Пористость является одним из важнейших требований к текстильным изделиям и материалам, используемым в медицине. Ее принимают за основу при решении теоретических и практических задач, связанных с созданием высококачественного фильтровального материала для переливания крови и ее заменителей, искусственных кровеносных сосудов, сетчатого полотна для фиксирования внутренних органов и др.
Пористость имеет большое значение в изделиях и материалах санитарно-гигиенического и лечебно-профилактического назначения.
В текстильных изделиях и полотнах бытового назначения пористость обычно не определяют и никаких показателей или нормативов для этого не существует (исключение составляют специальные фильтровальные материалы). Однако она имеет большое эксплуатационное значение для бельевых, чулочно-носочных и других изделий, так как обеспечивает регулирование теплообмена организма человека с окружающей средой. Это особенно важно при использовании изделий из синтетического гидрофобного сырья, которое затрудняет эвакуацию влаги из пододежного пространства. Скопление влаги под одеждой, чулками, повязками и т. д. приводит к снижению их воздухопроницаемости, вентилируемости, ухудшает теплозащитные свойства и, следовательно, вызывает переохлаждение организма и простудные заболевания.
Известно большое количество работ, проводившихся с целью определения пористости трикотажа и особенно оценки его объемности. Много исследований посвящено также гигроскопичности и воздухопроницаемости тканей и трикотажа. Воздухопроницаемость и водопроницаемость являются основными показателями, по которым оценивают фильтровальную способность, теплозащитные и другие свойства текстильных материалов и изделий.
Проведенные работы по оценке гигроскопичности и воздухопроницаемости, как правило, касаются потребительских свойств отдельных видов полотен, не затрагивают изделий медицинского назначения и не претендуют поэтому на обобщающий характер полученных результатов. В этих работах понятие пористости трикотажа представляется как отношение его объемной массы к плотности волокна, из которого он связан. За показатель объемности принято отношение действительного объема нити или изделия к абсолютному объему волокон, входящих в их состав. Таким образом, в обоих случаях фактически дается характеристика объемности — рыхлости трикотажа.
Приведенные понятия пористости и объемности — рыхлости не имеют четких разграничений и практически сливаются. Эти характеристики целесообразно использовать при определении коэффициента теплопроводности и других эксплуатационных параметров обычной текстильной одежды, но они не могут быть приняты за основу для проектирования и оценки качества изделий медицинского назначения, так как в этом случае чрезвычайно важно знать не столько суммарную (абстрактно-общую) пористость, сколько значения ее отдельных элементов: величину и форму пор, их разновидности и количество на единице поверхности или в единице объема, а также равномерность распределения пор по площади или объему. Поэтому целесообразно ввести такие понятия пористости, которые учитывали бы специфику применения и функционирования указанных изделий. Собственно, пористость может быть классифицирована следующим образом: техническая, хирургическая и биологическая.
Техническая пористость характеризуется способом производства (ткацкий, трикотажный и др.), структурой сырья и технологическим режимом изготовления изделия или материала.
Хирургическая — минимально возможная пористость, исключающая проницаемость крови сквозь материал, изделие, например, сквозь стенку искусственного кровеносного сосуда в момент его включения в кровеносную систему больного. Хирургическая пористость может быть достигнута за счет минимальной технической пористости или за счет заполнения структуры материала, изделия специальными наполнителями: коллагеном, фибрином и др.
Биологическая — максимально возможная пористость, при которой практически исключается повреждение форменных элементов крови и обеспечиваются необходимые биологические процессы, например, прорастание стенки кровеносного сосуда соединительной тканью и др. Биологическая пористость может быть получена за счет применения рассасывающихся наполнителей. Стремление достичь максимальной пористости стенки кровеносного сосуда за счет технико-технологических средств связано с угрожающе большой потерей крови во время операции. Некоторые ученые полагают, что биологическая пористость должна в 200 и даже 500 раз превосходить исходную, т. е. хирургическую.
Однако процесс рассасывания наполнителя не регулируется и, следовательно, практически невозможно добиться идеальной биологической пористости. Последняя непосредственно связана с постепенным увеличением жесткости пересаживаемого материала или сосуда, поэтому степень жесткости может быть использована как мера биологической пористости.
Читайте также: Как сшить жилет из джинсовой ткани
Более подробно хирургическую и биологическую пористость целесообразно рассматривать при изучении хирургических изделий (для внутреннего протезирования), здесь же ограничимся лишь изучением технической пористости.
Пористость текстильных материалов
Кровепроницаемость, прорастание соединительной тканью, т. е. процесс «вживления» и функционирования изделий, материалов в значительной мере зависит от вида и размера сквозных пор, их формы, количества, равномерности распределения по площади, глубины (протяженности) и т. д.
