Тақырып № Материалдардың физикалық қасиеттері және гигроскопиялық қасиеттері. Дәріс. Физикалық деп материалдардың заттармен
жүктеу/скачать 72,42 Kb.
|
4-5-6 тақырып. Материалтану.
- Бұл бет үшін навигация:
- Сорбциялық қасиеттері
- Практикалық сабақтарға арналған сұрақтар
- Дәріс. Гигроскопиялық қасиеттері.
- Практикалық сабаққа арналған сұрақтар
|
Тақырып № 4. Материалдардың физикалық қасиеттері және гигроскопиялық қасиеттері. Дәріс. Физикалық деп материалдардың заттармен, өрістердің әртүрлі түрлерімен (термиялық, электрлік, электрлік-магниттік) өзара әрекеттесуі кезінде, сондай-ақ олардың күрделі әсерімен көрінетін, бірақ олардың химиялық құрамының өзгеруімеумен анықталады. Ең маңызды физикалық қасиеттерге: сорбциялық қасиеттер, өткізгіштік, жылу қасиеттері, электрлік, оптикалық қасиеттер жатады. Сорбциялық қасиеттері Сорбциялық қасиеттер материалдардың сұйық немесе газ тәрізді күйдегі әртүрлі заттармен өзара әрекеттесу қабілетін сипаттайды, оларды қоршаған орта жағдайларына байланысты сіңіреді, ұстайды немесе береді. Осы қасиеттердің көрінісі кезінде кейбір басқа материалдық көрсеткіштердің өзгеруі байқалуы мүмкін - өлшемдік, салмақтық, беріктік, деформация, жылудан қорғау және электростатикалық және т.б. материалдардың сорбциялық қасиеттері көбінесе материалдардың кеуекті құрылымымен анықталады, бұл олардың талшықты құрамына, талшықтардың полимерлі заттарының табиғатына және материалдардың құрылымдық ерекшеліктеріне байланысты. Өнім материалдарының сорбциялық қасиеттерінің ішіндегі ең маңыздысы - газ тәрізді және сұйық күйдегі материалдардың ылғалмен әрекеттесуін анықтайтын гигроскопиялық қасиеттер. Практикалық сабақтарға арналған сұрақтар: 1.Материалдардың физикалық қасиеттері дегенді түсіндіріңіз. 2. Ең маңызды физикалық қасиеттерге жататынын атаңыз. 3. Материалдардың сорбциялық қасиеттерін түсіндіріңіз. Дәріс. Гигроскопиялық қасиеттері. Материалдың ылғалмен белсенді әрекеттесетін және гидрофильді (ылғалмен әрекеттесудің төмен белсенділігі) болып бөлінеді. Материалдың гидрофильділігі немесе гидрофобтылығы оның құрамындағы гидрокүшті (ОН), карбоксилді (СООН) және амидті (NH2) топтардың болуымен құрамындағы полимерлі заттың молекулалық құрылымымен анықталады. Материалдың ылғалды сіңіру және босату қабілеттерін сипаттайтын сорбция процессі деп аталады, ал ылғал – десорбция деп аталады. Материалдардың сорбциялық қасиеттері ауаның ылғалдылығына және оның температурасына байланысты. Салыстырмалы ылғалдылық неғұрлым жоғары болса және ауа температурасы неғұрлым төмен болса, гидрофильді материалдың сорбциялық қасиеттері соғұрлым жоғары болады. Материалдың ылғалдылығы жоғары, ауа ылғалдылығы төмен болса, онда материалдың десорбциясы (кебуі) процесі байқалады, яғни қоршаған ортаға ылғал беру. Целлюлоза негізінде дайындалған материалдар (мақта, зығыр, вискоза) және ақуыз (жүн, жібек) талшықтары негізінде жасалған материалдар полимерлі заттың макромолекуласында гидроксилді топтарының болуына байланысты ауадан су буын сіңіру қабілетіне ие. Синтетикалық талшықтар мен жіптердің көпшілігінде (әсіресе полиэфирді, полиолефинді, поливинилхлоридті) бұл қабілет төмен, өйткені олардың құрамында гидрофильді топтар жоқ. Су қабаттарын сорбциялау процесі біркелкі емес. Бастапқы кезеңде будың сорбциясы қарқынды жүреді, содан кейін сорбциялық тепе-теңдік баяулайды және пайда