Lucrari de Laborator Confort [PDF]

Zitiervorschau

Confortul şi funcţiile produselor vestimentare şi din piele Îndrumar de laborator

LUCRAREA 1

HIDROFILIA MATERIALELOR TEXTILE

A. Aspecte teoretice

În condiţii de efort intens, când organismul uman transpiră intens, umiditatea din spaţiul subvestimentar ajunge în stare lichidă putând constitui un film continuu, care influenţează schimburile de căldură şi masă prin îmbrăcăminte şi prin urmare şi starea de confort termofiziologic şi senzorial a purtătorului. În aceste condiţii, primul strat de îmbrăcăminte (cel care vine în contact direct cu pielea), trebuie să aibă capacitate de tamponarea umidităţii în exces din spaţiul subvestimentar. Pentru aceasta se impune ca materialele destinate primului strat de îmbrăcăminte să fie hidrofile, deci să aibă capacitate de a asigura migraţia transpiraţieide la suprafaţa pielii prin îmbrăcăminte. În timpul contactului dintre materialul textile umed şi aerul încălzit din microclimatul subvestimentar, umiditatea care ajunge la suprafaţa exterioară a materialului se evaporă. Transferul de masă care are loc în timpul procesului de evaporare a umidităţii, influenţează starea stratului de aer de lîngă piele, ceea ce determină modificări ale valorii coeficientului de transfer a căldurii. În urma difuziei,umiditatea evaporată pătrunde în mediul ambient. În timpul evaporării, grosimea stratului hidrodinamic şi termic limită creşte iar gradienţii de temperatură şi de viteză ai curgerii amestecului de vapori de gaze la suprafaţa de separaţie dintre faze, descresc. În urma acestui fapt, odată cu creşterea curentului transversal al masei, coeficienţii de transfer de căldură scad. În comparaţie cu un transfer “pur” de căldură coeficientul cu un transfer de căldură într-un astfel de proces, nu scade, ci creşte. Coeficienţii de transfer de căldură şi masă depind de forma şi dimensiunile geometrice ale suprafeţelor de evaporare, de caracterul circulaţiei amestecului de vapori–gaze, presiune, temperatură, proprietăţile fizice ale lichidului şi gazului, concentraţia componenţilor în amestecul de vapori–gaze, vibraţiile cîmpului de circulaţie şi poziţia suprafeţelor de evaporare.

7

Confortul şi funcţiile produselor vestimentare şi din piele Îndrumar de laborator Relaţia dintre coeficienţii de transfer de căldură şi masă şi parametrii menţionaţi, se determină experimental. Analiza transferului simultan de căldură şi masă în procesul de evaporare utilitează o serie de ipoteze menitesă elucideze atât mecanismul acestui proces cât şi relaţiile cantitative corespunzătoare. Problema este complicată şi necesită o tratare complexă. Ea se complică şi mai mult în cazul evaporării transpiraţiei lichide de pe suprafaţa materialului textil cu structură capilar – poroasă, când această suprafaţă de evaporare se găseşte în interiorul îmbrăcămintei, la o anumită distanţă de suprafaţa pielii. În cazul materialelor textile ca prim şi unic strat care vine în contact direct cu pielea,deci vine în contact direct cu mediul (apare evaporarea la suprafaţa materialului), transferul capilar al umidităţii are loc simultan cu difuzia transpiraţiei lichide, determinată de concentraţie, care face posibilă o redistribuire a conţinutului de umiditate şi a efectelor capilare. Materialele textile sunt caracterizate printr-un număr mare de pori şi capilare, având lungimi şi diametre diferite. Dacă s-ar cunoaşte geometria mediului poros s-ar putea determina, ca şi la capilarele cilindrice izolate, forţele motoare care determină transportul transpiraţiei. Dar geometria mediului poros nu poate fi cunoscută cu exactitate, motiv pentru care comportarea materialelor textile, în ceea ce priveşte probabilităţile lor capilare, poate fi stabilită cu exactitate numai pe cale experimentală şi exprimată prin coeficientul de conductivitate capilară a lichidului. Abordarea teoretică a curgerii umidităţii lichide printr-un material capilar poros ca rezultat al capilarităţii, se poate realiza pe baza unor modele fizice mai simple [26, 27, 28]. Un astfel de model este cel propus de O. Kirscher Conform acestui model, materialul poros este reprezentat printr-un pachet de capilare cilindrice, legate una de alta, de raze diferite aşezate în ordinea crescătoare (figura 1).

