ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВСПЕНЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ ТИПА НЕОПРЕН ДЛЯ СПЕЦОДЕЖДЫ

АННОТАЦИЯ

Статья посвящена исследованию и оценке водных условий, изучены параметры температуры воды соленых и пресноводных водоёмов для погружения. Представлены испытания по ГОСТу проведенные в специализированных лабораторных условиях исследования по изменению свойств вспененного материала типа «неопрен». Представленные результаты могут использоваться для дальнейшей разработки гидрокостюма, для эксплуатации в технических условиях.

ABSTRACT

The article is devoted to the study and assessment of water conditions, the parameters of the water temperature of salt and freshwater reservoirs for immersion are studied. Presented are tests in accordance with GOST conducted in specialized laboratory conditions, studies on changing the properties of foam material of the "neoprene" type. The presented results can be used for further development of a wetsuit for operation in technical conditions.

Ключевые слова: гидрокостюм, испытания, погружение, давление, температура, плотность, растяжимость, разрывная нагрузка, истираемость, метод.

Keywords: wetsuit, testing, immersion, pressure, temperature, density, elongation, breaking load, abrasion, method.

Подводные погружения предполагает использование человеком специальной одежды (гидрокостюм). Важные функции, которые должна выполнять такая одежда, и сложные многофакторные условия её эксплуатации определяют высокие требования к материалам для её изготовления.  Одним из факторов, определяющих характеристики применяемых материалов, является температура среды эксплуатации. Для гидрокостюмов – это водная среда различных водоёмов и глубин [1].  Для подводных погружений представляют интерес водоёмы всех типов, включая моря, озера и реки. С целью оценки водных условий для различных видов дайвинга были изучены параметры температуры воды соленых и пресноводных водоемов во время сезонных погружений. Это позволило установить, что средние значения температуры воды для соленых водоемов в сезон погружений колеблются в интервале +8…+29º С, для пресных водоемов в зависимости от сезона погружений - в интервале +9…+25º С в период весна-осень и +1…+10º С в зимний период. То есть, весь диапазон температур для пребывания человека в воде относится к пониженным температурам относительно нормальных физиологических условий [2]. Таким образом, можно определить охлаждение дайвера водой как один из первичных факторов, который требует соответствующей защиты человека, во многом определяемой свойствами материалов основной оболочки.  Наибольшая степень зависимости тепловой безопасности человека под водой относится к гидрокостюмам так называемого «мокрого» типа [3], когда поверхность тела человека покрыта почти полностью одним слоем основного материала, определяющим всю теплозащиту объекта за счет собственных свойств [4].

В данной статье проведены результаты исследований физико-механических свойств вспененных материалов типа «неопрен», предназначенного для профессионального дайвинга и подводно-технических работ. Подводно-технические работы подразумевают под собой применение водолазом различного инструмента – от сварочных аппаратов до отбойных молотков. Кроме этого водолаза на подводно-технических работах окружают массивные бетонные, каменные и металлические конструкции. Чаще всего водолаз работает стоя на коленях или лёжа. В отличии от подводного охотника или подводника-туриста промышленный водолаз редко находится в толще воды, чаще всего он находится на грунте [5]. Вода в водоёмах, реках и каналах Узбекистана мутная, очень редко видимость достигает 1 метра, а чаще всего 30 см. или меньше. Даже мощные источники подводного света кардинально ситуацию не улучшают. В результате водолаз вынужден ориентироваться на ощупь. При подводно-технических работах используют преимущественно гидрокостюмы сухого типа, но в условиях нашего жаркого климата часто целесообразно использовать и костюмы мокрого типа. Лучшие гидрокостюмы сухого типа изготавливаются из цельно-вулканизированной резины и триламината, они имеют максимальную стойкость к химическому и механическому воздействию, но цена их значительная, а риск повредить по-прежнему велик, поэтому наилучшим вариантом «цена-качество» признаны костюмы из неопрена. Кроме того, сухие костюмы из триламината и вулканизированной резины довольно сильно сковывают движения [6].