Форма отверстий зависит от способа производства (структуры) материала и вида переплетения. Отверстия могут быть квадратными, прямоугольными, трапециевидными, треугольными, например, в тканом фильтровальном материале из мононити полотняного переплетения поры, в основном, квадратного сечения, а в образцах саржевого и сатинового переплетений — прямоугольного щелевидного; в трикотажном фильтровальном материале из той же нити переплетения гладь все поры имеют переменную площадь сечения, которая на уровне поверхности материала (при максимальной плотности вязания) по форме приближается к треугольнику.
Размеры отверстий варьируются в широких пределах. Чем больше плотность и связанность нитей, тем равномернее распределяются отверстия по поверхности, тем правильнее их геометрическая форма.
С увеличением плотности переплетения и толщины нити воздухо- и водопроницаемость ткани и трикотажа уменьшается. Чем меньше воздухопроницаемость, тем больше начальное сопротивление ткани или трикотажа; однако трикотаж обладает большей водо- и воздухопроницаемостью по сравнению с тканями, следовательно, его гидравлическое сопротивление будет меньше, чем у тканей.
Воздухо- и водопроницаемость, а также гигроскопичность являются функцией пористости изделия, материала.
Таким образом, для проектирования и оценки текстильных и, в частности, трикотажных изделий медицинского назначения необходимо иметь развернутые сведения о всех элементах, из которых слагается пористость.
Для расчетного определения поры в тканях разделены на три вида: сквозные, поверхностные и поры в пряже.
Общая пористость характеризует процентную долю всех воздушных промежутков внутри волокон, нитей и между ними.
Объемная пористость определяет воздушные промежутки только между нитями в процентах.
Поверхностная пористость показывает процентное отношение площади сквозных пор к площади элемента трикотажа, на которой они расположены.
Значительный интерес для характеристики пористости трикотажа представляют поверхностный и объемный модуль петли.
Поверхностный модуль петли — отношение площади одной петли к площади, занимаемой ее нитью, характеризует частоту и степень просвечивания трикотажа.
Объемный модуль петли — отношение объема, занимаемого одной петлей, к объему, занимаемому ее нитью, характеризует воздухоемкость и объемную массу трикотажа.
Итак, суммарная, общая пористость текстильного материала трикотажа, ткани может быть представлена как сумма площадей сквозных, несквозных (поверхностных, тупиковых пор на лицевой и изнаночной сторонах материала) и пористости сырья.
Значительное количество трикотажных изделий медицинского назначения изготовляют переплетением гладь (искусственные кровеносные сосуды, фильтровальный материал для переливания крови, лечебное белье и др.).
Определение частных характеристик пористости позволяет получить полное представление об особенностях строения трикотажа, его воздухо- и влагопроницаемости, фильтрующей способности, гигиенических и других свойствах.
Структурные характеристики тканей.
Строение тканей характеризуется:
Плотностью- ч и с л о м н и т е й о с н о в ы и у т к а, расположенных на условной длине, равной 100 мм, соответственно, плотностью по основе По и плотностью по утку Пу.
Читайте также: Разновидности образовательной ткани растений таблица
Ткани могут быть равноплотными, т.е. иметь одинаковую плотность в обеих системах нитей, и неравноплотными — с различной плотностью по основе и утку.
Соотношением плотностей по основе и утку определяется форма ячейки ткани. При увеличении плотности по основе нити сдвигаются в вертикальном направлении, при увеличении плотности по утку-в горизонтальном. Вследствие этого ячейки ткани перестают быть симметричными и вытягиваются в том или ином направлении.
Форма ячейки ткани является одним из основных параметров, определяющих сходство или различие механических свойств ткани в долевом и поперечном направлении.
Максимальная деформация тканей из нитей одинакового строения и толщины происходит в направлении диагонали ячейки: в равноплотных тканях под углом 45.
При одинаковой фактической плотности, т. е. одинаковом числе нитей на единицу длины ткани, степень заполнения ткани нитями может быть различной в зависимости от толщины последних. Поэтому для получения сравнимых характеристик вводятся понятия заполнения и наполнения тканей.
Линейное заполнение ткани по основе Ео и по утку Еу, %, показывает, какая часть длины ткани вдоль основы или утка занята поперечниками параллельно лежащих нитей (без учёта их переплетения с нитями перпендикулярной системы).
Линейное заполнение определяется как отношение фактического числа нитей основы По или утка Пу, расположенных на длине L, к максимально возможному числу нитей Пmax того же диаметра d, которые теоретически могут быть расположены без промежутков, сдвигов и смятий на аналогичной длине.
При определении плотности на длине L=100 мм максимальная плотность Пmax=100/d: отсюда линейное заполнение, %, по основе Eо=100% (dо По/100)=dо По, по утку Eу=100(dу Пу/100)=dу Пу.
Определяя расчётный диаметр нитей по формуле d= А / 31,6 и подставляя его значение, получаем окончательные формулы для расчёта линейного заполнения:
где А- коэффициент зависящий от природы волокна (таблица в лабор. работах).