Figura 1 Modelul Kirscher

8

Confortul şi funcţiile produselor vestimentare şi din piele Îndrumar de laborator Se consideră cunoscută legea de distribuţie a razelor capilare sub forma unei funcţii n = f® (n fiind numărul capilarelor) şi se presupune că porii de legătură dintre capilare au rezistenţa neglijabilă. În acest caz conţinutul de umiditate lichidă în fiecare punct z al sistemului din materialul poros poate fi exprimat prin umiditatea volumică a materialulu [m3 lichid/m3 material poros uscat], se determină luând în consideraţie secţiunile pline cu apă în raport cu umiditatea de suprafaţă de1m2 a secţiunii transversale. Ştiut fiind faptul că materialele textile pot fi asimilate cu sisteme mai mult sau mai puţin omogene de capilarii, hidrofilia se poate determina în condiţii de laborator, prin diferite metode, bazate pe principiul capilarităţii. Hidrofilia poate fi evaluată prin anumiţi indicatori de evaluarea specifici fiecărei metode utilizate.Pentru a se evita inducerea de erori în aprecierea hidrofiliei, se recomandă utilizarea în paralel a mai multor metode şi compararea rezultatelor obţinute. Cele mai des utilizate metode de determinare a hidrofiliei sunt prezentate schematic în figura 2. Principalele metode de determinare a hidrofiliei Metoda „fitil”

Metoda prin picurare Metoda tubului capilar

Metoda „scufundării”

Figura 2 Metode de determinare a hidrofiliei

B. Scopul lucrării Lucrarea vizează aplicarea metodelor specifice în vederea aprecierii comportării materialelor textile faţă de apă, precum şi interpretarea rezultatelor obţinute.

C.Obiectivele lucrării Obiectivele acestei lucrări se referă la aprecierea hidrofiliei prin utilizarea: -metodei„fitil”;

9

Confortul şi funcţiile produselor vestimentare şi din piele Îndrumar de laborator -metodei tubului capilar; - puterii aparente de absorbţie N[erg/s]; - metodei prin scufundare; - metodei prin picurare.

1.Metoda „fitil” Metoda constă în urmărirea ascensiunii apei în proba de material textil imersată parţial în apă. Apa pătrunde prin spaţiile capilare (porii) existenţi în structura fibrei, firului şi respectiv a suprafeţei textile supuse analizei. Pentru determinări se foloseşte o instalaţie simplă, alcătuită dintr-un recipient cu apă distilată şi un dispozitiv de suspensie a epruvetelor. În dreptul fiecărei probe există câte o riglă gradată pentru citirea înălţimii de ascensiune a apei, măsurată faţă de nivelul acesteia în recipient. Se recomandă ca instalaţia să fie protejată de curenţii de aer. După ce epruvetele se condiţionează în atmosfera standard, sunt tăiate la următoarele dimensiuni: lungimea de 280 ± 2 mm şi lăţimea de 30 ± 1 mm. Epruvetele se taie pe fiecare direcţie nominală a materialului textil (urzeală, bătătură în cazul ţesăturilor; şir, rând în cazul tricoturilor). Epruvetele s suspendă pe dispozitiv, imersându-le cel puţin 20 mm în apă. Pentru a evita erorile de înregistrare cauzate de tensiunile diferite din epruvete, se poate utiliza un dispozitiv de pretensionare. Din 10 în 10 minute, până la 30 minute se urmăreşte ascensiunea apei în epruvete, citindu-se valoarea înălţimii h de ascensiune.

2.Metoda tubului capilar Metoda necesită un tub capilar de sticlă, cu diametru mic, corespunzător mărimii medii a porilor materialelor textile. În tubul capilar se află în echilibru o anumită cantitate de apă, în funcţie de raza şi înălţimea tubului. Acest echilibru este învins în momentul în care se atinge suprafaţa materialului de testat, material care are o anumită putere aparentă de absorbţie a apei. Se măsoară timpul necesar absorbţiei coloanei de apă din tub (τ) şi se calculează puterea aparentă de absorbţie cu relaţia 1.

 r N

2

 h2   g 



erg / s 

(1)

10

Confortul şi funcţiile produselor vestimentare şi din piele Îndrumar de laborator unde: r – reprezintă raza tubului capilar, (r=0,03 cm sau 0,025 cm); ρ – densitatea apei (0,997 g/cm3); g – acceleraţia gravitaţională (981 cm/s2); h – înălţimea coloanei de apă aflate în echilibru în tub (cm); τ – timpul de absorbţie a coloanei de apă (s).