При выполнении данной работы применены методы исследования по определению поверхностной плотности [7], растяжимости полотна по ширине [8], разрывной нагрузке [9], изменению линейных размеров после мокрых обработок (по ширине и длине) [10], водоупорности [11] и влажности 

Результаты и их обсуждение. При проведении экспериментальных испытаний использовали SRB 3 mm двухстороннюю неопреновую ткань, применяемую для пошива гидрокостюма.  Неопреновый вспененный материал испытывали на современных приборах   "STATIMATE ME" (Германия)- прибор для определения разрывная нагрузка и удлинения, "Elmatear Digital Tear Tester" (Англия) – маятниковый прибор, "Nu - Martindale 404 Abrasion & Pilling Tester" (Англия)- прибор Мартин Дейла, «Pilling & Snagging tester orbitor» прибор пиллинга. WATER RESISTANCE TESTER (Япония) – прибор водонепроницаемости, «INSTRON» (Англия)- разрывная машина и т.д.

НД на методы испытаний: ГОСТ 8845-87, ГОСТ 8847-85, ГОСТ 3816-81, ГОСТ 30157.0-95, ГОСТ 30157.1-95,  ГОСТ 18976-73.  ГОСТ 3812-72.

Таблица 1.

Сведения о приборах, использованных при определении физико-механических свойств вспененных материалов

Таблица 2.

Физико-механические свойства показателей неопрена.

Программа и результаты проведения испытаний (измерений)

а                                  б

Рисунок 1. Образец неопреновой ткани после проведения 10000 цикла истирания.

(а- контрольный образец, б- образец после проведения истирания)

Таким образом, исследования показали, что предложенная ткань соответствует по своим физико-механическим свойствам для создания гидрокостюма по техническим требованиям, является стойкой к холодным температурам, устойчива к разрывной нагрузке, растяжимость полотна по ширине 9,1% и разрывная нагрузка высокая равна 615,1 N, изменение линейных размеров после обработки по длине и ширине является нулевыми, что является важным показателем для гидрокостюма, водоупорность свыше 1800.

Список литературы:

1. И.Ф. Сайфутдинова, Д.Р. Шатаева, В.В. Хамматова. Исследование изменения свойств наноструктурированных текстильных материалов для спецодежды. Вестник технологического университета. 2016. Т.19, №24
2. Е.Н. Сирота, И.В. Черунова, Н.В. Тихонова. Исследование и учет свойств вспененных материалов одежды для эксплуатации в условиях высокого растяжения. Вестник технологического университета. 2016. Т.19, №18.
3. Стенькина М.П., Черунова И.В., Сирота Е.Н. Исследование технологии локального обеспечения терморегуляции человека в плотнооблегающих швейных изделиях // Современные наукоемкие технологии. – 2014, № 4. С.121...123.
4. Лабораторные исследования топологии износа специальной одежды и разработка способов повышения их износостойкости. Кочкорбаева Ч.Т, Ташпулатов С.Ш, Черунова И.В., Немирова Л.Ф./ «Наука. Образование. Техника» -№2,2019/ стр. 92
5. The importance of the resistance to wear in the choice of fabrics for protective garments / Nataša Radmanovac, Nenad Ćirković, Tatjana Šarac/ 6(1) (2017) 81-87
6. Анализ способов соединения нетканых материалов для специальной одежды, работающих в экстремальных условиях / Zufarova Z.U., Tashpulatov S.Sh., Cherunova I.V., Kholikov Kurbonali Madaminovich/ VOL 6 – Issue (1) 2021. Scientific and technical journal of NamIET.
7. ГОСТ 3812-72 Материалы текстильные. ткани и штучные изделия. Методы определения плотности нитей и пучков ворса.
8. ГОСТ 30157.0-95 Полотна текстильные. Методы определения изменения размеров после мокрых обработок или химической чистки
9. ГОСТ 8847-85 Методы определения разрывных характеристик и растяжимости
   при нагрузках, меньше разрывных.
10. ГОСТ 30157.1-95 Полотна текстильные. Методы определения изменения размеров после мокрых обработок или химической чистки. Режимы обработок .
11. ГОСТ 3816-81 Полотна текстильные. Методы определения гигроскопических и водоотталкивающих свойств.
12. ГОСТ 8845-87Полотна и изделия трикотажные. Методы определения влажности, массы и поверхностной плотности.
13. ГОСТ 18976-73 Ткани текстильные. Метод определения стойкости к истиранию.