В зависимости от назначение ткани линейное заполнение ее может изменяться от 25 до 150%. Ниже приведены ориентировочные показатели линейного заполнения тканей различного назначения, %:
Вид (волокнистый состав) тканей Ео / Еу
Бельевые -хлопок, химические волокна 40-60 / 40-50
Платьевые -хлопок, шерсть, химические 40-70 / 35-60
Костюмные- хлопок, шерсть, химические 65-125 /50-90
Пальтовые -хлопок, шерсть, химические 50-150 /40-130
Если линейное заполнение ткани больше максимальной плотности т.е больше 100%, нити или сплющиваются, принимая эллиптическую форму, или располагаются со сдвигом на разной высоте. По линейному заполнению могут быть рассчитаны размеры полей просвета (сквозных пор) ткани (рис. 30), мм:
Линейное наполнение, Н%,показывает, какая часть длины ткани вдоль основы или утка занята поперечниками нитей обеих систем с учётом их переплетения.
Образование каждого поля связи, т.е переход нити с лицевой стороны на изнаночную и с изнаночной стороны на лицевую, влечёт за собой раздвигание нитей противоположной системы. Чем больше полей связи имеет переплетение в пределах рапорта, чем меньше может быть максимальная плотность ткани. Таким образом, с учетом числа полей связи в рапорте линейное наполнение характеризует степень уплотненности (напряженности) ткани.
Ткани с более редкими полями связи, в которых отдельные группы нитей получают возможность располагаться вплотную, обладают большей наполненностью, чем ткани с короткими перекрытиями и частыми полями связи. Поэтому, например, ткани атласного переплетения можно вырабатывать со значительно большей плотностью, чем ткани полотняного переплетения.
Читайте также: Ткани все колпино телефон
Чтобы рассчитать фактическое наполнение по основе и утку ткани произвольного переплетения, нужно определить, какую часть от общей длины раппорта составит длина, заполненная поперечниками нитей основы и утка. Для этого, зная расчётные диаметры нитей основы dо и утка dу, устанавливают число нитей n рапорта в направлении одной системы и число полей связи С, образуемых в рапорте перпендикулярной системы. При плотности Пна длине 100 мм и числе нитей в рапорте n длина рапорта LR = 100 n / П.
Отсюда линейное наполнение, %, по основе Ho и утку Hу
Связь элементов в ткани может характеризоваться коэффициентом связанности по основе Ко и по утку Ку, представляющим собой отношение линейного наполнения к линейному заполнению:
Для ткани полотняного переплетения Ко,у=2, саржи Ко, у=1,5, сатина Ко, у=1,25.
Поверхностное заполнение Епов, %, характеризуется отношением площади ткани, заполненной проекциями нитей основы и утка, ко всей площади ткани.
Так как, переплетаясь между собой, нити основы и утка накладываются одна на другую, то площадь их проекций меньше площади, занимаемой каждой из составляющих в отдельности.
Допустим, площадь одной ячейки ткани -АВСD (рис. 30), площадь проекции нитей основы — АВМК и нити утка- AFID. Тогда по- верхностное заполнение рассматриваемой площади ткани Епов,%, равно.
 |
Зная поверхность заполнение ткани, можно определить ее поверхностную пористость Rпов, показывающею отношение площади сквозных пор к площади всей ткани,%.
Поверхностное наполнение Н, %, В. П. Склянников характеризует отношением условно- минимальной площади Smin, которую могла бы занимать ткань при ее условно-максимальной уплотненности, к фактической площади Sфакт, занимаемой данной тканью.
Коэффициент наполнения ткани определяется по формуле
Предполагая, что при максимальной уплотненности ткани свободных полей просвета нет, величина условно-минимальной площади ткани может быть подсчитана по формуле
где Sc, Sп ,Sпр–площадь поля связи, контакта просвета;
nc, nн , nпр – число полей связи, контакта, просвета
В зависимости от числа полей связи изменяется условно –минимальная площадь ткани. Максимальную площадь при одинаковой плотности будет занимать ткань полотняного переплетения, так как она имеет максимально возможное число полей связи.
Поверхностное наполнение, учитывающие число полей связи в рапорте, лучше, чем поверхностное заполнение, характеризует уплотненность ткани.
Объемное заполнение Ev, %, показывает, какую часть объема ткани составляет объем нитей основы и утка.
где mн и mт – масса нитей и ткани;
dн и dт — объемная масса нитей и ткани.
Так как массы нитей и тканей равны, получаем уравнение
т.е. объемное заполнение может быть выражено как отношение объемной массы ткани к объемной массе нитей.
Ориентировочно показатели объемной массы хлопчатобумажных тканей составляют 0,25-0,5; льняных 0,4-0,7; шерстяных 0,15-0,4 г/см 3 .
Заполнение по массе Еm ткани, %, определяется отношением массы нитей к массе, которую мог бы иметь материал при условии полного отсутствие пор как между нитями, так внутри нитей между волокнами и макромолекулами:
где g — плотность вещества волокон.
Общая пористость ткани, %, характеризует долю всех промежутков между нитями, внутри нитей и волокон:
Общая пористость тканей колеблется от 50 до 85%.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом