностью.  Важно также применение легких материалов для изготовления тех изделий, которые придется носить людям, например, туристам (палатки, тенты и др.).

В других случаях показатель массы  ткани с покрытием определяет материалоемкость изделия и приобретает важное экономическое значение. Для однотипных материалов, чем больше масса, тем больше затрачено сырья, а часто и труда, тем выше их цена.

Поэтому всегда следует стремиться к облегчению материалов, конечно, в той мере, в какой это не вредит другим, не менее важным техническим характеристикам.

Поскольку масса текстильной основы достаточно стабильна и находится в границах показателей, нормируемых техническими условиями, по показателю массы готового материала с покрытием можно оценить соблюдение выкладки покрытия. Правильно выбрать необходимый уровень массы тканей с покрытиями гораздо сложнее, чем определить фактическое значение.  Суммарное значение складывается из массы текстильной основы, массы адгезионных слоев, массы слоев покрытия и массы опудривающего агента. О последней часто забывают при проведении расчетов. Следует также учитывать возможную усадку в процессе вулканизации, приводящую к увеличению массы.

Масса текстильной основы для каждого типа применяемых волокон однозначно связана с показателем прочности – чем выше прочность, тем больше масса. Масса покрытия зависит от требований, предъявляемых к герметичности готового материала, рецептуры (прежде всего показателей плотности полимеров и наполнителей),  а также свойств текстильной основы (в первую очередь,  резиноемкости). Прочность материала можно "добирать" увеличением толщины нитей ткани, введением дополнительных слоев, что приводит к утяжелению материала. Когда масса достигает предельно возможного значения, дальнейшее повышение прочности может быть достигнуто только переходом к материалам следующего поколения, имеющим большую прочность при той же массе. Чаще всего этот переход ведет за собой значительное повышение цен.

Чем толще нити текстильной основы, тем выше ее рельефность, тем больше полимерной смеси понадобится для заполнения свободного пространства между нитями. Это и есть резиноемкость ткани. Она вполне поддается вычислению, соответствующие формулы приведены при обсуждении свойств тканей. Расчетная резиноемкость обычно выше фактической, т.к. полное равномерное заполнение  всех межниточных пространств реализовать сложно. Но этот показатель дает ясное представление о том, какой должна быть минимальная масса покрытия и почему. Только после заполнения свободного пространства между нитями начинается образование непрерывной пленки покрытия, обеспечивающей герметичность материала.

Вопросы расчетов массы покрытия получили отражение в литературе. В статье Б.Ф. Кришталя (Производство шин, РТИ и АТИ, №5, 1981, с. 22-25)  обоснованы формулы расчета минимальной массы покрытия, обеспечивающей фазовую газонепроницаемость резинотканевых материалов:

  • при отсутствии деформации растяжения материала

M0 =3,7·10-6γαтp0,

  • при наличии деформации растяжения материала и ненаполненном резиновом покрытии

M0 =3,7·10-6γαтp(Sр/S0)2,5,

  • при наличии деформации растяжения материала и наполненном резиновом покрытии

M0 =3,7·10-6γαтp0[р/р0·(Sр/S0)2,5+1]

где  γ – плотность покрытия, кг/м3,

       αт – рельефность ткани, м,

       p0 – парциальное давление газа,

       р – давление диффундирующего газа, складывающееся из парциального давления p0 и избыточного давления.

При расчете резиноемкости, конечно, следует учитывать и плотность полимерной смеси, от которой прямо пропорционально зависит масса.

Интересно, что даже цвет покрытия может стать основанием для изменения его толщины и, соответственно, массы. Полимерное покрытие играет роль  защиты от атмосферного старения текстильной основы материалов, эксплуатация которых предполагается под открытым небом. Степень воздействия этих факторов зависит от пропускания УФ-излучения сквозь покрытие. Прозрачность покрытия для УФ-лучей, в свою очередь, зависит от химического строения полимера и цвета покрытия. Если  достаточная защита текстиля черными покрытиями, например, на основе полихлоропрена,  обеспечивается при толщине 0,1 мм, оливкового цвета – 0,2 мм, то белые и светлые цветные покрытия должны быть толще.  Использование покрытий с особыми свойствами, например, на основе хлорсульфированного полиэтилена, позволяет и для  белых и цветных покрытий ограничиться толщиной 0,15-0,2 мм. Эффективно также применение тонких защитных пленок  с низкой УФ-проницаемостью типа тедлара, который эффективно используется при изготовлении дублированных материалов для воздухоплавательной техники.

Для внешнего вида наружного лицевого покрытия материалов важен показатель укрывистости применяемого пигмента. Это хорошо иллюстрируется на примере шпредингованных тканей для воздухоплавательной техники. Алюминированное покрытие, выполненное   с использованием пигментной алюминиевой пудры с высоким показателем укрывистости, при хорошем качестве текстильной основы или при нанесении покрытия на пленку  тканепленочных материалов имеет хороший внешний вид  уже при выкладке от 25 г покрытия на 1 м2. Этого количества недостаточно для белых и цветных покрытий. В зависимости от показателя плотности понадобится от 50 до 80 г/м2 покрытия только для обеспечения равномерной окраски.

Таким образом, при разработке технических требований  приходится достигать некоторого компромисса между массой, прочностью и ценой материала. 

 

 

"Ткани с эластомерным покрытием для мягких оболочечных конструкций"

Авторский коллектив; Л.Е. Ветрова, к.х.н В.Ф. Ионова,  П.В. Таскаева, к.т.н. А.Т. Титаренко, к.т.н. В.П. Шпаков

Под общей редакцией  к.т.н. В.П. Шпакова

Фотогалерея

Новости

Детский праздник в НИИРПе

В честь начала нового учебного года ОАО "НИИРП" пр...далее

Ежегодная осенняя акция! Скидка 20%!

Трубки прозрачные по выгодным ценам!...далее

С праздником Победы!

9 Мая - День Победы!...далее

Все новости >>


Мы в СМИ



Прямая связь с руководством

Вы можете отправить сообщение руководству компании.

Форма обратной связи

Вы можете отправить нам сообщение

ОАО НИИРП