Content uploaded by Irina Cherunova
Author content
All content in this area was uploaded by Irina Cherunova on May 06, 2019
Content may be subject to copyright.
Вестник ВГУИТ/Proceedings of VSUET, Т. 80, № 3, 2018
Для цитирования For citation
Черунова И.В., Коринтели А.М., Стенькина М.П., Лесникова Т.Ю.
Влияние морской среды на свойства текстильных материалов для
одежды // Вестник ВГУИТ. 2018. Т. 80. № 3. С. 312–316.
doi:10.20914/2310-1202-2018-3-312-316
Cherunova I.V., Korinteli A.M., Stenkina M.P, Lesnikova T.Yu. The
influence of the marine environment on the properties of clothestextile
materials for clothing. Vestnik VGUIT [Proceedings of VSUET]. 2018.
vol. 80. no. 3. pp. 312–316. (in Russian). doi:10.20914/2310-1202-
2018-3-312-316
312
Химическая технология
Краткое сообщение/Short message
УДК 54.03
DOI: http://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-3-312-316
Влияние морской среды на свойства текстильных материалов
для одежды
Ирина В. Черунова
1
Анна М. Коринтели
1
Мария П. Стенькина
1
Татьяна Ю. Лесникова
1
i_sch@mail.ru
hitarova2015@yandex.ru
s-akura@yandex.ru
tanyarule@mail.ru
1
Донской государственный технический университет, Шевченко, 147, г. Шахты, 346500, Россия
Реферат. В статье представлены данные о влиянии морской среды на текстильные материалы. Обоснованы агрессивные компоненты
морской среды, контактир ующие с поверхностью одежды: морская соль и нефть. Морская соль является неотъемлемой частью морской
воды и накапливает
ся в структуре одежды. Нефть включается в компоненты морской воды в чрезвычайных ситуациях на объектах
морской добычи и морского транспорта нефти и нефтепродуктов. Это приводит к изменению свойств текстильных материалов, которые
зависят от концентрации агр
ессивных компонент в структуре текстильных материалов. Активную концентрацию агрессивных
компонентов в текстиле определяет его способность к поглощению жидкости. Установлены особенности изменения объема различных
текстильных волокон при взаимодействии с жи
дкостями. Обоснована структура морской соли и химический состав нефти, которые
определяют изменение свойств контактирующего с ними текстиля. В результате систематизации современных данных о материалах для
одежды, применяемой в морских технологиях, сформиро
вана информационная база ведущих современных волокнистых материалов
для защитной одежды,
и выделены опорные материалы для исследований. Установлено, что наличие морской соли во влажной
контактной среде с поверхностью специальной ткани на хлопчатобумажной о
снове для всех образцов материалов приводит к снижению
их капиллярности. Установлено, что пакеты материалов на основе тканей из смешанных волокон имеют показатели проницаемости по
отношению к сырой нефти ниже хлопчатобумажных поверхностей одежды. При этом
использование в комплекте с такими материалами
утеплителей типа холлофайбер снижает уровень насыщения одежды рассмотренными жидкостями. В статье представлены
экспериментально полученные данные о проницаемости морской воды и нефти в специальные материалы для одежды.
Работа
выполнена при поддержке Министерства образования и науки России в Донском государственном техническом университете в
рамках
Государственного задания 2017–2019 гг. по проекту №11.9194.2017/БЧ.
Ключевые слова: текстильные материалы, капиллярность, водопоглощение, морская вода, нефть, свойства одежды
The influence of the marine environment on the properties
of clothestextile materials for clothing
Irina V. Cherunova
1
Anna M. Korinteli
1
Maria P. Stenkina
1
Tatyana Yu. Lesnikova
1
i_sch@mail.ru
hitarova2015@yandex.ru
s-akura@yandex.ru
tanyarule@mail.ru
1
Don State Technical University, Shevchenko, 147, Shakhty, 346500, Russia
Summary. The article presents data on the influence of the marine environment on textile materials. Aggressive components of the marine
environment that contact the surface of clothing (sea salt and oil) are justified. Sea salt is an integral part of sea
water. It accumulates in the clothing
structure. Oil is included in the components of sea
water in emergency situations at offshore oil and petroleum products and sea transport facilities.
