Спрос на защитную одежду всегда актуален, при этом особое внимание уделяется средствам индивидуальной защиты (СИЗ), отвечающим требованиям длительной тепло- и огнезащиты в сочетании с разрывной прочностью и прочностью при истирании, низкой усадкой, высокой гигроскопичностью, хемостойкостью. В ООО НПФ «Термостойкие изделия» проведены исследования по изучению свойств отечественного высокотермостойкого волокна Арселон на соответствие указанным показателям.

 Известно, что в состав комплекта рабочей одежды могут входить плащ- накидка, костюм, рукавицы, каска, обувь и элемент, предохраняющий дыхательные пути (повязка, маска, респиратор, противогаз и др.).

Рабочие рукавицы предназначены для защиты рук от различных повреждений при выполнении сложных видов работ, включая ожоги, гипоаллергенность, проколы, порезы, высокую истираемость, термические и химические воздействия и прочее. По назначению они используются в составе специальной одежды на производствах ряда промышленностей: нефтяная, химическая, горнодобывающая, машиностроительная и т. д.

Для обеспечения технических требований рабочие рукавицы изготавливают из различных сырьевых материалов: хлопок, смеси хлопка и льна, смеси хлопка с синтетическими волокнами, полиэфирное волокно, спилок, шерстяное сукно, асбест, резиновые смеси, термозащитные волокна и нити с поверхностной пропиткой или без нее. 

Особое место среди названных материалов занимают термостойкие полимерные волокна и нити. В России в этом секторе производятся параарамидные (Русар, Руслан) и полиоксадиазольные (Арселон) волокнистые материалы. Высокая термостойкость позволяет эксплуатацию изделий из них длительно при 250 -290о С и кратковременно - до 400о С.

Учитывая высокую термостойкость указанных полимеров, следует отметить преимущества полиоксадиазольных волокон в сравнении с параарамидными, а именно: наличие высокой эластичности, светостойкость, способность к окрашиванию рядом красителей.

 Температура воспламенения полиоксадиазольных волокон составляет более 350° С, температура самовоспламенения - 570° С. Данное волокно нерадиоактивно, не содержит опасных примесей и не оказывает токсичного воздействия на организм человека. Волокно не плавится и защищает от повышенных температур (окалин, искр, не прожигается от соприкосновения с частицами металла температурой 700-800° С), воздействия электрической дуги, воздействия органических кислот, растворителей и нефтепродуктов.

 Ткани из этих волокон уникальны и не имеют аналогов, огнестойкость составляет не менее 20 секунд, не дают усадки и не коробятся. По показателю термостойкости эти ткани превосходят известные мировые аналоги типа Nomex, Kevlar.

Изделия из названных волокон без специальных пропиток отличаются незначительным изменением линейных размеров в кипящей воде и при высокой температуре, имеют высокую гигроскопичность, соответствующую вискозному волокну. Значение кислородного индекса (КИ) – до 32.

Рукавицы на основе арселоновых тканей специальные теплозащитные (тип А и Б торговой марки Арселон®) созданы и выпускаются предприятием ООО НПФ «Термостойкие изделия» в соответствии с технической документацией ТУ 8578-002-1175835-2006, сертификат соответствия № ЕАЭС RUC–RU.ЛТ45.В, 00686/22 серия RU0339776, и патентом. Рукавицы представлены на рис. 1.

Теплозащитные рукавицы имеют корпус, образованный ладонной и тыльной деталями, напалок для большого пальца. Все элементы теплозащитной рукавицы выполнены многослойными, состоящими из наружного, внутреннего и промежуточного слоев. При этом промежуточный слой выполняется однослойным или многослойным. Практическая эксплуатация указанной конструкции теплозащитной рукавицы осуществляется традиционным способом и позволяет после износа ее ладонной стороны на левой и правой руках поменять их местами, на правую руку надеть левую рукавицу и наоборот, и продолжить их эксплуатацию. Рукавицы могут быть дополнены удлиненным напульсником (крагами).

Результаты выполненных исследований выявили полное соответствие показателей рукавиц требованиям ТР ТС 019/2021 по геометрическим размерам. По показателям безопасности требований ТР ТС 019/2011 все числовые значения значительно ниже нормируемых, что обеспечивает полное выполнение требований техники безопасности для работающих в особых условиях.

Рис.1. Рукавицы специальные теплозащитные типов А и Б

       В таблице 1 представлены результаты физико-механических и огнезащитных испытаний специальных рукавиц на основе полиоксадиазольных тканей.

