Введение к работе
Актуальность работы обусловлена необходимостью создания эффективных, экономичных огнестойких материалов для защитной одежды работников огнеопасных производств: пожарных, спасателей, металлургов и т.д., потребность в которых составляет 360-380 млн. кв. метров в год.
Не менее важна разработка экономичных методов определения свойств готовых материалов и изделий, позволяющих сократить время и материальные затраты на испытания.
Автор защищает:
- новую ресурсосберегающую технологию производства иглопробивного
нетканого материала из термостойких волокон;
новый разработанный метод и программу расчета суммарного теплового сопротивления пакета одежды, позволяющий исключить дорогостоящие испытания;
результаты исследования изменения физико-механических, структурных, теплофизических свойств и огнестойкости иглопробивных нетканых материалов в зависимости от состава волокнистой смеси;
- выведенные зависимости огнестойкости материала от плотности
прокалывания и ее корреляционную связь с разрывной нагрузкой для
материалов различного состава;
- теоретическое обоснование процесса иглопрокалывания волокнистого
холста, содержащего регенерированные метаарамидные волокна и нити;
- метод снижения миграции волокон из иглопробивного материала через
ткань верха;
- проведенную комплексную оценку свойств иглопробивного нетканого
материала различного состава и определенный на ее основе материал,
наиболее пригодный для работы в условиях повышенных температур;
Данная работа проводилась на кафедре технолегии нетканых материалов ГОУВПО «МГТУ им. А.Н. Косыгина». Испытания отдельных свойств материалов и пакетов материалов проводились на кафедре теплотехники ГОУВПО «МГТУ им. А.Н. Косыгина», ОАО «гоишм», ООО «ЦИМИ».
Цель работы и задачи исследований. Целью настоящей работы является разработка ресурсосберегающей технологии иглопробивного нетканого материала из термостойких волокон, а также метода определения суммарного теплового сопротивления пакета одежды.
Задачи исследований. Исходя из поставленной цели, в работе решались следующие задачи:
1.Анализ структуры и современного состояния производства огнезащитных материалов в одежду.
2. Анализ современного состояния производства термостойких волокон для
огнезащитной одежды.
3. Анализ способов производства и обору дрвания для изготовления
огнезащитных нетканых материалов.
4. Анализ научно-исследовательских работ в области создания структуры
иглопробивных нетканых материалов из термостойких волокон.
5. Изучение методик проведения экспериментов и определения основных
характеристик нетканого материала для огнезащитной одежды.
Исследование влияния технологических параметров на свойства нетканых материалов из термостойких волокон и их смеси с полиэфирным волокном пониженной горючести и регенерированными волокнами и нитями. Оптимизация технологических параметров.
Прогнозирование зависимости огнестойкости нетканого материала из термостойких волокон от плотности прокалывания.
Создание рационального пакета одежды с использованием нетканого материала из термостойких волокон. Разработка метода и программы расчета суммарного теплового сопротивления пакета защитной одежды.
Исследование миграции волокон из нетканого материала через ткань верха. Изучение методов борьбы с миграцией.
Анализ технико-экономической эффективности использования волокон пониженной горючести и регенерированных нитей в структуре материалов для защитной одежды.
Разработка технических условий и технологического регламента на изготовление огнезащитного иглопробивного материала.
Методы исследовании. Анализ современного состояния технологии нетканых материалов из термостойких волокон проведен путем изучения научной, технической и патентной литературы отечественных и зарубежных авторов.
Для выработки экспериментальных образцов нетканых материалов из термостойких волокон применено серийное отечественное и зарубежное оборудование.
Испытания свойств нетканых материалов и пакетов одежды за исключением теплового сопротивления образцов нетканых материалов проводились по стандартным методикам.
Теплопроводность иглопробивных нетканых материалов из термостойких волокон определялась по оригинальной методике с использованием тепловизионной системы ThermaCAMSC 3000.
Расчет суммарного теплового сопротивления пакета одежды проводился по методике P.M. Афанасьевой.
В процессе исследования влияния технологических параметров на свойства. нетканых материалов из термостойких волокон использованы современные методы математического планирования и анализа эксперимента. Статистическая обработка полученных результатов проведена на ПК.
Научная новизна работы:
- разработана ресурсосберегающая технология иглопробивного
нетканого материала из термостойких волокон;
- проведена оптимизация технологических параметровдслопробивныК:
нетканых материалов различного сырьевого состава;
- выведены математические зависимости, характеризующие влияние
технологических параметров на основные свойства иглопробивных нетканых
материалов из термостойких волокон;
проведен корреляционный анализ зависимостей разрывной нагрузки и кислородного индекса от плотности прокалывания, который показал их существенную связь при различных значениях глубины прокалывания и содержания полиэфирных волокон пониженной горючести;
выполнена комплексная оценка свойств иглопробивных материалов различного сырьевого состава, проведен анализ технико-экономической эффективности использования полиэфирных волокон пониженной горючести и регенерированных волокон и нитей в производстве нетканого материала, и на их основе определен материал, наиболее экономичный и пригодный для работы в огнеопасных условиях;
изучен механизм влияния вложения регенерированных волокон и нитей на прочностные характеристики иглопробивного нетканого материала;
-разработан аналитический метод и программа расчета суммарного теплового сопротивления пакета одежды;
-подан патент на нетканый огнестойкий материал.
Практическая значимость работы: ,
- разработанная технология иглопробивного материала из
термостойких волокон позволяет сократить затраты на сырье и сделать
более доступным готовый нетканый материал для потенциальных
потребителей;
- для производства иглопробивного нетканого материала из
термостойких волокон может использоваться серийное оборудование
отечественного и зарубежного производства;
показано, что регенерированные нити не участвуют в скреплении иглопробивного материала, а являются наполнителем, обеспечивающим необходимую поверхностную плотность. Для достижения достаточной прочности материала, содержащего регенерированные нити, необходимо увеличивать параметры иглопрокалывания;
разработаны и утверждены технические условия и технологический регламент производства иглопробивного нетканого материала из смеси метаарамидных волокон, нитей и полиэфирных волокон пониженной горючести;
показано, что для снижения миграции волокон из иглопробивного материала через ткань верха необходимо увеличить параметры иглопрокалывания и располагать материал по отношению к ткани верха стороной выхода игл при иглопрокалывании;
разработанный аналитический метод и программа расчета теплового сопротивления пакета одежды позволяют исключить длительные дорогостоящие испытания.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на:
1. IV Всероссийской научной студенческой конференции «Текстиль XXI века», 2005 г.
2. Нссроссийской научно-технической конференции «Тскстиль-2005».
МГГУ, М., 2005 г.
Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Проблемы экономики и прогрессивной технологии в текстильной, легкой и полшрафической отраслях промышленности». Дни науки-2006, 2006 г.
58 Межвузовской научно-технической конференции молодых ученых и студен 10В «Студенты и молодые ученые КГТУ-производству», 2006 г.
5. Международной научно-технической конференции «Современные
технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль
2006), МГГУ, М., 2006 г.
Публикации.
По материалам диссертации опубликовано 6 работ в журналах и сборниках научных трудов ГОУВПО «МГГУ им. А.П. Косыгина».
Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена в 8 главах с выводами на 161 страницах печатного текста и содержит 53 рисунка, 39 таблиц, список использованных источников из 88 наименований и 3 приложения на 18 страницах.
