OТ АВТОРОВ
Монография посвящена нетканым материалам, разнообразные и уникальные свойства которых позволяют применять их в совершенно различных сферах деятельности: в промышленности и строительстве, сельском хозяйстве и медицине, торговле и быту.
Возросшие объемы производства нетканых материалов во всем мире и темпы этого роста по сравнению с другими секторами текстильной промышленности, устойчивая востребованность, кратчайшие временные сроки цикла производства нетканых материалов (от получения сырья до выпуска широчайшего ассортимента продукции) делают актуальными и перспективными исследования нетканых полотен технического назначения.
Монография написана авторским коллективом и состоит из одиннадцати глав. Авторами 1 и 8 глав являются М.Ю. Трещалин и Г.К. Мухамеджанов, 2-я глава написана М.Ю. Трещалиным и М.В. Киселевым, автор 3 и 6 глав А.В. Трещалина, 5-й – М.Ю. Трещалин, 7-й – Г.К. Мухамеджанов, главы 9–11 написаны М.Ю. Трещалиным, М.В. Киселевым, Г.К. Мухамеджановым.
Авторы будут признательны за отзывы, дополнения и предложения, направленные на улучшение содержания данной книги.
Авторы выражают благодарность за предоставление материалов и содействие в подготовке монографии к.т.н. А.М. Киселеву.
Д-р техн. наук М.Ю. Трещалин, д-р техн. наук М.В. Киселев, канд. техн. наук Г.К. Мухамеджанов, канд. техн. наук А.В. Трещалина
BВЕДЕНИЕ
Нетканые полотна относятся к наиболее быстро и динамично растущей ассортиментной группе текстильных изделий. Среднегодовые темпы роста выпуска нетканых материалов в мире по разным источникам составляют 4–5 %, причем эта тенденция сохраняется в настоящее время. По данным МИНПРОМТОРГ России, озвученным на конференции «Медтекстиль-2012», проходившей в Москве с 8 по 9 октября, объем потребления химических волокон с 2007 по 2011 гг. увеличился почти на 30%. К основным преимуществам таких материалов следует отнести высокие физико-механические характеристики, достаточно простую и экономичную технологию изготовления, возможность использования разнообразного волокнистого состава.
Выработка нетканых полотен технического назначения в основном осуществляется из полимеров, которым присуще оптимальное сочетание высокой прочности синтетических волокон, стойкости к внешним воздействиям и цены (85 % используемого сырья – полиэфир и полипропилен).
В последние годы нетканые материалы нашли широкое применение при строительстве транспортных магистралей и других объектов, что позволило повысить долговечность конструкций, снизить трудо- и энергозатраты, упростить технологию, повысить культуру производства и т.д. Так, геотекстильные прослойки в дорожных сооружениях выполняют несколько функций: усиление (армирование) асфальтобетонных покрытий и оснований, повышение устойчивости земляного полотна на слабых грунтах и откосах высоких насыпей, разделение слоев железнодорожных насыпей, подверженных быстрому перемешиванию за счет вибрации, предотвращение взаимопроникновения частиц грунта в дренирующие слои, гидроизоляция грунта от переувлажнения и защита почвы от вредных влияний сточных и загрязненных води др.
Геотекстильные полотна показали свою эффективность в гидротехническом строительстве, защите береговой линии водоемов, предотвращении размывания пляжей и откосов, укреплении дамб и плотин, обустройстве нефтяных и газовых месторождений, а также в балластировке магистральных трубопроводов.
Геотекстиль под названием дорнит начал применяться еще с 1973 г. при освоении новых газовых и нефтяных месторождений в Западной Сибири и на Крайнем Севере. Производство дорнита было освоено, главным образом, на предприятиях по переработке вторичных ресурсов с использованием низкосортного сырья и восстановленных волокон. Однако этот материал не отвечал требованиям потребителей ни по номенклатуре и ассортименту, ни по качеству.
В последнее десятилетие большинство проектов по самым значительным объектам строительства и реконструкции автодорог в России предусматривало в той или иной мере создание дополнительных слоев из геотекстильных нетканых материалов в дорожной одежде, земляном полотне, на поверхности откосов. К числу таких объектов можно отнести, в частности, автомобильные дороги Москва – С.-Петербург, Москва – Минск, МКАД, транспортный обход г. С.-Петербурга, прокладываемых зачастую в экстремальных условиях (слабые основания, подтопление насыпей, наличие вечномерзлых грунтов, необходимость выполнения больших объемов работ при отрицательных температурах).