3. Metoda scufundării Metoda constă în determinarea timpului necesar scufundării probei de material textil într-un recipient cu apă. Întrucât în general materialele textile destinate îmbrăcămintei au densitatea mai mică decât apa, noţiunea de scufundare în aceste cazuri este improprie. Prin urmare se determină de fapt timpul necesar dislocării aerului din porii materialului textil de către apa din recipient, proba continuând să plutească pe luciul apei. Probele au formă circulară cu diametrul de 5 cm.

4. Metoda prin picurare

Sunt cunoscute mai multe teste rapide prin picurare, toate bazându-se pe picurarea unei anumite cantităţi de apă pe suprafaţa materialului de testare. Aprecierea se face de la caz la caz prin diferite mărimi. În continuare sunt prezentate câteva din aceste metode: a.Proba de testat se aşează pe o placă de sticlă sau un alt material hidrofob. Cu un tub gradat se picură 0,5 ml apă distilată de la o înălţime de 40 mm. Se cronometrează timpul necesar absorbţiei acestei cantităţi de apă. Experimentul se continuă lăsându-se proba în aer liber, la uscare, ferindu-se de curenţii de aer. Se cronometrează astfel timpul de uscare. Pe proba umezită se face şi evaluareadimensională a petei, prin măsurarea diametrelor pe cele două direcţii nominale ale materialului şi apoi se compară aceste două valori; b.În cazul materialelor duble sau multistrat, precum şi în cazul pachetelor de materiale din structura unui produs sau ansamblu vestimentar, transferul apei se apreciază comparând mărimile suprafeţelor petelor de apă din planul interior, respectiv exterior al materialului sau pachetului de materiale. Pentru a vizualiza mai bine pata de umiditate, în apa distilată se poate picura un lichid colorat, care să nu modifice tensiunea superficială a apei; c.Pe o placă de sticlă sau un alt material hidrofob, se picură 0,5 ml apă distilată. Proba se aşează peste sticlă cu faţa interioară înspre sticlă. După 10 secunde se

11

Confortul şi funcţiile produselor vestimentare şi din piele Îndrumar de laborator

desprinde proba şi se cântăreşte. Diferenţa de masă reprezintă cantitatea de apă absorbită; d.Proba de testat se aşează pe vergeaua suport a unei instalaţii care are în plus un recipient şi un robinte. Prin deschiderea robinetului apa din recipient curge peste probă, condiţiia fiind ca jetul să atingă tangenţial suprafaţa probei. Se determină timpul din momentul deschiderii robinetului şi până în momentul desprinderii primei picături la capătul inferior al probei. Cu cât durata aceasta de timp este mai mare, cu atât se consideră că materialul testat este mai hidrofil.

D. Rezultate şi interpretări Metoda ‘fitil’ Valorile medii ale citirii înălţimii h [mm] de ascensiunea apei se utilizează la trasarea graficelor de variaţie h=f(t), pentru fiecare material analizat şi pe fiecare din direcţiile sale nominale. După 30 de minute, cu valoarea medie a înălţimii se calculează viteza de ascensiune v[(mm/min]. Rezultatele obţinute pentru aplicarea metodei în cazul mai multor tipuri de materiale textile (tricoturi, ţesături, etc)se centralizează într-un tabel de forma tabelului 1. Tabelul 1 Centralizarea valorilor pentru înălţimea de ascensiune h [mm] şi viteza de ascensiune vasc[mm/min] Înălţimea de ascensiune a apei Viteza de ascensiune a apei h [mm] vasc [mm/min] Nr. Denumirea crt. materialului Urzeală Bătătură Urzeală Bătătură (şir) (rând) (şir) (rând) 1. 2. .... n În funcţie de valorile obţinute pentru înălţimea de ascensiune a apei h [mm] şi viteza de ascensiune, vasc [mm/min], se apreciază hidrofilia materialelor teste astfel: cea mai bună hidrofilie o va avea materialul cu valorile cele mai mari pentru înălţimea de ascensiune a apei h [mm] şi viteza de ascensiune, vasc [mm/min], iar hidrofilia cea mai slabă o va avea materialul cu valorile cele mai mici pentru înălţimea de ascensiune a apei h [mm] şi viteza de ascensiune, vasc [mm/min]. 12

