Свойства и применение нейлона

Исследовательская работа

Свойства и применение нейлона

Руководитель:

учитель  Беляков Владимир Алексеевич

                          Содержание                                            Стр.

1.введение

                                                                                                               3

2.основная  часть:

      -Изучение литературы и теоретического опыта                                         4-6

      -Наблюдение за нейлоном и нейлоновыми изделиями.

       Химические эксперименты                                                                       7-10

      - Уход за нейлоновыми изделиями                                                                10

3.заключение                                                                                                    11-13

4.список использованных источников и литературы                                        14

Введение

     В современном мире ткани,   созданные химическим путем – солидные конкуренты натуральным материалам. Их добавляют  к природным волокнам, чтобы получить новые, более стойкие  ткани. Один из самых популярных представителей – нейлон. Его  используют для изготовления предметов верхней и повседневной одежды, чулочно-носочных изделий, армейских товаров, вещей для туристов и спортсменов. Нейлон обладает интересной историей создания, положительными свойствами и огромными  практическими возможностями. Простой  в уходе, недорогой по производству – все это делает его популярным  и доступным для любой семьи.

     Цель исследования: изучить свойства и применение нейлона.

     Задачи исследования:

1.познакомится  с различными источниками литературы и теоретического опыта по теме исследования;

2.определить путем наблюдения, проведения экспериментов свойства нейлона на примере паракорда;

3.познакомится с возможными сферами применения нейлона.

     Гипотеза исследования:  применение нейлона зависит от качеств и свойств материала.

     Актуальность исследования:

Актуальность темы исследования обусловлена следующими факторами:

-обобщение накопленного опыта;

-суммирование и продвижение знаний по основному вопросу.

 Данная тема актуальна в связи с широким применение нейлона в жизни человека.

Объект: нейлон

Предмет: нейлоновые изделия. Для данного исследования взяты изделия из паракорда.

Изучение литературы и теоретического опыта

Нейлон — прочное волокно на основе полиамида:

  

     Нейлон, состоящий из амидных сополимеров, получается в результате взаимодействия веществ из группы уксусных кислот с аминами. Это полностью синтетический материал, который ценится за легкость, устойчивость к повреждениям и привлекательный внешний вид. Характеристика ткани нейлон подтверждает уникальные свойства материала, такие как практичность, универсальность, функциональность. Благодаря этим качествам во время второй мировой войны из него делали не только чулки для женщин, но и бронежилеты для солдат.

      Это первый синтетический полимер, который по некоторым свойствам превосходит металлы. Был открыт в 1935 году группой учёных под руководством Уоллеса Карозерса, работавших в американской химической компании DuPont (ДюПон) над полиамидами. Они пытались разработать коммерчески выгодный материал, имеющий свойства шёлка. Очень прочное и прозрачное вещество было открыто случайно из нагретой смеси каменноугольной смолы, этилового спирта и воды. Вещество впоследствии назвали полиамид-6.6 (ПА-6.6). В 1939 году волокну, произведённому из этого вещества, было дано название нейлон (на английском языке «NYlon», где первые две буквы обозначали название города New York, — место проведения Всемирной ярмарки).

     Парако́рд (англ. Parachute cord, paracord, для типа 3 — 550 cord) — лёгкий полимерный шнур, изготовленный из нейлона, изначально использовавшийся в стропах парашютов. Паракорд может использоваться для многих иных целей, как военными, так и гражданским населением[1].

     Несмотря на то, что изначально паракорд использовался в воздушно-десантных войсках, многие военные имели доступ к нему. Паракорд часто использовался в ситуациях, когда необходим лёгкий трос, например, для закрепления экипировки, в качестве темляка, чтобы не потерять мелкие или нужные предметы, им привязывают рюкзаки к полкам на технике, и т.д.

    Нити сердечника могут быть извлечены в случае, если требуется тонкая нить, например, при ремонте одежды или в качестве рыболовной лески в экстремальных ситуациях:

 

 Нейлоновая оболочка часто используется отдельно, с удалёнными из неё нитями сердечника, когда требуется более тонкий или менее эластичный трос, например, в качестве шнурков для обуви. Концы троса практически всегда оплавляют и обжимают для предотвращения расплетения. Полезные свойства паракорда для применений военными были замечены и в гражданской жизни. После завершения Второй Мировой Войны паракорд стал доступен гражданским лицам, сперва в результате распродаж военных избытков, а затем как самостоятельный коммерческий продукт.

