Раздел 2. Выбор и исследование материалов для защитного комбинезона

Исследования условий труда категории работников АПК, для которых разрабатывается защитный комбинезон показал, что пестицидные препараты наряду с действующим токсическим началом (собственно пестицидом) содержат такие ингредиенты как поверхностно – активные вещества, органические растворители, масляные фракции продуктов нефтепереработки. Следует ожидать достаточно высокую их смачивающую и проникающую способность, низкое критическое поверхностное натяжение. В литературных источниках указываются значения поверхностного натяжения для двухпроцентной эмульсии пестицида актеллика в 28,0·10-5 Нсм, карбофоса в 31,0·10-5 Нсм. Вполне понятно, что защитные эффекты на пористых поверхностях, какими являются текстильные материалы, могут быть обеспечены за счет пропиток фторорганическими соединениями, понижающими критическое поверхностное натяжения до уровня как минимум 6,0·10-5 Нсм. Фторорганические соединения обладают более низким поверхностным натяжением, чем натуральные волокна и синтетические волокнообразующие полимеры и придают обработанным тканям водо и маслоотталкивающие свойства.

Для исследования были отобраны хлопчатобумажные ткани артикулов С14 – ЮД, С33 – ЮД производства ООО «ТД «Родники – Текстиль» с фторорганическими пропитками под общим торговым названием «Тефаль», которые производитель позиционирует с защитой от нефтепродуктов и горючесмазачных материалов. Были определены показатели структуры и регламентируемые ГОСТ 12.4. -101 показатели защитных свойств: время промокания и показатели проницаемости по пятипроцентной водной эмульсии кельтана. Эффективность маслоотталкивающей отделки была определена по методике 3М, в которой смачивающаяся способность оценивается по степени растекания и впитывания отдельных капель смесей минерального масла и n-гептана в разных соотношениях. Как сравнимый вариант использованы хлопчатобумажные ткани артикул С33 – ЮД с гидрофобизующей отделкой и ткань артикул 3704 «Fc - 208» с отделкой «латексом LF + Фоботекс» (табл.2.1).

Таблица 2.1 - Результаты испытаний по стандартным методам.

Наименование показателя, размерность	Метод испытаний	Фактический показатель для образцов
артикул С 33- ЮД	артикул С 14 –ЮД
Толщина, мм	ГОСТ 3811 -72	0,6	0,5
Время проникания, мин для 5 % водной эмульсии кельтана для 2 % водной эмульсии кельтана	ГОСТ 12.4.101 -93
Показатель проницаемости, мг/мкдм с для 5 % водной эмульсии кельтана для 1 % водной эмульсии кельтана	ГОСТ 12.4.101 -93	0,015   0,007	0,014   0,006
Маслостойкость, у. ед.	3М

Необходимо отметить, что целенаправленно ядозащитные материалы на сегодня российскими предприятиями не выпускаются, поэтому нами для исследования были отобраны ткани ООО «ТД Родники – текстиль» артикулов С 33- ЮД и С 14 –ЮД.

С 33 - ЮД- ткань костюмная саржа с малоусадочной отделкой с пропиткой МВО, поверхностной плотностью 300 г/м , шириной 150 см, толщиной 0,6 мм С 14 –ЮД - ткань костюмная саржа с малоусадочной отделкой с пропиткой МВО (TEFLON) и поверхностной плотностью 260 г/м , шириной 150 см, толщиной 0,5 мм.

Испытываемые материалы предварительно рассматриваются и фотографируются под микроскопом (микроскоп для клинической лабораторной диагностики МИКРОМЕД серии XSZ-H3) для определения структуры ткани, переплетения нитей, и выявления дефектов. Образцы для испытаний в количестве 5 штук вырезаются или изготавливаются из цельного куска и выдерживаются при температуре и влажности воздуха не менее 24 часов. Подготовленные, таким образом, образцы поочередно закрепляются в измерительной ячейке и крепятся на предметном столике.

Исследование образцов начинали с объектива наименьшего увеличения, который использовался в качестве поискового для выбора участка для более подробного изучения.

После того, как выбран участок для исследования, привели его изображение в центр поля зрения микроскопа. Эта операция должна выполняться четко, для того, чтобы интересующий наблюдателя участок попал в поле зрения более сильного объектива. Качество изображения в микроскопе в значительной степени зависело от освещения, поэтому настройка освещения являлась важной подготовительной операцией. С этой целью устанавливали матовое стекло в оправу под конденсором, вводили в ход лучи объектива меньшего увеличения. Сфокусировали микроскоп на резкое изображение препарата на предметном столике. Работа проводилась в помещении с температурой воздуха 20-250С с относительной влажностью до 80%. Линейное увеличение в 100 крат позволило сфотографировать структуру исследуемых образцов для определения структуры пористого материала. Образцы представлены на рисунке 2.1, 2.2.

Результат, полученный в ходе исследования под микроскопом образцов тканей, показал, что отобранные ткани не имеют текстильных пороков и пригодны для дальнейшего исследования

костюмная саржа С 33- ЮД костюмная саржа С 14 –ЮД

Рисунок 2.1 – Образцы исследуемых тканей под микроскопом.

Рисунок 2.2 - Саржевое переплетение

Наряду с оценкой защитных свойств были определены общепринятые показатели качества материалов.

Таблица 2.2 - Физико – механические показатели эксплуатационных свойств выбранных материалов.

