Огнестойкость текстильных материалов и методы её определения

     1 Огнестойкость текстильных материалов и методы её определения 

     Стойкость текстильных материалов к воздействию пламени огня и термическому разрушению характеризует их огнестойкость и определяет степень безопасности изделий, которые из них изготовлены. По стойкости к огню волокна, нити, полотна и изделия разделяются на негорючие (асбестовые, стеклянные, углеродные, хлориновые и др.), загорающиеся, но прекращающие гореть и тлеть после удаления из пламени (шерстяные, полиамидное, полиэфирное и др.), горючие, продолжающие гореть и тлеть после удаления из пламени (хлопчатобумажные, лубяные, вискозные и др.)/1,2/.

     Огнестойкость текстильных полотен зависит главным образом от химического состава волокон и нитей. Для придания текстильным полотнам повышенной огнестойкости их пропитывают огнезащитными составами, экранируют огнестойкими полимерными или металлизированными покрытиями, что необходимо для ряда производств с целью обеспечения безопасных условий труда.

     Оценка огнестойкости проводится по воспламеняемости, легкости возгораемости и горючести (скорости возгорания).

     Испытания текстильных полотен на огнестойкость проводят при вертикальном, наклонном (45°), горизонтальном положении элементарных проб с использованием нагретой проволоки.

     В качестве показателей огнестойкости текстильных полотен применяют следующие:

       1) воспламеняемость – легкость или отсутствие возгорания, характеризуемые температурой и временем воспламенения пробы;

     2) горючесть – скорость горения пробы, продолжительность остаточного горения в секундах, время горения пробы после удаления ее из зоны огня;

     3) продолжительность остаточного тления – время в секундах свечения пробы после ее удаления из зоны огня;

     4) обугливаемость – высота в миллиметрах почерневшего участка в результате термического разрушения волокон и нитей пробы.

     Высокая огнестойкость текстильных полотен характеризуется продолжительностью горения и тления не более 1–2 с после удаления источника огня.

     Методика испытаний текстильных полотен на огнестойкость изложена в /3,4/.

     Отбор проб осуществляют по ГОСТ 20566–75 со следующим дополнением: длина точечной пробы 300 мм во всю ширину ткани. Пробы должны быть выдержаны в свободном состоянии в климатических условиях по ГОСТ 10681–75 в течение 24 ч.

     Огнестойкость тканей определяют на приборе ОТ-68, схема которого приведена на рисунке 1.

     Рисунок 1 - Схема прибора ОТ-68 для определения огнестойкости текстильных материалов 

     Прибор  состоит из металлического корпуса  1 размером 290 × 270 × 530 мм, в котором находятся горелка 2, рамка с иглами 3, экран 4 и термометр 6.

     Металлический корпус имеет переднюю стеклянную стенку и боковые дверцы.

     Горелка служит для создания заданного пламени  при проведении испытания; расположена она в нижней части прибора и закреплена на перемещающемся держателе с рукояткой, расположенной на крышке прибора.

     Применяется газовая горелка с шириной  головки 25 мм или модернизированная спиртовая горелка с шириной фитиля 25 мм.

     Экран служит для гашения пламени. Закрепляется он на держателе с рукояткой, расположенной на крышке прибора и служащей для поворота экрана.

     Рамка с иглами служит для закрепления  испытуемой пробы. Ее подвешивают через захватывающий держатель к съемной крышке, расположенной в верхней части прибора.

     Для циркуляции воздуха в камере прибора  в нижней части передней и задней стенок, а также в боковых дверцах имеются отверстия 7, регулируемые задвижками, а для создания тяги – труба 5 высотой 30 мм с крышкой, расположенная в верхней части прибора.

     Для измерения времени остаточного  тления и горения пользуются секундомером, а для измерения высоты разрушенного участка – линейкой с миллиметровыми делениями, имеющей клеймение.

     Для испытаний отбирают точечную пробу  длиной 200 мм во всю ширину ткани. Из каждой точечной пробы вырезают 8 элементарных проб размером 50х170 мм: 4 в направлении основы и 4 в направлении утка.

     Элементарные  пробы вырезают на расстоянии не менее 80 мм от кромки ткани. Из них две элементарные пробы в направлении основы и  две в направлении утка используют для проведения основного испытания, заключающегося в определении продолжительности остаточного горения и тления. Остальные элементарные пробы используют для проведения дополнительного испытания, заключающегося в определении высоты разрушенного участка после контактирования с пламенем в течение 30 сек.

     Для проведения испытания элементарную пробу закрепляют на рамке, после чего его вносят в пламя вертикально сверху таким образом, чтобы нижний край образца погружался в пламя спиртовой горелки на 5 мм, а газовой – на 20 мм и в этот момент включают секундомер.

     Для спиртовой горелки используют этиловый спирт по ГОСТ 11547–80. Высота пламени спиртовой горелки должна быть 20 мм, газовой – 40 мм. Все испытания проводят при температуре в камере прибора не выше 60°С.