    Кроме утилитарных применений, паракорд может использоваться для изготовления браслетов, ремней и иных декоративных изделий. Иногда такие изделия связаны таким образом, чтобы их было легко расплести для использования троса в экстремальных ситуациях:

Паракорд может включаться в состав наборов выживания:

Энтузиасты различных видов спорта на открытом воздухе иногда используют «браслеты для выживания», сделанные из нескольких метров паракорда, сплетённых в компактном носимом виде. Такие браслеты могут быть быстро расплетены в любых ситуациях, когда потребуется верёвка — для закрепления грузов, починки ремней, при спасении из воды.

      Паракорд не предназначен для использования в альпинизме, поскольку не соответствует многим требованиям на альпинистские тросы.

     Из паракорда могут изготавливаться брелоки для ключей, ремни, ремешки для часов, поводки для собак, оплётка для небольших предметов и другие изделия:

10,5 метрами паракорда воспользовались астронавты во время миссии Шаттла STS-82 при ремонте космического телескопа Хаббл.

Наблюдение за нейлоном и нейлоновыми изделиями.

Химические эксперименты[2]

Гигроскопичность

    Гигроскопичность – это способность материала поглощать и отдавать влагу. Слово имеет древнегреческие корни, в переводе означает «наблюдение за влагой».

Это одно из важнейших свойств тканей. Гигроскопичность тканей изменяется с изменением относительной влажности воздуха и температуры, не оставаясь постоянной.
    Водоупорность — способность текстильных материалов противостоять смачиванию. Водонепроницаемость — способность текстильных материалов противостоять смачиванию и проникновению воды.
    Гигроскопичность и водоупорность  определим опытным путем ношения изделия из нейлона. В течении нескольких дней требуется носить изделие. В нашем случае – это браслет из паракорда. Кроме того и оставим  изделие из паракода на пол часа в воде. 

Пылеёмкость

    Пылеемкость ткани — способность ее воспринимать пыль и другие загрязнения.

    Пылеемкость ткани зависит от структуры ткани, вида волокон и характера отделки ткани. Ткани плотные с гладкой поверхностью загрязняются меньше, чем ткани рыхлые, шероховатые.

    Определяют загрязняемость ткани различными способами. Наиболее простым способом является испытание пылеемкости. Для этого образец ткани взвешивают и подвергают действию загрязняющей смеси (тальк, мел, сажа и др.). После этого образец ткани вторично взвешивают и по привесу, а также по внешнему виду образца определяют степень его пылеемкости.

Скольжение

    Скольжение проявляется при расстилании ткани, раскрое и стачивании. Для проверки скольжения используем нити и  2 готовых  изделия.   Нити и изделия потрем друг об друга. Скользкие нити и ткани хорошо перемещаются относительно друг друга.

Усадка материала

     Под влиянием влаги происходит усадка, т. е. уменьшение размеров тканей. Материал усаживается не только при непосредственном соприкосновении с водой, моющим раствором или паром, но и под действием атмосферной влаги. В последнем случае процесс протекает медленнее. В зависимости от рода волокон, структуры материала, напряжений, полученных в процессе переработки, а также температуры влаги и длительности ее воздействия усадка может быть больше или меньше. В процессе текстильного производства волокна, нити, а затем ткани, трикотажные полотна и нетканые материалы подвергаются многократным растягивающим усилиям, в результате которых волокна, нити и сами материалы оказываются напряженными.

       Для определения усадки измерим готовое изделие (браслет из паракорда) по длине и ширине. Отправим изделие в стиральную машину, простираем в режиме «синтетика» и просушим в теплом месте.

Прочность.Растяжимость (упругость).

    Разрывная нагрузка — наибольшее усилие, выдерживаемое пробными полосками при растяжении их до разрыва. Этот показатель является основным стандартным показателем, характеризующим механические свойства тканей.

      Удлинение при растяжении характеризует способность ткани к деформации растяжения и выражается в миллиметрах или процентах. На удлинение оказывает влияние волокнистый состав, строение, отделка тканей и др.