This leads to a change in the properties of textile materials, which depend on the concentration of aggressive components in
the structure of textile
materials. The active concentration of aggressive components in textiles is determined by its ability to absorb liquid. Specific feature
s of changing
the volume of various textile fibers during interaction with liquids are establis
hed. Structure of sea salt and the chemical composition of oil. This
determines the change in the properties of the textile in contact with them. The structure of sea salt and the chemical compo
sition of oil is justified.
This determines the change in the
properties of textiles. As a result of the systematization of modern data on clothing materials that are used in
marine technology, the information base of the leading modern fibrous materials for protective clothing was formed.
The reference materials for
research are allocated. It was found that the presence of sea salt in a moist contact medium with a surface of a special fabr
ic on a cotton basis for
all samples of materials led to a decrease in their capillarity. It has been established that packages of materials based on mixed-
fiber fabrics have
permeability parameters with respect to crude oil below the cotton garment surfaces. The application in combination with such
materials of
holofiber insulation reduces the level of saturation of clothing with th
e liquids examined. The article presents experimental data on the permeability
of sea water and oil in special materials for clothing. The work was supported by the Ministry of Education and Science of Ru
ssia in the Don State
Technical University within the framework of the State task 2017-2019 under the project No. 11.9194.2017/БЧ.
Keywords: textile materials, capillarity, water absorption, sea water, oil, properties of clothing
Вестник ВГУИТ/Proceedings of VSUET, Т. 80, № 3, 2018
Для связи с редакцией: post@vestnik-vsuet.ru 313
Введение
Комфорт и безопасность человека,
занятого в морской индустрии, обеспечивается
защитной одеждой [1]. Особенности жизнедеятель-
ности человека здесь связаны с систематическими
видами работ на море [2] и с чрезвычайными
ситуациями. Результаты исследований [3] свиде-
тельствуют, что несмотря на развитие технологий
безопасности в последнее десятилетие послед-
ствия аварий на море остались в среднем на
постоянном уровне. Большую долю в послед-
ствиях чрезвычайных ситуаций на море занимает
разлив нефти [4]. Таким образом, типичные и
чрезвычайные условия жизнедеятельности
человека на море сопровождаются, как правило,
контактом с морской водой и периодически сырой
нефтью и ее продуктами. В первую очередь,
этот контакт происходит с поверхностью
одежды. Морская соль накапливается в струк-
туре одежды. Нефть включается в компоненты
морской воды в чрезвычайных ситуациях на
объектах морской добычи и морского транс-
порта нефти и нефтепродуктов. Это приводит к
изменению свойств текстильных материалов,
которые зависят от концентрации агрессивных
компонентов в структуре текстильных матери-
алов [5]. Наличие морской соли и / или нефти
на поверхности и в слоях одежды может приво-
дить к потере её первичных защитных свойств,
а также общего эксплуатационного комфорта.
Цель работы исследование способности тек-
стильных материалов к поглощению влаги,
морской соли и сырой нефти для оценки веро-
ятности потери защитных свойств одежды.
Активную концентрацию агрессивных
компонентов в текстиле определяет его способ-
ность к поглощению жидких веществ. Влияние
влаги на свойства текстильных материалов
имеет много аспектов исследований, в том
числе влияние на прочность материалов [6], их
тепловые и гигиенические свойства. Однако
влияние морской соли и нефти на одежду остается
малоизученным. Активность проникновения
морской соли в текстильные материалы во многом
зависит от способности к впитыванию влаги
текстильными волокнами [5]. В таблице 1 пред-
ставлены систематизированные данные об
уровне увеличения объема волокон различной
природы при контакте с жидкостью [7]. Разная
способность текстильных волокон к изменению
объема и взаимодействию с жидкостями объяс-
няется их химическим составом, молекулярной
структурой и характеристиками жидкости.