Confortul şi funcţiile produselor vestimentare şi din piele Îndrumar de laborator Hidrofilia se preciază pentru cele două direcţii nominale ale materialelor textile analizate (şir şi r-nd pentru tricot, urzeală şi bătătură pentru ţesătură).Pentru aprecierea comparativă a materialelor textile testate prin această metodă se vor trasa graficele de variaţie a vitezei de ascensiune a apei vasc[mm/min] şi a înălţimii de ascensiune h[mm] (figura 3, figura 4).

Figura 3 Variaţia viteza de ascensiune vasc[mm/min]

Figura 4 Variaţia înălţimii de ascensiune apei h [mm]

Metoda tubului capilar Rezultatele determinărilor obţinute prin aplicarea acestei metode se centralizează în tabelul 2. Tabelul 2 Centralizarea valorilor obţinute cu metoda tubului capilar Înălţimea Nr. Denumirea Nr. coloanei de crt. materialului probei apă h [cm]

Puterea Timpul aparentă de Nr. Forma de absorbţie determinare petei absorbţie t[s] N [egr.s]

Prin această metodă, hidrofilia se apreciază astfel: -foarte slabă sau slabă, cu cât N < 4 erg/s, iar pata are contur neregulat; - mijlocie, bună sau foarte bună, cu cât N > 5 erg/s, iar pata de umiditate are contur regulat.

13

Confortul şi funcţiile produselor vestimentare şi din piele Îndrumar de laborator

Metoda scufundării Datele experimentale obţinute se înscriu într-un tabel de forma tabelului 3 Tabelul 3 Valorile timpului de scufundare t [min, s] Nr. crt.

Mat. textil

Caracteristicile materialului

Compoziţia fibrei

Fineţe

Legătură

Tratamet

Nr. probe

Timp de scufundare t (min, s)

Hidrofilia se apreciază a fi bună sau foarte bună cu cât valoarea timpului de scufundare este mai mică şi slabă sau foarte slabă cu cât valoarea timpului de scufundare va fi mai mare. Se pot face analize comparative legate de particularităţile de structură, tratamentele de finisare, compoziţie fibroasă, finete etc.

Metoda prin picurare Rezultatele experimentale se înscriu în tabelele 4 (metoda a), 5 (metoda b), 6 (metoda c) şi 7 (metoda d), corespunzătoare metodelor utilizate. Aprecierea hidrofiliei se face prin prisma valorilor mărimilor specifice metodelor, ceea ce va permite efectuarea de comparaţii între materiale textile testate, ierarhizâdu-le în funcţie de hidrofilia obţinută. De asemenea, se pot face comparţii între rezultatele obţinute prin metode diferite. Tabelul 4 Rezultatele experimentale obţinute cu metoda a Timp Diametrul petei pe direcţia Timp de de Nr. Denumirea urzelii bătăturii absorbţie uscare crt. materialului (şirului) (rândului) [min; s] (min, DU(Ş)[mm] DB(R)[mm] s)

Raportul diametrelor RD=DU/DB

14

Confortul şi funcţiile produselor vestimentare şi din piele Îndrumar de laborator

Se consideră material hidrofil cel care are timp de umezire cât mai redus. Dacă raportul diametrelor este în jurul valorii 1, se consideră că hidrofilia este compatibilă pe cele două direcţii nominale ale materialului. Când valoarea raportului este mai mică decât 0,9 l sau mai mare decât 1,1 înseamnă că materialul are în structura sa, pe cele două direcţii nominale, fire care au compoziţii diferite şi afinităţi diferite faţă de apă. Rezultatele experimentale obţinute cu metoda b sunt centralizate în tabelul 5. Tabelul 5 Rezultatele experimentale obţinute cu metoda b Nr. Structura pachetului Suprafaţa petei de umiditate crt. (denumirea materialului) Sint (cm2) Sext (cm2) 1. 2.