болады, онда ылғалдың одан әрі сіңуі тоқтайды. Сорбциялық тепе-теңдікке сәйкес келетін материалдың ылғалдылығы тепе-теңдік ылғалдылығы деп аталады. Салыстырмалы ылғалдылық пен ауа температурасы өзгерген кезде материалдың тепе-теңдік ылғалдылығы да өзгереді. Десорбция кезінде ылғалдың ең қарқынды қайтарымы процестің бастапқы кезеңінде болады; жаңа тепе-теңдік күйіне жақындаған сайын десорбция жылдамдығы төмендейді. Радиусы 10'7 м-ден аз микрокапиллярлардағы материалмен су буының сорбциясы кезінде ылғал буының капиллярлық конденсациясы жүреді, нәтижесінде капиллярлар сұйықтықпен толтырылады. Сондықтан гигроскопиялық қабілеті төмен, бірақ көптеген ұсақ капиллярлары бар талшықтардан жасалған материалдар ылғалдылық көрсеткіштері бойынша гидравликалық материалдарға жақындап, ылғалды жақсы сіңіре алады. Материалдың гигроскопиялық қасиеттерінің негізгі көрсеткіштері, олар газ күйіндегі ылғалмен әрекеттескенде, ылғалдылық, гигроскопия және ылғал тиімділігі болып табылады. Материал сұйық ылғалмен тікелей байланыста болған кезде, соңғысы оның молекулаларын полимерге диффузиялау арқылы да, материалдың құрылымдық элементтерін механикалық ұстау арқылы да сіңеді. Бұл жағдайда ылғалдандыру және капиллярлық сіңіру процестері маңызды рөль атқарады. Смачивание может происходить при полном погружении материала в воду (иммерсионное смачивание) или при частичном соприкосновении воды и материала (контактное смачивание). Контактное смачивание — это полное или частичное растекание жидкости по поверхности материала. Способность материала к смачиванию определяется прежде всего химической природой полимерного вещества структурных элементов материала, их способностью к адсорбции влаги и морфологией поверхности — гладкая, шероховатая. Материалдың ылғалдану қабілеті ең алдымен материалдың құрылымдық элементтерінің полимерлі затының химиялық табиғатымен, олардың ылғалды сіңіру қабілетімен және бетінің морфологиясымен анықталады - тегіс, кедір-бұдыр. Если вода хорошо смачивает данную поверхность, то увеличение шероховатости приводит к усилению смачивания и, наоборот, если вода плохо смачивает поверхность, то шероховатость снижает эффект смачивания. Она оценивается высотой подъема жидкости в пробе материала, погруженного одним концом в воду, в течение 1 ч. Ылғалдандыру материалды суға толық батырған кезде (иммерсиялық сулау) немесе су мен материалдың ішінара жанасуымен (контактілі сулау) болуы мүмкін. Контактілі сулау - бұл материалдың бетіне сұйықтықтың толық немесе ішінара таралуы. Егер су бетті жақсы ылғалдандырса, онда кедір-бұдырдың жоғарылауы ылғалданудың жоғарылауына әкеледі, керісінше, егер су бетті жақсы суламаса, онда кедір-бұдыр сулану әсерін азайтады. Ол бір ұшы суға батырылған материалдың сынамасындағы сұйықтықтың көтерілу биіктігімен 1 сағат ішінде бағаланады. Капиллярный подъем жидкости связан со смачиванием стенок капилляра, образованием вогнутого мениска и возникновением капиллярного давления, стремящегося поднять жидкость в капилляре до уровня, при котором вес столба жидкости не уравновесится с этим давлением. Причем чем меньше диаметр капилляра, тем выше подъем жидкости воды в материале. На форму и размер капилляров существенное влияние оказывают технологический процесс их получения и расположение структурных элементов волокон, пучков волокон, нитей относительно друг друга — параллельное, под углом меньше или больше 90°, степень их изогнутости. Ослабление межмолекулярных связей в волокнах при набухании увеличивает деформационные свойства материалов, которые становятся более эластичными, но при этом наблюдается снижение показателей прочностных свойств. Данные изменения характерны для гидрофильных материалов, имеющих малую величину степени полимеризации полимерного вещества от 300 до 600, т.