Существуют исследования, которые учитывают
не только взаимодействие текстиля с базовой
фазой жидкости, но и её производными (пены).
Полученная авторами [8] модель может быть
использована для описания полуколичествен-
ного процесса впитывания пены. Эксперимен-
тальные исследования поглощения текстилем
жидкости выполнялись в автономном режиме и
показали некоторые аномалии реологических
свойств [9], которые имеют частичные описания
с использованием разных теоретических подхо-
дов [8]. Агрессивные компоненты морской
воды имеют особые характеристики. Морская
соль представляет собой кристаллы, которые
способны внедряться в структуру текстиля и
задерживаться в ней [10]. В отличие от морской
соли нефть представляет собой смесь углеводо-
родов различного молекулярного веса. Они
имеют разные температуры кипения с гетероато-
мами кислорода, серы, азота, некоторых металлов
и органических кислот. Известны основные
структурные элементы нефти: углерод, водород,
сера, азот и металлы. Однако известных описаний
свойств текстильных материалов, контактирую-
щих в одежде с перечисленными компонентами,
недостаточно. Поэтому исследование материалов
под воздействием агрессивных компонентов
морской среды представляет научный интерес
для повышения качества процессов создания и
надежности эксплуатации одежды.
Экспериментальные исследования прони-
цаемости морской соли и нефти в современные
защитные ткани позволят обосновать оценку и
прогнозирование поведения защитной одежды
в сложных условиях морской среды.
Анализ представленных данных (таблица 1)
показывает, что средний уровень изменения
увлажненного объема волокон относительно
других вариантов характерен для хлопка и
льна. Это позволяет рассматривать данные
волокна в качестве основы материалов, наиболее
предрасположенных к воздействию морской
среды. В результате систематизации современных
данных о материалах для одежды, применяемой
в морских технологиях, сформирована инфор-
мационная база ведущих современных волок-
нистых материалов для защитной одежды [11].
Для проведения исследований были выделены
опорные материалы, которые имеют широкое
применение и высокие эксплуатационные свой-
ства [12] из группы защитных тканей на основе
хлопчатобумажных волокон с огнезащитными
свойствами [13]. Большой перечень защитных
свойств и технологических отделок в данной
группе материалов присутствует в защитных
тканях типа Flamestat cotton/Flameshield [13].
На их основе проведены исследования процессов
поглощения ими жидкостей.
Вестник ВГУИТ/Proceedings of VSUET, Т. 80, № 3, 2018
314
Таблица 1.
Объемные характеристики водопоглощения текстильных волокон
Table 1.
Volumetric characteristics of water absorption of textile fibers
Волокно
Возрастание (Increase), %
Длина волокна
Fiber length
Площадь поперечного сечения волокна
Fiber cross-sectional area
Объем волокон
Volume of fibers
Хлопок | Cotton
1,0–1,2
22–42
40–45
Лен | Flax
1,0–1,2
25–40
40–45
Шерсть | Wool
1,2–1,8
18–38
36–41
Натуральный шелк
Natural silk
1,5 20 30–40
Вискоза (комплексная)
Viscose (complex)
3–5 40–50 80–110
Вискоза (штапельная)
Viscose (staple)
5–8 50–65 95–120
Бенгалин | Bengaline
–
–
60–65
Ацетат | Acetate
0,1
6–11
20–25
Триацетат | Triacetate
–
–
12–18
Нейлон | Nylon
1,2
2–5
10–14
Лавсан | Lavsan
–
–
3–5
Нитрон | Nitron
–
–
4–6
Итого | Result
1,1
8–10
25
Материалы и методы
Для установления влияния морской
соли на насыщение влагой материалов были
проведены экспериментальные исследования
изменения показателей их капиллярности в со-
ответствии с ГОСТ при различных условиях:
в простой воде, солевом растворе, а также после
выдержки образцов в нормальных условиях.
