Розробка методу оцінки захисних властивостей текстильних матеріалів при впливі високотемпературних факторів

Апробація роботи. Основні положення та результати роботи доповідались на наступних науково-технічних конференціях: республіканському науково-практичному семінарі “Перспективи розвитку виробництва товарів народного споживання та сфери послуг” (м. Хмельницький, 1990 р.), науково-технічній конференціі країн СНД “Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах і конверсії виробництва” (м. Хмельницький, 1992 р.), науково-практичній конференції “Наукові основи сучасних прогресивних технологій” (м. Хмельницький, 1994 р.), науково-практичній конференціі “Технологічний університет в системі реформування освітньої та наукової діяльності Подільського регіону” (м. Хмельницький, 1995 р.), науково-технічній конференції “Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах і конверсії виробництва” (м. Хмельницький, 1995 р.), міжнародній науково-технічній конференції “Новітні технології в легкій промисловості та сервісі” (м. Хмельницький, 1998 р.) та опубліковані в збірниках матеріалів вказаних конференцій.

Робота обговорювалась та була схвалена на засіданні кафедри технології та конструювання швейних виробів Технологічного університету Поділля (м. Хмельницький), на міжкафедральному семінарі у ДАЛПУ.

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 14 наукових праць.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів з висновками, загальних висновків, списку використаних літературних джерел із 131 найменування та 15 додатків. Основний зміст роботи виконано на 135 сторінках машинописного тексту, містить 35 рисунків, 9 таблиць. Загальний об’єм дисертації складає 200 сторінок.

 

 

У вступі обгрунтована актуальність теми дисертаційної роботи, визначені мета, основні задачі та методи досліджень, сформульовані елементи наукової новизни роботи та її практична цінність.

В першому розділі виконано аналіз літературних джерел щодо питань та проблем, які пов’язані з розробкою спеціального одягу для захисту від високотемпературних руйнівних факторів.

Аналіз асортименту спеціальних матеріалів, які застосовуються при виготовленні захисного спеціального одягу показав, що в наш час для ефективного захисту робітників від впливу високотемпературних факторів гарячих цехів термохімічних виробництв є достатньо великий асортимент матеріалів, правильний вибір яких в значній мірі залежить від об’єктивної та всебічної оцінки їх властивостей. Об’єктивна оцінка захисних властивостей матеріалів спеціального одягу може бути зроблена тільки шляхом використання методів дослідження, які адекватно моделюють умови комплексного впливу високотемпературних агресивних факторів виробництва. Проте на підставі аналізу літературних джерел було з’ясовано, що незважаючи на різноманітність робіт по оцінці стійкості текстильних матеріалів до високотемпературного впливу, в наш час відповідних методик та пристроїв, які б могли враховувати весь комплекс небезпечних та шкідливих факторів термохімічних виробництв, розроблено недостатньо. Це дозволило визначити основні напрямки робіт по методичному та приладному забезпеченню процесу дослідження захисних властивостей текстильних матеріалів при впливі високотемпературних факторів.

У другому розділі розроблена інформаційна модель процесу дослідження захисних властивостей спеціальних текстильних матеріалів при впливі високотемпературних факторів та дано обгрунтування доцільності її застосування. Принцип побудови запропонованої моделі полягає в розподілі процесу дослідження властивостей матеріалів на етапи, які містять в собі вивчення умов експлуатації ЗІЗ, лабораторні та виробничі дослідження, рекомендації по застосуванню матеріалів для ЗІЗ, що розробляються. Модель встановлює взаємозв’язок між різними етапами процесу дослідження властивостей матеріалів, містить логічні зворотні зв’язки для порівняння результатів дослідження, що отримані в лабораторних умовах та в процесі дослідного ношення.

Аналіз умов праці робітників пічних відділень виробництва фосфору виявив, що на матеріали спецодягу впливає комплекс НШВФ, а саме: частинки розплавленого шлаку і ферофосфору, нагріті до температури 1300 оС; теплове випромінювання високої інтенсивності, а також механічний вплив. При цьому найбільшу небезпеку для робітників становлять частинки розплавленого шлаку і ферофосфору, які, стикаючись з матеріалами спецодягу, викликають їх термомеханічне руйнування, внаслідок чого робітники отримують термічні опіки та ушкодження. Теплове випромінювання, яке протягом тривалого часу нагріває матеріал спецодягу, призводить до теплового старіння матеріалів, внаслідок чого їх властивості суттєво змінюються, що позначається на захисних можливостях спецодягу.

За підсумком вивчення умов праці робітників пічних відділень виробництва фосфору, аналізу топографії зносу штатного спецодягу з’ясовано, що матеріал арт. 6425, з якого він виготовлений, не відповідає характеру і умовам праці. Фактичний строк експлуатації спецодягу складає 2-3 місяці при нормі 6 місяців. При цьому максимальному зносу та пошкодженням піддаються пілочка куртки, верхня частина рукавів, колінна частина та низ брюк.

Аналіз НШВФ, які характерні для пічних відділень термохімічних виробництв, дозволив встановити, що захисні властивості спецодягу залежать від термостійких та термозахисних властивостей матеріалів, з яких його виготовлено, а також від стійкості матеріалів до теплового випромінювання. На підставі сучасних теоретичних уявлень про вплив високих температур на полімерні матеріали запропоновано вважати критерієм термостійкості час, протягом якого матеріал витримує вплив високої температури без руйнування, а критерієм термозахисних властивостей – час, протягом якого матеріал прогрівається до критично-допустимої температури 50 оС.

На підставі розрахунків теплових ефектів реакції горіння білої та червоної модифікацій фосфору запропоновано при оцінці термостійких та термозахисних властивостей спеціальних матеріалів як джерело високотемпературного впливу використовувати червоний фосфор. Експериментально-теоретичним шляхом визначено, що наважка фосфору масою 0, 2 г забезпечує адекватне моделювання високотемпературного впливу, яке має місце в реальному виробництві.

Аналіз теоретичних питань процесів термоокислювальної деструкції текстильних матеріалів показав, що в умовах пічних відділень термохімічних виробництв найбільш суттєвий вплив на здатність матеріалів до теплового старіння становить такий фактор, як температура. Виділення цього фактора, як основного визначило розробку відповідного пристрою та методики оцінки стійкості матеріалів до теплового