Raportul RS=Sint/Sext

n. Suprafeţele petei se determină prin planimetrare, de pe conturul copiat pe hârtie transparentă. Aprecierea se face în funcţie de valoarea raportului RS: -

RS = 1; tamponare satisfăcătoare a apei; RS< 1; tamponare foarte bună sau bună; RS> 1; tamponare nesatisfăcătoare.

Rezultatele experimentale obţinute cu metoda c sunt centralizate în tabelul 6. Tabelul 6 Rezultatele experimentale obţinute cu metoda c Nr. crt.

Denumirea materialului

Nr. probei

Masa iniţialăMi (g)

Masa finală Mf (g)

Masa umidităţii absorbite ΔM=Mf-Mi (g)

1 2 ... ... n.

15

Confortul şi funcţiile produselor vestimentare şi din piele Îndrumar de laborator Aprecierea se face în funcţie de valoarea masei umidităţii absorbite, ΔM [g] : cu cât vcaloarea acesteia aeste mai mare cu at-t hidrofilia este mai bună. Rezultatele experimentale obţinute cu metoda d sunt centralizate în tabelul 7. Tabelul 7 Rezultatele experimentale obţinute cu metoda d Nr. Denumirea Nr. Timpul scurs până la desprinderea primei crt. materialului probei picături (s) 1. 2.

n. Aprecierea hidrofiliei se face astfel: cu cât timpul scurs până la desprinderea primei picături este mai mare cu atât hidrofilia este mai bună.

16

Confortul şi funcţiile produselor vestimentare şi din piele Îndrumar de laborator

LUCRAREA 2

HIGROSCOPICITATEA MATERIALELOR TEXTILE

A. Aspecte teoretice

În sistemul om-îmbrăcăminte-mediu (mediul exterior sau spaţiul subvestimentar), un material textil este supus presiunii parţiale a vaporilor din mediu, respectiv din spaţiul subvestimentar. În funcţie de raportul acestor presiuni se pate întălni una din situaţiile prezentate în figura1. Situaţii ale raportului dintre presiunea

parţială a vaporilor din mediul înconjurător şi cea a vaporilor din conţinutul materialului Dacă presiunea parţială a vaporilor din mediul înconjurător este mai mare decât cea a vaporilor din conţinutul materialului, atunci materialul va absoarbi vaporii de apă.

Dacă presiunea parţială a vaporilor din conţinutul materialului este mai mare decât presiunea parţială a vaporilor din mediul înconjurător, atunci materialul textil cedează vaporii de apă din conţinutul său.

Dacă există echilibru între presiunile parţiale ale vaporilor din mediu şi din conţinutul propriu al materialului, materialul nu absoarbe şi nici nu cedează vapori de apă.

Figura 1 Situaţii ale raportului dintre presiunea parţială a vaporilor din mediul înconjurător şi cea a vaporilor din conţinutul materialului. 17

Confortul şi funcţiile produselor vestimentare şi din piele Îndrumar de laborator Această capacitate a materialului, de a absorbi sau de a ceda sau chiar de a reţine vaporii de apă, poartă denumirea de higroscopicitate.

Higroscopicitatea este o însuşire naturală a materialelor textile, ea fiind determinată de natura lor fibroasă, dar care poate fi influenţată şi de parametrii proceselor tehnologice de prelucrare şi de finisare a firelor şi suprafeţelor textile. În timpul purtării îmbrăcămintei, higroscopicitatea acesteia este influenţată şi de condiţiile de purtare: umiditatea relativă a mediului exterior, durata de menţinere în mediul umed, viteza curenţilor de aer, temperatura aerului din mediu, condiţia de stare a corpului îmbrăcat (repaus sau activitate cu efort diferit). Pentru asigurarea condiţiilor igienice şi de confort termofiziologic la purtarea îmbrăcămintei, materialele textile (în principal cele destinate primului strat) trebuie să aibă un conţinut minim de umiditate de 6%, în condiţiile atmosferei standard. Fibrele naturale (bumbacul, lâna) fiind higroscopice, sunt caracterizate prin nivele ridicate de absorbţie a umidităţii iar umiditatea absorbită este legată puternic în fibră şi este eliminată doar lent (figura 2). Pe de altă parte, fibrele sintetice (poliesterul, nylonul, fibrele acrilice), nefiind higroscopice, absorb numai cantităţi relativ mici de umiditate. Totuşi, din cauza capilarităţii, ele au o viteză mare de transfer a umidităţii. În timpul unei transpiraţii moderate din partea purtătorului, trebuie ca microclimatul subvestimentar să se menţină pe cât posibil mai uscat, să aibă, pe lângă o capacitate a transferului vaporilor de apă bună , un nivel deosebit de ridicat de absorbţie precum şi efect tampon în ceea ce priveşte conţinutul de umiditate sub formă de vapori.