Условия эксперимента: раствор морской соли
12%, температура 22 ºС, влажность воздуха
66%, в качестве устройства нормирования соли
использован солемер Kelilong KL-1385-KL. Для
сравнительного анализа были использованы
материалы родственного типа: ткань «Универсал»
двух плотностей – 380 и 350 г./м2 производства
Walls, имеющая в своем переплетении 100 %
хлопчатобумажных волокон с встроенной
антистатической нитью. Каждая ткань имеет
огнестойкую отделку.
Результаты и обсуждение
Результаты представлены на рисунке 1.
Выявленное поведение материалов
характерно для контакта с морской солью
текстильных волокон по перпендикулярному
срезу. Полученные данные говорят о том, что
можно ожидать невысокий уровень насыщения
специальных тканей агрессивными жидкостями
со стороны продольной.
Рисунок 1. Влияние морской соли на капиллярность
защитных текстильных материалов для одежды
Figure 1. Effect of sea salt on the capillarity of protective
textile materials for clothing
В отличие от водного раствора морской
соли сырая нефть имеет другие показатели вязко-
сти [10]. Поэтому прогнозировать проницаемость
нефти в текстильные материалы, опираясь
на данные взаимодействия с простой и морской
водой, нельзя. При этом важно исследовать
не только поведение материала поверхности
одежды, который в той или иной мере насыщается
компонентами агрессивных жидкостей [13].
Большое значение имеет оценка проницаемо-
сти таких жидкостей в глубину пакета тек-
стильных материалов. Внутренние слои данной
одежды состоят из волокнистых объемных
материалов различной природы.
Вестник ВГУИТ/Proceedings of VSUET, Т. 80, № 3, 2018
Для связи с редакцией: post@vestnik-vsuet.ru 315
Заключение
На основе проведенных исследований [7]
в соответствии с рисунком 1 установлено, что
наличие морской соли во влажной контактной
среде с поверхностью специальной ткани на
хлопчатобумажной основе для всех образцов
материалов приводит к снижению их капилляр-
ности. Установлено, что пакеты материалов на
основе тканей из смешанных волокон имеют
показатели проницаемости по отношению
к сырой нефти ниже хлопчатобумажных по-
верхностей одежды. При этом использование
в комплекте с такими материалами утеплителей
типа холлофайбера снижает уровень насыще-
ния одежды рассмотренными жидкостями.
Представленные результаты позволяют иден-
тифицировать водный раствор морской соли
и сырую нефть как жидкости, которые сохраняют
основные тенденции зависимости насыщения ими
материалов различного состава волокон. При
этом солевая среда приводит к общему снижению
движения жидкости от конца волокон по их
длине. Полученные данные представляют собой
новый элемент информационной базы для
оценки процессов взаимодействия одежды
с жидкими компонентами морской среды.
Это позволяет прогнозировать и обеспечивать
более высокий уровень стабильности исходных
защитных свойств одежды, эксплуатируемой
в условиях агрессивной морской среды.
ЛИТЕРАТУРА
ГОСТ Р 12.4.236 – 2011. Система стандартов
безопасности труда. Одежда специальная для защиты от
пониженных температур. Введен 01.12.2011.
М.: Стандартинформ, 2012. 31 с.
Сирота Е.Н. Развитие технологий
проектирования гидрокостюмов // Инженерный
вестник Дона. 2016. № 3. URL: ivdon.ru/ru/magazine/
archive/n3y2016/3696.
Eleftheria E., Apostolos P., Markos V. Statistical
analysis of ship accidents and review of safety level //
Safety Science. 2016. P. 282–292.
Statistical analysis. Alerts and accidents database.
Regional Information System (RIS). Valetta, 2011. 33 p.
Пат. 2253858, RU, МПК G 01 № 15/08, 33/36.
Способ определения водопоглощаемости объемных тек-
стильных материалов из полиэфирных волокон / Серге-
енко С.Н., Бринк И.Ю., Урванцева М.Л. № 2003133726/28;
Заявл. 2003133726; Опубл. 10.06.2005, Бюл. № 16.