Наименование показателя, размерность	Метод испытаний	Фактический показатель для образцов
Артикул С 33- ЮД	артикул С 14 –ЮД
Поверхностная плотность, г/м	ГОСТ 3812- 72
Усадка после стирки, %	ГОСТ 8710- 58	2,8	1,5
Стойкость к истиранию по плоскости, циклы	ГОСТ 18976- 73
Несминаемость,%	ГОСТ 19204- 73
Раздирающая нагрузка, Н (кгс)	ГОСТ 3813- 72	1,7	1,2
Сопротивление раздвигаемости нитей, Н	ГОСТ 22730- 77
Гигроскопичность, %	ГОСТ 3816- 81
Водопоглощение, %	ГОСТ 3816- 81
Водоупорность, %	ГОСТ 3816- 81
Воздухопроницаемость, %	ГОСТ 12088- 77

Таблица 2.3 - Основные показатели свойств тканей

Наименование показателя, размерность	Показатели свойств для тканей
С 14А- ЮД	С 38 - ЮД	3704«FC-208»	С 33 - ЮД
Толщина, мм	0,5	0,45	0,35	0,6
Поверхностная плотность, г/м2
Поверхностная пористость, %	13,3	14,7	16,2	14,6
Время промокания, мин.
Показатель проницаемости водной эмульсии кельтана, мг/мкдм2с	29*10-3	26*10-3	12*10-3	64*10-3

Таким образом, все исследуемые образцы эдентичны по волокнистому составу, имеют достаточно близкие структурные характеристики. Ткани артикулов С14 – ЮД, С33 – ЮД имеют более высокие показатели по маслостойкости, времени промокания, показателю проницаемости, который соответствуют нормам действующего стандарта.

Результаты испытаний позволили выбрать наиболее эффективный артикул ткани для изготовления спецодежды, используемой при работе в АПК в открытом грунте.

Отличительными особенностями предлагаемой модели являются наличие вставок в области кокетки полочки и спинки, подмышечной впадины. Накладки выполнены из полиэфирной сетки.

В модели использована текстильная сетка из полиэфирных мононитей линейной плотности 3,7 текс; площадь ячейки сетки составила 2,25мм2, поверхностное заполнение 32%, общая поверхностная пористость – 68%; полотно не осыпаемо, закручиваемость и раздвигаемость отсутствуют, что обуславливает достаточную технологичность поузловой обработки деталей и узлов и в целом изделия.

По полученным данным воздухопроницаемость полотна составила 1200 дм3/м2·сек, паропроницаемость 240 мг/ м2·сек, благодаря чему значительно возрастает вентилируемость пододежного пространства, усиливается процесс испарения пота и его выведение в окружающую среду.

Были оценены камуфляжные (маскирующие от загрязнений) свойства сетчатого полотна по отношению к отбеленной и гладкокрашенной в зеленый цвет хлопчатобумажной ткани арт. 3171. При этом эксперимент выполнялся следующим образом: две элементарные пробы размером 6х12мм каждого вида материалов помещали в полиэтиленовый сосуд объемом 1дм3 вместе с загрязняющей смесью по массе составляющей 100% от массы пробы и двадцатью стальными шариками диаметром 3мм. После встряхивания сосуда в течение 10 минут образцы вынимали и определяли коэффициент отражения по методике ГОСТ 18054 – 72 «Материалы текстильные. Методы оценки белизны».

Степень загрязнения (СЗ) рассчитываем по формуле:

СЗ =

Кисх. – коэффициент отражения незагрязненного материала;

Кзаг. – коэффициент белизны загрязненного материала.

Загрязняющая смесь состояла на пятьдесят процентов из производственной почвы и на пять – десять процентов из сухих и влажных процентов остатков овощных культур. Полученные результаты показывают, что степень загрязнения сетки, ткани отбеленной, ткани окрашенной составила соответственно: 0,08; 0,5; 0,47. В пакете «сетка – ткань» степень загрязнения составила соответственно: 0,18; 0,13, что свидетельствует об эффективности предложенного решения.

Для накладок в комбинезоне используются ткани с полиэфирными волокнами. Полиэфирные волокна - синтетические волокна, формуемые из расплава полиэтилентерефталата. Превосходят по термостойкости большинство натуральных и химических волокон: при 180°С они сохраняют прочность на 50%. Загораются полиэфирные волокна с трудом и гаснут после удаления источника огня; при контакте с искрой и электродугой не обугливаются. Полиэфирные волокна сравнительно атмосферостойки. Они растворяются в фенолах, частично (с разрушением) — в концентрированной серной и азотной кислотах; полностью разрушаются при кипячении в концентрированных щелочах. Обработка паром при 100°С из-за частичного гидролиза полимера вызывает снижение прочности волокна (0,12% за 1 ч). Полиэфирные волокна устойчивы к действию ацетона, четырёххлористого углерода, дихлорэтана и др. растворителей, микроорганизмов, моли, плесени, коврового жучка. Устойчивость к истиранию и сопротивление многократным изгибам полиэфирных волокон ниже, чем у полиамидных волокон, а ударная прочность выше. Прочность при растяжении полиэфирных волокон выше, чем у других типов химических волокон. Недостатки полиэфирных волокон— трудность крашения обычными методами, сильная электризуемость, склонность к пиллингу, жёсткость изделий — во многом устраняются химической модификацией полиэтилентерефталата, например, диметилизофталатом, диметиладипинатом (эти соединения вводят в реакционную смесь на стадии синтеза полиэтилентерефталата) [2,16,18].

Волокнистый состав - ПЭ

Артикул: 52 торговая группа

Структура нити - комплексная некрученая, пологой крутки

Переплетение: полотняное

Вид оформления: гладкокрашеная

Толщина: 0,1 мм

Таблица 2.4. –Показатели полиэфирного волокна