Современный мир cтановится более техногенным, насыщенным разным оборудованием не только на производстве, но и быту.
Первый защитник человека от опасностей среды обитания – это одежда, состоящая, как правило, из одного и более слоев материала, которые и являются барьером. Но его недостаточно, когда опасности производства одновременно сочетаются с непогодой, холодом или жарой. В этом случае одежда становится многослойной и включает в себя несколько видов материалов, среди которых прокладочные играют одну из важных ролей, формируя общую комплексную защитную функцию одежды.[1]
Изучив ассортимент и особенности современных прокладочных материалов, можно выделить основные два типа:
– тканые (прокладочные ткани);
– нетканые (утеплители).
По назначению прокладочные материалы можно разделить на:
– формообразующие (такие материалы бываю с клеевым или неклеевым покрытием, крепятся на поверхность материалов верха различными способами и создают дополнительную жесткость, плотность, прочность и форму);
– теплоизоляционные (или утепляющие) – их видов очень много.
Важные особенности прокладочных материалов, их уникальные искусственные и природные свойства имеют первостепенное значение. Однако, и экономические показатели текстильных материалов также определяют их целесообразность и область применения.
В табл. 1 представлены данные поверхностной плотности ряда современных утепляющих материалов.
Таблица 1
Поверхностная плотность современных утепляющих материалов
|
№ п/п |
Наименование |
Поверхностная плотность, г/м2 |
|
1 |
LENTEX S.A. LUBLINIEC |
218 |
|
2 |
Tehermium |
159 |
|
3 |
Шерстон |
262 |
|
4 |
Синтепон 200 |
209 |
|
5 |
Файбертек 200 |
241 |
|
6 |
Шелтер |
219 |
По результатам анализа внутренней структуры утеплителей были отобраны два наиболее отличающихся варианта утепляющей прокладки:
1 – самый распространенный, равномерный по поверхности и объему материал – синтепон [2], который считается хорошим утеплителем, но для условий среды не более -15…-20 °С, так как его структура не самым эффективным образом задерживает в своем объеме воздух, который является главным «обогревателем» одежды.
2 – новый материал значительно меньшей толщины на основе синтетических вспушенных и склеенных волокон Термиум (Tehermium) [3], со встроенной специальной инфракрасной пленкой, отражающей и поглощающей тепло.
С целью анализа волокнистой структуры отобранных объемных прокладочных материалов был проведен микроскопический анализ на базе цифрового микроскопа марки М-501 (рис.1).
Рис. 1. Фотомикроскопический анализ образцов (синтепон и Thermium / термиум)
Фотомикроскопический анализ представленной структуры различных материалов показывает, что встроенные элементы специальной пленки (Thermium) существенно изменяют упорядоченность волокон материала, что не может не отразиться на их основных теплозащитных свойствах.
Далее были проведены экспериментальные сравнительные исследования динамики теплопередачи через теплозащитный слой пакетов материалов на базе устройства по типу цилиндрического бикалориметра [4].
Условия проведения эксперимента:
– Температура воздуха помещения 30,9 °С
– Температура нагретой стенки источника тепла 90±1 °С
– Образец «Синтепон» – толщина 3 см
– Образец «Термиум» – толщина 0,7 см
Измерялась температура поверхности утеплителя с момента размещения его на источнике нагревания и фиксировалось время, в течение которого утеплитель нагревался, и температура его стабилизировалась. В табл. 2 представлены результаты исследования прокладочных утепляющих материалов.
Таблица 2
Данные экспериментальной оценки теплопередачи в слоях утеплителей
|
Время измерения, с |
Температура внутренней стенки материала прокладки, °С |
Температура внешней стенки синтепон, °С |
Температура внешней стенки синтепон (экспериментальный), |
Температура внешней стенки Tehermium, °С |
Температура внешней стенки Tehermium (с др. стороны), °С |
|
10 |
91 |
44,3 |
35,1 |
51,2 |
56,2 |
|
20 |
91 |
50 |
35,8 |
54,2 |
57,7 |
|
30 |
91 |
51,1 |
37 |
56,7 |
58,4 |
|
40 |
91 |
53,4 |
37,6 |
57,9 |
61 |
|
50 |
91 |
53,5 |
37,7 |
58,3 |
61 |
|
60 |
91 |
53,5 |
37,7 |
58,2 |
61 |
|
70 |
91 |
53,5 |
37,7 |
58,2 |
61 |
|
80 |
91 |
53,5 |
37,7 |
58,2 |
61 |
|
90 |
91 |
53,5 |
37,7 |
58,2 |
61 |
Анализ показал, что длительнее процесс теплопередачи материала Термиум, имеющего инфракрасную пленку, (40 секунд) несмотря на то, что его толщина значительно меньше толщины синтепона. При этом температура нагретой поверхности его аналогична синтепону (с погрешностью в 3 %). Для сравнения, у Термиума, направленного пленкой во внутреннюю сторону, процесс достижения предельной температуры потока завершается быстрее на 20 секунд, нежели у варианта, направленного во внешнюю сторону от источника тепла бикалориметра. Результаты данных исследований представлены на графике (рис. 2).
Рис. 2. Динамика теплопередачи через слой утеплителя
То есть синтепон, по сравнению с термиумом, уступает по своим теплозащитным свойствам.
Исследования прокладочных материалов, которые представляют собой характерные образцы традиционных и инновационных утеплителей, показали, что Thermium / Термиум с инфракрасной пленкой, расположенной к внешней стороне, более эффективен, так как имеет более продолжительный период теплоизоляции.
Библиографическая ссылка
Черунова И.В., Стефанова Е.Б., Меркулова А.В. Развитие технологических решений для теплозащитной одежды // Современные наукоемкие технологии. – 2013. – № 8-1. – С. 34-36;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=32416 (дата обращения: 03.12.2024).