Введение к работе
Актуальность темы. Для защиты человека от различных поражающих факторов, таких как высокая температура, открытое пламя, пуля, осколок используются всевозможные ткани, которые изготовлены как из специальных волокон, так и из обычных волокон, подвергнутых дополнительной обработке.
У каждого из этих материалов есть свои достоинства и недостатки: материалы, подвергнутые различным дополнительным обработкам, как правило, доступны по цене, но теряют свои защитные свойства в процессе эксплуатации и при стирках;
специальные волокна, защитные свойства которых обусловлены структурой (природой) полимера, как правило, практически не теряют своих характеристик во время эксплуатации, но при этом проигрывают в цене.
Наибольшее распространение при изготовлении специальной защитной одежды получили пара- и мета-арамидные волокна. Пара-арамидные - в баллистике и защитной одежде. Мета-арамидные - в защитной одежде. Однако арамиды - дорогие материалы и это сдерживает их применение в повседневной жизни.
Вместе с тем при производстве средств баллистической защиты (бронежилетов, бронешлемов) образуется большое количество отходов, так называемых межлекальных выпадов, которые являются источником ценного сырья.
Проведенный анализ имеющейся литературы позволил подтвердить актуальность темы, ее практическую ценность и значимость, а также сделать вывод о том, что исследований по выработке технических тканей из вторичной арамидной пряжи не проводилось.
Целью работы является разработка технологии изготовления ткани технического назначения из вторичной арамидной пряжи, разработка ассортимента тканей технического назначения из вторичной арамидной пряжи и исследование параметров строения и свойств этих тканей.
Задачи исследования:
исследование вязкоупругих параметров используемой вторичной арамидной пряжи;
установление взаимосвязи между параметрами строения ткани и технологическими параметрами ее выработки на отечественном ткацком оборудовании;
оценка напряженности выработки ткани технического назначения из вторичной арамидной пряжи;
- разработка ассортимента тканей технического назначения из
вторичной арамидной пряжи;
- разработка технологических параметров изготовления тканей на
отечественном ткацком оборудовании.
получение математических моделей влияния технологических параметров и параметров заправки на условия изготовления, строение и свойства тканей.
оптимизация технологических процессов изготовления тканей различного переплетения из вторичной арамидной пряжи.
Методы исследования:
В работе применены традиционные методы исследования физико-механических характеристик волокон и нитей.
Для исследования поверхности волокон использовалась сканирующая электронная микроскопия.
Для подготовки пряжи к процессу ткачества использовалось обычное и экспериментальное оборудование.
Баллистические испытания проводились с использованием различных поражающих факторов, и результаты оценивались общепризнанным показателем V50 - скоростью, при которой вероятность непробития составляет 50%.
При оптимизации технологического процесса использовались методы математического планирования эксперимента и комплекс вспомогательных программ для расчета на ЭВМ.
При исследовании натяжения нитей использовалась тензометрическая аппаратура.
Научная новизна работы:
определены вязкоупругие параметры арамидной пряжи на основе результатов испытаний на разрывной машине с постоянной скоростью деформирования и использованием наследственной теории вязкоу пруго сти;
проведен расчет натяжения основы и утка в зависимости от параметров строения тканей и свойств применяемых нитей с целью
получения заданной структуры тканей на основе использования нелинейной теории изгиба стержней;
теоретически доказана возможность изготовления исследуемых тканей на основе использования критерия длительной прочности В.Москвитина;
получены математические модели влияния основных технологических параметров изготовления ткани на натяжение нитей основы в различные периоды тканеформирования, свойства и строение тканей.
Практическая значимость работы:
разработаны новые ткани различного переплетения из арамидной пряжи, полученной из вторичных арамидных материалов, обладающие необходимыми свойствами;
разработана технология изготовления тканей различного переплетения из арамидной пряжи, полученной из вторичных арамидных материалов;
исследованы основные свойства и параметры строения исследуемых тканей, что позволяет прогнозировать их дальнейшее использование в различных конструкциях;
проведены баллистические испытания полученных тканей;
оптимизированы технологические процессы изготовления тканей различного переплетения;
результаты работы внедрены на ООО «Арамид».
Апробация результатов работы. Результаты работы были доложены:
в 2007 году - на Международной научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль-2007) г.Москва, на Всероссийской научно-технической конференции «Техтекстиль-2007» г.Димитровград, на Международной конференции «Новейшие тенденции в области конструирования и применения баллистических материалов и средств защиты» г.Москва;
в 2008 году - на Межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Поиск-2008» г.Иваново, Международной научно-технической конференции «Современные проблемы текстильной и легкой промышленности» г.Москва, международной научно-технической конференции «Текстиль-2008» в Иваново, межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов КГТУ в Костроме.
По теме диссертации опубликованы 5 статей, из них 3 в журналах, рекомендованных ВАК, 7 тезисов докладов на научных конференциях, имеется 1 патент и 1 положительное решение на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложения. Работа изложена на 173 страницах, включает 46 иллюстраций и 34 таблиц. Список литературы включает 77 наименований. Приложения представлены на 19 страницах.