      Деформация тканей при растяжении. Большое значение для характеристики свойств тканей имеет удлинение при нагрузках меньше разрывных. В этом случае ткань деформируется — удлиняется, а после прекращения действия нагрузки снова укорачивается, частично или полностью восстанавливает свою длину. В общем случае деформация растяжения ткани складывается из неисчезающей (пластичной) и исчезающей частей деформации (упругой и эластичной):

        Устойчивость тканей к многократным растяжениям. Способность тканей противостоять многократным деформациям растяжения меньшим, чем разрывные, называется их выносливостью или долговечностью, а также показателем усталости. Усталостью ткани называют постепенное местное изменение ее структуры, изменение формы и размеров отдельных участков одежды (образование вздутий на локтях и коленях).
     Прочность ,растяжимость материала  следует определить опытным путем- потянуть его в разные стороны.

Сминаемость

     Сминаемость тканей — способность образовывать складки и морщины при деформациях изгиба и сжатия. Причиной образования складок и морщин на ткани являются пластические деформации, возникающие при изгибе и сжатии. Удалить такие складки и морщины можно только при глажении. При наличии в ткани эластических деформаций образующиеся складки и морщины более или менее быстро исчезают.

    Определить сминаемость можно путем сжатия ткани и волокна  под прессом в течение определенного периода времени. В нашем случае материал  и изделие отравлено под пресс из книг на 24 часа.

Износостойкость

     В текстильной промышленности основными являются два различных метода тестирования ткани материала, которые обычно используются для оценки способности ткани противостоять изнашиванию. Один известен как MARTINDALE (МАРТИНДЕЙЛ), а другой называется WYZENBEEK(ВИЗЕНБЕК). У обоих есть общее - материал закрепляется в приборе в специальный держатель. Затем его  начинают тереть отрезом простой шерстяной материи который натянут на диск. Диск с абразивом производит движения в виде восьмерки, чтобы добиться истирания во всех направлениях плетения, движения совещаются с определенным давлением. Одна такая «восьмерка» составляет один цикл проверки. Во время теста ткань постоянно проверяют на износ

      В результате испытания по этим тестам получаем цифры, количество циклов трения, которые выдержала ткань до заметного истирания (порчи). Чем больше циклов выдержала мебельная ткань, тем соответственно она менее подвержена быстрому изнашиванию. Нейлон при обоих испытаниях показывает хорошую устойчивость.

     Конечно в реальной жизни на износостойкость ткани так же влияет еще много факторов. В реальной жизни проверить износостойкость можно только со временем, в реальных условиях ношения материала.

Устойчивость к химическим веществам

    Нейлоновые нити поместим в раствор серной кислоты , поваренной соли и гидроксида натрия. Оставим  образцы  на 30 минут.

Горение

     В данном опыте следует поджечь нити нейлона, взятые из сердцевины паракорда. При этом следует отметить запах при горении материала, как именно он горит и с какой скоростью сгорает.

Уход за нейлоновыми изделиями

Правила ухода за нейлоновыми вещами:

-Перед тем, как стирать, сушить или гладить любые вещи, обязательно изучите этикетку. Ярлычок укажет, каким способом лучше делать. Скажет, можно ли постирать, погладить или отправить изделия без вреда для ткани.

-Не стирайте нейлон в горячей воде. Максимально допустимая температура при стирке составляет 40 градусов;

-Допускается легкий отжим в ручной стирке и отжим на минимальных оборотах — в машинной;

-Для стирки нельзя использовать хлорсодержащие моющие средства;

-При полоскании добавляйте кондиционер, чтобы смягчить воду и ткань;

-Чтобы на материал не липли ворсинки, нитки и грязь, при полоскании можно добавить антистатик;

-Для сушки вещи вешают на плечики в хорошо проветриваемом помещении вдали от батареи и обогревательных приборов;

-Гладить нейлон не обязательно, однако при необходимости можно погладить вещи при температуре до 110 градусов;

-Обязательно соблюдайте рекомендации по уходу, которые указаны на ярлычке одежды;

Заключение

В итоге, после проведенных исследований выявлено, что у нейлона (из которого состоит паракорд):

1.Гигроскопичность не большая. Высокая водоупорность;

2.Пылеёмкость не больная.Увеличение массы незначительное;

3. Нейлон скользкий материал. Нити хорошо скользят друг относительно друга. Готовые изделия так же хорошо скользят;

4. Под действием тепла и влаги не усаживается. Изменение параметров не наблюдается;

5. Нейлон -материал прочный;

6. Растяжимость (упругость) низкая, практически отсутствует;

7. Нейлон (и паракорд соответветственно) - материал не сминаемый. Хорошо восстанавливает форму;

8. Износостойкий материал. Со временем не теряет цвет и структуру;

9.Нейлон горит. Запах горения  напоминает запах сургуча, плавится и застывает в форме твердого и темного шарика;

10. минимальный уход за материалом.