Анализ свойств отечественных термостойких параарамидных и полиоксадиазольных волокон выявил преимущества последних при переработке их на серийном оборудовании ткацких цехов при изготовлении тканей для изделий специальной рабочей одежды;

В ООО НПФ «Термостойкие изделия» разработаны модели теплозащитных специальных рукавиц на основе полиоксадиазольных волокон для длительной эксплуатации в диапазоне 250-290о С и кратковременно - до 400о С; при этом установлено значительное превышение прочностных показателей разработанных рукавиц в сравнении с нормируемыми значениями и высокие огнезащитные свойства этих изделий.

Выявлено полное соответствие санитарно-химических показателей безопасности техническим требованиям (УФ-поглощение, напряженность электрического поля на поверхности, миграция токсичных веществ: формальдегида, диметилтерефталата, мышьяка, свинца, кадмия, хрома, кобальта, меди, никеля, ртути). При этом числовые значения значительно ниже нормируемых, что является решающим при реализации исследованных изделий, так как обеспечивает выполнение требований техники безопасности работающих в особых условиях.

 Таблица 1. Результаты испытаний специальных рукавиц

Полученные показатели позволили рекомендовать ткани на основе арселоновых волокон для пошива защитных костюмов и перчаток (рис. 2-3).

Эластичность арселоновых волокон и их поведение в мокром состоянии влияют на работу и усадку основы и утка и на соотношение размеров суровых и готовых тканей. Жесткость арселоновых нитей определяет максимальную плотность утка. По сравнению с другими синтетическими нитями из арселоновых благодаря их большей объемности можно получать ткани с одинаковым заполнением, но меньшим весом. Применение арселоновых волокон не вносит принципиальных изменений в технологию прядения, ткачества и подготовки к нему. Пороки, возникающие при ткачестве арселоновых нитей, почти не отличаются от пороков, характерных при ткачестве нитей из волокон других видов. 

Было проведено подробное комплексное исследование специальных свойств (термические характеристики, светостойкость, устойчивость к микроорганизмам) волокон оксадиазольного ряда, которое позволило установить области и условия их эксплуатации. Результаты сравнительных исследований механических свойств волокон Арселон методами ТГА и ДСК на воздухе и в среде азота свидетельствуют о том, что деструкция полимерной системы начинается при температуре 450о С в воздушной и инертной среде. Эти данные подтверждают высокую теплостойкость волокон Арселон до температуры 450о С.

Для оценки эксплуатационных характеристик арселоновых волокон и нитей были проведены подробные исследования изменения их свойств с применением стандартных методов испытаний, а именно изучалась их теплостойкость. Испытания были проведены при температурах 250° С и 300° С на воздухе. Приведенные данные свидетельствуют о высокой работоспособности волокна Арселон (нити и пряжа) при температуре 250о С (сохранение прочности до 85 %, относительного удлинения 80-55 %). При температуре 300о С работоспособность составляет несколько часов (20-25).

Для интегральной оценки микробиологической стойкости волокон и нитей было использовано изменение их механических свойств под действием микроорганизмов почвы. Было выявлено, что действие почвенных микроорганизмов на арселоновые волокна и нити приводит к незначительному протеканию деструктивных процессов и соответственно незначительному снижению прочности. Так, при выдержке в почве в условиях Северо-Западного региона России в течение 140-160 дней прочность при разрыве снизилась на 5-13 %, а удлинение при разрыве - не более чем на 7-14 %.

Методами термогравиметрии и дифференциальной сканирующей калориметрии подтверждена высокая термостойкость арселоновых волокон, имеющих температуру разложения в диапазоне 450-470о С.

При этом установлено сохранение прочности арселоновых волокон при разрыве до 85 % и относительного удлинения до 55- 80 % после воздействия температуры 250о С в течение 300 часов. 

Полученные результаты проведенных исследований в сочетании с высокой эластичностью (относительное удлинение при разрыве до 20 %)позволили рекомендовать нить и пряжу на основе оксадиазолов для изготовления текстильных изделий с высокими эксплуатационными свойствами, в том числе для специальной защитной одежды.

ООО НПФ «Термостойкие изделия» является производителем термостойких тканей на основе полиоксадиазольных волокон (Арселон).

На рис 3 представлен защитный костюм для металлурга.

Авторы: Макаров П. Б., Михайлова М. П., Макаров Б. П., ООО НПФ «Термостойкие изделия»

Подписывайтесь на наши соцсети:

вконтакте: https://vk.com/lp_magazine

телеграм: https://t.me/lpcourier