     Две из подготовленных для основного  испытания элементарные пробы испытывают при контактировании с пламенем в течение 10 с и фиксируют по секундомеру продолжительность остаточного тления и горения. Две другие элементарные пробы испытывают при продолжительности контактирования с пламенем в течение 30 с. При этом также фиксируют длительность остаточного горения и тления.

     Окончательный результат испытаний огнестойких  свойств определяют по наибольшим показателям  длительности остаточного горения  и тления.

     За  остаточное горение принимают горение  образца после удаления его из пламени горелки.

     За  остаточное тление принимают свечение образца в течение 2 с и более  после удаления его из пламени  горелки (при отсутствии остаточного  горения), или после прекращения  остаточного горения.

     Для оценки огнестойкости ткани по дополнительным испытаниям фиксируют максимальную высоту разрушенного участка в миллиметрах после 30–секундного контактирования образца с пламенем и окончания остаточного горения и тления.

     Высота  разрушенного участка – это измеренная по продольной оси длина разрыва, образующегося при раздвижении с минимальным усилием кромок образца в направлениях, перпендикулярных его плоскости.

     Измерения производят металлической линейкой с миллиметровыми делениями. Среднее арифметическое из всех испытаний по данному показателю вычисляют с точностью до 0,1 мм и округляют до 1,0 мм.

     При проведении испытаний необходимо выполнение следующих требований безопасности:

     - помещение, в котором производятся работы на приборе, должно быть снабжено приточно-вытяжной вентиляцией и средствами пожаротушения;

      - при проведении испытаний прибор ОТ–68 должен быть установлен на расстояние не менее чем 1,5 м от легковоспламеняющихся средств.

     2 Методы определения изменения линейных размеров хлопчатобумажных, шерстяных и шёлковых тканей после мокрых обработок 

     Общие требования к методам определения  изменения линейных размеров хлопчатобумажных, шерстяных и шёлковых тканей после мокрых обработок регламентированы ГОСТ 30157.0-95 /5/. В соответствии с ним сущность методов заключается в определении изменения расстояний между метками, нанесенными на элементарную пробу полотна, после обработки в водном растворе (замочка, стирка).

     Изменение размеров характеризуется отношением изменения расстояний между метками  элементарной пробы после мокрой обработки или химической чистки к первоначальному расстоянию и выражается в процентах.

     Отбор проб тканей для проведения испытаний осуществляется по ГОСТ 20566-75 и данному нормативному документу. Размер точечной пробы определяется размерами и количеством элементарных проб.

     Элементарная проба в зависимости от вида полотна представляет собой квадрат или прямоугольник размерами в соответствии с рисунком 2.

                    

                       

     Рисунок 2 – Форма и размеры элементарных проб

     Количество  элементарных проб, вырезаемых из каждой точечной пробы, составляет от 1 до 6 для разных видов полотен в соответствии с таблицей 1.

     Таблица 1 – Рекомендуемое количество и  размеры элементарных проб

 

     Для проведения испытаний применяют:

     Приборы УТ-1, УТ-2.

     Машина  стиральная автоматическая бытовая  типа СМА-4ФБ модели «Вятка-автомат-12», «Вятка-автомат-12-01».

     Допускается применение других стиральных машин, обеспечивающих сравнимые и статистически достоверные результаты.

     Прибор  ПОУТ.

     Прибор  УТШ-1.

     Прибор  для взбалтывания жидкости типа 022.

     Ванна для замачивания элементарных проб в развернутом виде или ванна для ручной стирки. Центрифуга малогабаритная для отжима белья (типа Цента, Юла к т. п.).

     Шкаф  сушильный с температурой нагрева  не менее 60 ºС.

     Утюг  электрический бытовой массой 1,5–2,5 кг с терморегулятором по ГОСТ 307.1.

     Весы  лабораторные общего нaзначения 2-го класса по ГОСТ 24104.

     Линейка металлическая измерительная по ГОСТ 427.

     Секундомер  механический по нормативному документу.

     Термометр ртутный стеклянный лабораторный с ценой деления 1 ºС по ГОСТ 13646.

     Валик металлический отжимной:

     длиной (270±1) мм массой (1,0±0,1) кг;

     длиной (270±1) мм массой (1,8±0,1) кг;

     длиной (150±1) мм массой (l,0±0,1) кг.

     Моющее  средство:

     мыло  хозяйственное 72 %-ное;

     сода  кальцинированная;

     синтетическое моющее средство.

     Смачиватель (ПАВ – поверхностно-активное вещество).

     Вспомогательные средства для нанесения меток:

     шаблон (пластина по размеру элементарной пробы толщиной не более 5 мм с отверстиями для нанесения меток);

     контрастный карандаш, шариковая ручка, быстровысыхающая несмываемая краска;

     нитки швейные;

     игла  швейная.

     Сетка или решетка из некоррозийного материала, обеспечивающая погружение элементарных проб в воду.

     Стеллаж с гладкой или сетчатой поверхностью для сушки элементарных проб в горизонтальном положении в расправленном состоянии размерами площади, соответствующими размерам элементарных проб.