Mansoor I., Munazza S., Aleem A., Kamran A. et al.
Textile Environmental Conditioning: Effect of Relative Humidity
Variation on the Tensile Properties of Different Fabrics // Journal
of Analytical Sciences. 2012. V. 2. P. 92–97.
Cherunova I., Lesnikova T., Korinteli A. Effect
of Aggressive Components of the Marine Environment the
Protective Properties of the Textile Materials // Solid State
Phenomena. 2017. V. 265. P. 187–191.
Bard E., Mollendor J. Predicting the Thermal
Conductivity of Foam Neoprene at Elevated Ambient
Pressure // Journal of Thermal Science and Engineering
Applications. 2010. V. 2. P. 5.
Chen Daniel T.N., Wen Qi, Janmey P.A., Crocker J.C.
et al. Rheology of Soft Materials // Annual Review of Condensed
Matter Physics. 2010. V. 1. P. 301-322.
Desarnaud J., Derluyn H., Molari L., Miranda S.
et al. Drying of salt contaminated porous media: Effect of
primary and secondary nucleation // American Institute of
Physics, Journal of Applied Physics. 2015. V. 118. № 11.
P. 114901. doi: 10.1063/1.4930292
Cherunov P.V., Cherunova I.V., Knyazeva S.V.,
Stenkina M.P. et al. The development of the research
techniques of structure and properties of composite textile
materials when interacting with viscous fractions of
hydrocarbon // Proceedings of the 7th International
Conference on Textile Composites and Inflatable Structures,
Structural membranes 2015, Barselone. 2015. P. 555–564.
Еремина Ю.В., Куренова С.В. Разработка
компьютерной программы для выбора рационального
пакета материалов // Сборник Инновационные направ-
ления развития в образовании, экономике, технике и
технологиях. Научно-практическая конференция, по-
священная 85-летию ДГТУ. под общей научной редак-
цией В.Е. Жидкова, 2015. С. 304–309.
REFERENCES
1 GOST R 12.4.236–2011. Sistema standartov
bezopasnosti truda. Odezhda special'naya dlya zashchity ot
ponizhennyh temperatur [State Standard 12.4.236-2011.
Occupational safety standards system. Special clothing for
protection against low temperatures]. Мoscow,
Standartinform, 2012. 31 p. (in Russian)
2 Sirota E.N. Development of wetsuit design
technologies. Inzhenernyj vestnik Dona [Engineering Bulletin
of the Don]. 2016. no. 3. Available at:
ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2016/3696. (in Russian)
3 Eleftheria E., Apostolos P., Markos V. Statistical
analysis of ship accidents and review of safety level. Safety
Science. 2016. pp. 282–292.
4 Statistical analysis. Alerts and accidents
database. Regional Information System (RIS). Valetta,
2011. 33 p.
5 Sergeenko S.N., Brink I. Yu., Urvantseva M.L.
Sposob opredeleniya vodopogloshchaemosti obemnyh
tekstil'nyh materialov iz poliehfirnyh volokon [Method for
determining the water absorption of bulk textile materials from
polyester fibers]. Patent RF, no. 2253858, 2005. (in Russian)
6 Mansoor I., Munazza S., Aleem A., Kamran A.
et al. Textile Environmental Conditioning: Effect of
Relative Humidity Variation on the Tensile Properties of
Different Fabrics. Journal of Analytical Sciences. 2012.
vol. 2. pp. 92–97.
7 Cherunova I., Lesnikova T., Korinteli A.
Effect of Aggressive Components of the Marine
Environment the Protective Properties of the Textile Materials.
Solid State Phenomena. 2017. vol. 265. pp. 187–191.
8 Bard E., Mollendor J. Predicting the Thermal
Conductivity of Foam Neoprene at Elevated Ambient
Pressure. Journal of Thermal Science and Engineering
Applications. 2010. vol. 2. pp. 5.
9 Chen Daniel T.N., Wen Qi, Janmey P.A., Crocker J.C. et
al. Rheology of Soft Materials. Annual Review of
Condensed Matter Physics. 2010. vol. 1. pp. 301-322.