Fibre naturale

Proprietăţi ale materiei prime

Higroscopice.

Fibre sintetice Nehigroscopice.

Absorbţie bună a umidităţii

Absorbţie scăzută a umidităţii. Viteză bună de transfer a umidităţii.

Viteză scăzută de transfer a umidităţii

Figura 2 Proprietăţi ale materiei prime 18

Confortul şi funcţiile produselor vestimentare şi din piele Îndrumar de laborator

Efectul tampon trebuie să fie atât de bun, încât fluxul de umiditate să nu depăşească capacitatea de absorbţie şi prin urmare “limita de umezire” a materialelor textile.

B.Scopul lucrării

Lucrarea propune evaluarea higroscopicităţii unui grup de materiele textile, utilizând metode specifice de laborator, precum şi interpretarea rezultatelor şi evidenţierea factorilor care influenţează valorile experimentale obţinute.

C. Obiectivele lucrării

1.Aplicarea metodologiei de testare a higroscopicităţii

Epruvetele cu dimensiunile (10x10) cm2, condiţionate în prealabil, se menţin un timp (τ) într-un mediu umed ermetic închis (exicator). Pentru analiza influenţei umidităţii relative a mediului, probele sunt condiţionate la umiditatea relativă Φ=0% şi apoi menţinute în medii cu umidităţi relative diferite (de exemplu: Φ=35%; Φ=65%; Φ=100%) parcurgând aceste medii mai întâi în sens crescător al umidităţii relative şi apoi în sens descrescător. Astfel se vor obţine date necesare întocmirii curbelor de sorbţie şi de desorbţie ale materialelor textile testate (figura 3). Pentru analiza influenţei duratei de menţinere în mediu umed, probele sunt condiţionate anterior la umiditatea relativă φ=65% şi apoi menţinute în mediu cu 19

Confortul şi funcţiile produselor vestimentare şi din piele Îndrumar de laborator umiditatea relativă φ=100%, cântărindu-se la intervale de timp stabilite (de exemplu la 30 min).

Figura 3 Curba de sorbţie - desorbţie Aprecierea higroscopicităţii poate fi făcută prin calculul unui indicator relativ care exprimă ponderea masei vaporilor absorbiţi (cedaţi sau reţinuţi) în masa totală a epruvetei (relaţia 1).

H=[(Mud-Mus)/Mus]100

(1)

unde: Mus – reprezintă masa epruvetei condiţionate, [g] Mud – masa epruvetei după menţinerea în mediul cu o anumită umiditate relativă, [g].

2. Determinarea indicelui de higroscopicitate iH [g/m2h] Deoarece higroscopicitatea materialelor este influenţată de suprafaţa expusă mediului, precum şi de durata de menţinere în mediu, ea poate fi apreciată printr-un indicator care raportează cantitatea de vapori (diferenţa de masă) la unitatea de suprafaţă şi unitatea de timp. Astfel se calculează un indicator absolut de higroscopicitate, iH (relaţia 2). iH=(Mud-Mus)/S t [g/m2h]

(2)

20

Confortul şi funcţiile produselor vestimentare şi din piele Îndrumar de laborator unde: S – reprezintă suprafaţa epruvetei, m2; t – durata de menţinere a epruvetei în mediul umed[h.]

B. Rezultate şi interpretări

Rezultatele experimentale se vor centraliza în tabele de forma tabelului 1, respectiv tabelul 2. Tabelul 1Valorile indicelui de higroscopicitate în funcţie de timpul de menţinere a mostrei în mediu umed.

Nr. crt.

Masa iniţială a mostrei Mi[g]

Masa probei după menţinerea în mediul umed, Mud[g] Mud.1

Mud.2

Mud.n

Higroscopicitatea H[%] H1

H2

Indice de higroscopicitate iH[g/m2h]

Hn

Tabelul 2 Valorile higroscopicităţii în funcţie de valoarea φ1[%] a umidităţii relative a mediului φ1=35% φ2=65% φn=100% Nr. Denumirea Mus Mud H Mus Mud H Mus Mud H crt. materialului [g] [g] [%] [g] [g] [%] [g] [g] [%]

21

Confortul şi funcţiile produselor vestimentare şi din piele Îndrumar de laborator Pe baza valorilor din tabele 1 şi 2 se vor trasa grafice de forma: H=f(τ) (figura 4) şi, H=f(φ) [%]) (figura 5).