е. с более рыхлой макромолекулярной структурой по сравнению с хлопковым (5000) ильняным (20000) волокнами. Сұйықтықтың капиллярлық көтерілуі капилляр қабырғаларының сулануымен, ойыс менискінің пайда болуымен және капиллярдағы сұйықтықты сұйықтық бағанының салмағы осы қысыммен теңестірілмейтін деңгейге көтеруге ұмтылатын капиллярлық қысымның пайда болуымен байланысты. Сонымен қатар, капиллярдың диаметрі неғұрлым аз болса, материалдағы су сұйықтығының көтерілуі соғұрлым жоғары болады. Капиллярлардың пішіні мен мөлшеріне оларды алудың технологиялық процесі және талшықтардың құрылымдық элементтерінің, талшықтардың шоғырларының, жіптердің бір-біріне қатысты орналасуы айтарлықтай әсер етеді — параллель, 90°-тан аз немесе үлкен бұрышта, олардың иілу дәрежесі. Ісіну кезінде талшықтардағы молекула аралық байланыстардың әлсіреуі материалдардың деформациялық қасиеттерін арттырады, олар серпімді болады, бірақ сонымен бірге беріктік қасиеттерінің көрсеткіштерінің төмендеуі байқалады. Бұл өзгерістер мақта (5000), зығыр (20000) талшықтарымен салыстырғанда 300-ден 600-ге дейін, яғни бос макромолекулалық құрылымы бар мақта затының полимерлену дәрежесінің аз мөлшеріне ие гидрофильді материалдарға тән. Гигроскопические свойства материалов определяют их назначение в изделии. Так для белья, платьев, блузок, сорочек, внутренних деталей обуви, перчаток и т.п. требуются материалы, обладающие высокими сорбционными свойствами, способностью к смачиванию и капиллярному впитыванию влаги; для изделий, контактирующих с внешней средой — пальто, плащей, обуви, перчаток, головных уборов и т.п., которые могут подвергаться воздействию атмосферных осадков, — материалы с пониженной способностью к смачиванию. Материалдардың гигроскопиялық қасиеттері олардың өнімдегі мақсатын анықтайды. Сонымен, киім-кешек, көйлектер, блузкалар, көйлектер, аяқ киімнің ішкі бөліктері, қолғаптар және т. б. үшін жоғары сорбциялық қасиеттері, ылғалдану және капиллярлық сіңіру қабілеті бар материалдар қажет; сыртқы ортамен жанасатын бұйымдар үшін — пальто, жадағай, аяқ киім, қолғап, бас киім және т. б., олар әсер етуі мүмкін жауын-шашын, - сулану қабілеті төмен материалдар. Практикалық сабаққа арналған сұрақтар: Материалдың гигроскопиялық қасиеттері дегенді түсіндіріңіз. Материалдардың сорбциялық қасиеттері дегенді түсіндіріңіз. Синтетикалық талшықтар мен жіптердің көпшілігінде, сонымен қатар целлюлоза негізінде дайындалған материалдар және ақуыз сіңіру қабілеттерінің ерекшелігі. Материалдың гигроскопиялық қасиеттерінің негізгі көрсеткіштерін атаңыз. Материалдың ылғалдану қабілеті қандай қасиеттермен анықталады. Жоғары сорбциялық қасиеттері, ылғалдану және капиллярлық сіңіру қабілеті бар материалдар қандай киімдер өнімдерінің мақсатын анықтайды. Су сіңіру қабілеті төмен материалдар қандай киімдер өнімдерінің мақсатын анықтайды. жүктеу/скачать 72,42 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|