Вестник ВГУИТ/Proceedings of VSUET, Т. 80, № 3, 2018
316
10 Desarnaud J., Derluyn H., Molari L., Miranda S. et
al. Drying of salt contaminated porous media: Effect of
primary and secondary nucleation. American Institute of
Physics, Journal of Applied Physics. 2015. vol. 118. no. 11.
pp. 114901. doi: 10.1063/1.4930292
11 Cherunov P.V., Cherunova I.V., Knyazeva S.V.,
Stenkina M.P. et al. The development of the research
techniques of structure and properties of composite textile
materials when interacting with viscous fractions of
hydrocarbon. Proceedings of the 7th International Conference
on Textile Composites and Inflatable Structures, Structural
membranes 2015, Barselone. 2015, pp. 555–564.
12 Eremina Yu.V., Kurenova S.V. Development of a
computer program for choosing a rational package of materials.
Sbornik Innovacionnye napravleniya razvitiya v obrazovanii,
ehkonomike, tekhnike i tekhnologiyah [The collection
Innovative directions of development in education, economics,
technology and technologies. Scientific and practical conference
dedicated to the 85th anniversary of Don state technical
university. under the general scientific version of V.E.
Zhidkova]. 2015, pp. 304–309. (in Russian)
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ INFORMATION ABOUT AUTHORS
Ирина В. Черунова д.т.н., профессор, кафедра конструиро-
вания
, технологий и дизайна, Донской государственный
технический университет
, Шевченко, 147, г. Шахты, 346500,
Россия, i_sch@mail.ru
Irina V. Cherunova Dr. Sci. (Engin.), professor, construc-
tion, technologies and design department,
Don state technical
university, Shevchenko, 147, Shakhty, 346500, Russia
,
i_sch@mail.ru
Анна М. Коринтели студент, кафедра конструирования,
технологи
й и дизайна, Донской государственный техни-
ческий университет
, Шевченко, 147, г. Шахты, 346500,
Россия, hitarova2015@yandex.ru
Anna M. Korinteli student, construction, technologies and design
department, Don state technical university,
Shevchenko, 147,
Shakhty, 346500, Russia, hitarova2015@yandex.ru
Мария П. Стенькина аспирант, кафедра конструирова-
ния,
технологии и дизайна, Донской государственный
технический университет
, Шевченко, 147, г. Шахты,
346500, Россия, s-akura@yandex.ru
Maria P. Stenkina graduate student, construction, technologies
and design d epartment, Don state technical university,
Shevchenko,
147, Shakhty, 346500, Russia, s-akura@yandex.ru
Татьяна Ю. Лесникова аспирант, кафедра конструирова-
ния, технологи
й и дизайна, Донской государственный тех-
нический университет
, Шевченко, 147, г. Шахты, 346500,
Россия, tanyarule@mail.ru
Tatyana Yu. Lesnikova graduate student, construction, technol-
ogies and design department, Don state technical university
,
Shevchenko, 147, Shakhty, 346500, Russia, tanyarule@mail.ru
КРИТЕРИЙ АВТОРСТВА CONTRIBUTION
Ирина В. Черунова консультация в ходе исследования
Irina V. Cherunova consultation during the study
Анна М. Коринтели проведение эксперимента
Anna M. Korinteli conducted an experiment
Мария П. Стенькина анализ литературных источников
Maria P. Stenkina review of the literature on an investigated problem
Татьяна Ю. Лесникова написала рукопись, корректировала
её до подачи в редакцию и несёт ответственность за плагиат
Tatyana Yu. Lesnikova wrote the manuscript, correct it before
filing in editing and is responsible for plagiarism
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ CONFLICT OF INTEREST
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
The authors declare no conflict of interest.
ПОСТУПИЛА 06.03.2018
RECEIVED 3.6.2018
ПРИНЯТА В ПЕЧАТЬ 12.04.2018
ACCEPTED 4.12.2018