В заключении стоит определить  применение нейлона исходя из свойств:

Из нейлона шьют:

·         белье (комбинации, ночные рубашки, трусы и бюстгальтеры);

·         носки, чулки, колготки (несмотря на тонкость и легкость, нейлоновые изделия успешно защищают ноги от холода);

·         повседневную одежду (футболки, штаны, платья);

·         куртки и ветровки;

·         рюкзаки;

·         туристическую и спортивную экипировку;

·         спецодежду (фартуки, защитные комбинезоны);

·         предметы декора для дома (гардины, шторы, покрывала);

·         разнообразные чехлы.

Промышленный нейлон используется для изготовления:

·         пленок:

·         втулок;

·         укрывающих тканей;

·         вкладышей;

·         гитарных струн;

·         тканевых этикеток и бирок для маркировки различных изделий легкой промышленности (одежды, обуви, перчаток, головных уборов и т. д.).

В целом, гипотеза исследования подтверждена.

Результаты опытов и наблюдений:

Таблица 1

Свойство	Характеристика	Результат
Гигроскопичность	Способность ткани впитывать влагу	Гигроскопичность не большая. Высокая водоупорность.
Пылеёмкость	Способность ткани удерживать пыль и другие загрязнения	Пылеёмкость не больная. Увеличение массы незначительное.
Скольжение	Подвижность одного слоя ткани относительно другого	Скользкий. Нити хорошо скользят друг относительно друга. Готовые изделия так же хорошо скользят.
Усадка	Способность ткани уменьшаться в размере под действием тепла и влаги	Под действием тепла и влаги не усаживается. Изменение параметров не наблюдается.
Прочность	Способность ткани противостоять разрыву.	Материал прочный
Растяжимость (упругость)	Увеличение длины ткани при действии на нее растягивающей нагрузки, способность ткани сохранять форму при растяжении	Растяжимость (упругость) низкая, практически отсутствует
Сминаемость	Способность ткани при перегибах и давлении на неё образовывать мелкие морщины и складки	Материал не сминаемый. Хорошо восстанавливает форму.
Износостойкость	Способность ткани противостоять ряду разрушающих факторов: действию трения, сжатия, температуры, солнца, влаги и пр.	Износостойкий материал. Со временем не теряет цвет и структуру.
Легкость	Относительная масса материала	Легкий материал
Устойчивость к химическим веществам	Устойчивость к химическим веществам	Материал устойчивый. Разбавленные кислоты, щелочи и соли  не вызывают серьезных повреждений нейлона
Горение	Запах при горении материала, как именно он горит и с какой скоростью сгорает	запах напоминает запах сургуча, плавится и застывает в форме твердого и темного шарика
Уход за тканью		Минимальный

Список использованных источников и литературы

1.Бузов Б.А., Алыменкова Н.Д. Материаловедение в производстве изделий легкой промышленности (швейное производство)//учебное пособие для студентов высших учебных заведений. - м.: академия, 2004. -- 448 с.

2. Бузов Б.А., Румянцева Г.П. Материалы для одежды.ткани.// учебное пособие. - м.: форум, инфра-м, 2012. -- 224 с.

3. Виды тканей http://vidy-tkanej.ru/

4. Мальцева Е.П.  Материаловедение текстильных и кожевенно-меховых материалов. - м.: легропмбытиздат, 1989. -- 240 с.

5. Сравнение различных типов тканей http://www.wellspartner.ru/

6. Семенченко Г.В. Кржижановская О.Г. Текстильные изделия.// учебное пособие. - димитровград, 2008.

7.https://textile.life/svojstva-tkanej-i-poloten/gigroskopichnost-tkani-chto-eto-za-harakteristika-i-na-chto-ona-vliyaet.html

8. https://znaytovar.ru/new3618.html

9.http://www.trikotazha.net/tehnologiya-tkanevyaznogo-proizvodstva/pyileemkost-i-pyilepronitsaemost.html

10. http://mastertextile.com.ua/prochnost-tkani-na-razryv

11. https://ru.wikipedia.org/wiki/Паракорд

---

[1]

                        [1] https://ru.wikipedia.org/wiki/Паракорд

[2]

                        [2] Отчет о наблюдениях и экспериментах см. в таблице 1