Figura 4 Graficul de variaţie în timp a higroscopicităţii

Figura 5 Graficul de variaţie a higroscopicităţii în funcţie de umiditatea relativă a mediului

Prin histograme, vor fi ierarhizate materialele testate în raport cu valoarea higroscopicităţii H(figura 6).

22

Confortul şi funcţiile produselor vestimentare şi din piele Îndrumar de laborator

Figura 6 Histograma valorilor higroscopicităţii În baza acestor rezultate se va analiza concordanţa materialelor testate cu destinaţia acestora în ansamblul vestimentar.

23

Confortul şi funcţiile produselor vestimentare şi din piele Îndrumar de laborator

LUCRAREA 3

POROZITATEA MATERIALELOR TEXTILE

A. Aspecte teoretice

Mediile capilar-poroase sunt sisteme bifazice solid-fluid, în care solidul include spaţii goale de forme geometrice arbitrare denumite pori şi/sau capilare în care se află fluidul (gaz sau lichid). Porii din structura unui mediu poros pot fi : - pori individuali; - pori interconectaţi; - pori închişi; - pori deschişi; - pori parţial deschişi. Prin interconectarea porilor se formează în solid un sistem complicat de capilare care permite mişcarea unuia sau mai multor fluide prin ele. Deşi forma porilor este în majoritatea cazurilor arbitrară, aceasta poate fi aproximată prin cilindri, sfere sau poliedre. În funcţie de dimensiunile porilor, mediile poroase pot fi clasificate în : - medii poroase cu macropori, la care porii au diametrul mai mare decât 8.10-7 m (8000 A0) şi volumul total cuprins între 0,2 ÷ 0,5 cm3/g, iar suprafaţa specifică este cuprinsă între 0.5 ÷ 2 m2/g; - medii poroase cu pori intermediari, care conţin pori cu volumul total ce variază între 0,02 0,85 cm3/g, iar suprafaţa specifică este cuprinsă între 20-150 m2/g; - medii poroase cu micropori, conţinând pori cu diametrul între 10-9 ÷10-10 m având volumul total al porilor cuprins între 0,27÷0,6 cm3/g şi suprafaţa specifică între 400-900 m2/g În funcţie de comportarea scheletului solid mediile poroase pot fi grupate în : - medii poroase nedeformabile sau rigide; - medii poroase deformabile sau nerigide; Din punct de vedere al structurii, mediile poroase se clasifică în: - medii poroase omogene;

24

Confortul şi funcţiile produselor vestimentare şi din piele Îndrumar de laborator - medii poroase neomogene, care sunt acele medii poroase care conţin incluziuni impermeabile sau cavităţi (submedii ale mediului poros ale căruidimensiuni sunt mult mai mari decât dimensiunile porilor, dar mici în raport cu dimensiunile corpului poros) Ţinând seama de preponderenţa forţelor care acţionează asupra umidităţii conţinute în mediul poros, se mai poate face următoarea clasificare: - medii capilar–poroase ale căror forţe capilare au valori mult mai mari decât forţele de gravitaţie. La această grupă se raportează materialele a căror dimensiune medie caracteristică a spaţiilor libere este mai mică decât 10-5 m; - medii poroase, în care forţele capilare au o valoare de acelaşi ordin cu forţele gravitaţiei. Din această grupă fac parte materialele în care dimensiunea medie caracteristică a spaţiilor libere (porilor) este mai mare decât 10-5 m. În funcţie de structură, materialele textile pot fi considerate medii poroase sau capilar-poroase şi este unanim admis că proprietăţile lor igienice sunt determinate şi de caracteristicile lor structurale. O mărime importantă pentru caracterizarea unui material textil este porozitatea (Pz). Porozitatea este dată de raportul dintre volumul total al porilor Vp şi volumul total ocupat de mediul poros V (relaţia 1). PZ 

VP V

(.1.)

Din definiţie, rezultă că 0 ≥ Pz