Учитывая высокую конкуренцию среди отечественных и зарубежных производителей, приоритетными являются вопросы качества выпускаемых материалов. В этих условиях весьма актуальными становятся проблемы, связанные с испытаниями (исследованиями), сертификацией продукции (в том числе и импортной), разработкой новых методов испытаний, использованием современных средств измерения, а также подготовкой соответствующей нормативно-технической документации.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Классификация, производство и потребление нетканых текстильных материалов
1.1. Классификация нетканых материалов. Термины и определения
1.2. Производство и потребление нетканых материалов технического назначения в мире
1.3. Области применения и ассортимент геотекстильных материалов
1.4. Производство и ассортимент нетканых материалов в России
1.5. Номенклатура геотекстильных материалов зарубежных фирм
2. Расчет и проектирование волокнистых материалов
2.1. Методы проектирования тканей
2.2. Методы проектирования текстильных изделий, имеющих волокнистую структуру
2.3. Аналитический метод расчета и проектирования нетканых мате-риалов технического назначения с учетом условий эксплуатации
2.3.1. Расчет напряженно – деформированного состояния геотекстильных нетканых материалов
2.3.2. Расчет и проектирование нетканых материалов, предназна-ченных для использования в качестве воздушного фильтра
2.4. Математическая модель прогнозирования деформационных свойств нетканых материалов
2.4.1. Математическая модель деформирования волокнистых материалов с применением метода конечных элементов
2.4.2. Моделирование контактного взаимодействия волокон в материале
2.4.3. Моделирование геометрической структуры волокнистых материалов
2.4.4. Исследование деформационных свойств нетканых материалов при растяжении с применением компьютерного моделирования
3. Методы анализа теплофизических свойств волокнистых материалов
3.1. Расчет теплофизических параметров нетканых материалов, используемых для теплоизоляции
3.2. Экспериментальное исследование теплофизических свойствнетканых материалов
3.3. Результаты измерений эффективного коэффициента теплопроводности иглопробивных нетканых материалов
4. Выбор волокнистого состава нетканых материалов технического назначения в зависимости от условий перспективной эксплуатации
4.1 Анализ напряженно-деформированного состояния волокон, обусловленного фазовым переходом воды при замерзании в порах геотекстильного материала
4.2. Определение волокнистого состава теплоизоляционных нетканых материалов
5. Проектирование геотекстильных материалов, предназначенных для использования в дорожном строительстве
5.1. Определение поля уровней напряжений в дорожной насыпи
5.1.1. Описание математической модели расчета напряжений, возникающих в дорожной насыпи
5.1.2. Анализ результатов расчета напряжений по толщине дорожной насыпи
5.2. Расчет параметров геотекстильных материалов, используемых в дорожном строительстве
6. Расчет толщины нетканых теплоизоляционных материалов в зависимости от условий эксплуатации
6.1. Расчет толщины материала, предназначенного для теплоизоляции холодильных установок
6.2. Расчет толщины материала, предназначенного для теплоизоляции горячих трубопроводов
6.3. Расчет толщины материала, предназначенного для теплоизоляции подземных газопроводов
7. Стандартизация и сертификация продукции текстильной промышленности
7.1. Основы стандартизации
7.1.1. Основные положения в области стандартизации
7.1.2 Цели, задачи, функции и принципы стандартизации
7.1.3. Элементы стандартизации
7.1.4. Объекты и методы стандартизации
7.1.5. Национальная система стандартизации в РФ
7.1.6. Стандартизация в текстильной и легкой промышленности
7.2. Сертификация продукции текстильной и легкой промышленности
7.2.1. Понятие сертификации
7.2.2. Законодательная и нормативно-методическая база сертификации
7.2.3. Сертификация как процедура подтверждения соответствия
7.2.4. Обязательная и добровольная сертификация
7.2.5. Законодательная и нормативная база подтверждения соответствия
7.2.6. Сертификация продукции текстильной и легкой промышленности
8. Способы производства нетканых материалов
8.1. Производство нетканых материалов способом спанбонд
8.2. Технические требования, предъявляемые к нетканым гео- и агротекстильным материалам, полотнам медицинского назначения и волокнистому составу
9. Номенклатура и показатели качества нетканых материалов
9.1 Основные направления испытаний (исследований) текстильных материалов
9.2. Номенклатура и виды проводимых испытаний (исследований)
10. Методы испытаний нетканых материалов технического назначения
10.1. Общие методы испытаний нетканых полотен и изделий
10.2. Специальные методы испытаний нетканых полотен технического назначения
10.2.1. Физико-механические характеристики геотекстильных материалов
10.2.2. Водно-физические характеристики геотекстильных материалов
10.2.3. Определение пористости материала
10.2.4. Определение устойчивости и долговечности нетканых полотен
10.2.5. Характеристики фильтрующих материалов
10.2.6. Определение коэффициента теплопроводности нетканых материалов
11. Методы испытаний и оценка структурных характеристик нетканых материалов
11.1. Условия испытаний сырья, полуфабрикатов, нетканых полотен и изделий
11.2. Методы испытаний химических волокон
11.3. Контроль качества полуфабрикатов
11.4. Особенности оценки структурных характеристик нетканых материалов
11.5. Методы определения структурных характеристик нетканых материалов
12. Композиционные материалы – новое перспективное направление использования нетканых полотен
12.1. Нетканые полотна, используемые для изготовления композитов
12.2. Связующее, применяемое при изготовлении композитов на нетканой основе
12.3. Изготовление и исследование образцов композитов на нетканой основе
12.4. Разработка и исследование гидроизоляционных композитов на нетканой основе