материалы и технологии в современном дизайне ■

УДК 535.3


            А. А.Гребенкин, А. Н. Гребенкин, Н.Н. Труевцев


Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна




                Новые технологии получения огнестойких покрытий на текстильных полотнах из натуральных волокон





   Предлагается технология получения огнестойких покрытий на текстильных полотнах из натуральных волокон, используемых с целью создания тканевой основы для изготовления временных декораций, баннеров и т. п. при проведении массовых фестивалей, концертов, выставок, декораций во время показов мод, съемки фильмов и пр.
   При проведении любых массовых мероприятий главным требованием, предъявляемым к организаторам, является безопасность публики, которая должна на данном мероприятии присутствовать. И в первую очередь пожарная безопасность, поскольку такие мероприятия часто проходят с применением большого количества пиротехнических средств. Если неловко выпущенная петарда попадает в реквизит, выполненный из горючего материала, то последствия могут быть самыми серьезными. Однако, несмотря на это, большая часть реквизита выполняется именно из такого материала, прежде всего, с целью снижения затрат на проведение мероприятия из-за доступности и простоты изготовления необходимого реквизита из таких материалов. Чаще всего материалом служит дерево, а для обивки используют самые дешевые суровые натуральные полотна. Дизайнеры проекта в основном сосредоточены на цвете, форме или размещении декораций в рамках заданного сценария мероприятия. Пожарная безопасность сводится лишь к наличию средств

пожаротушения. Ярким примером этой проблемы стал пожар в начале июня текущего года, более 12 часов бушевавший в парке развлечений одной из крупнейших киностудий Universal Studios в Лос-Анжелесе (США). Причиной пожара стало большое скопление горючих материалов на площадках, где проходили съемки.
   Однако проблему пожарной безопасности можно решить, не прибегая к использованию дорогостоящих материалов и покрытий. Для этих целей может быть использована обыкновенная глина, из которой приготавливают специальный коллоидный раствор в воде. Технология приготовления раствора такова. Глину предварительно измельчают в 1 %-м водном растворе любого водорастворимого полимера до размера частиц 10-30 мкм. Для измельчения глины используется электрогидроди-намический эффект [1]. Условия обработки такие же, как указаны в работе [2]. В полученном растворе замачивается ткань (на 10-15 минут), которая затем выжимается и во влажном состоянии помещается на заготовленную раму необходимого реквизита. После высыхания на поверхности ткани образуется светло-серая блестящая глиняная пленка, которая прочно удерживается на поверхности, не пылит, не трескается и дает возможность наносить на нее из баллончика либо кистью краски. Стоимость такой обработки невелика, а сама она не требует особого приспособления и навы

ков. Использованные декорации состоят из биоразлагаемых компонентов и в отношении утилизации не создают никакой экологической проблемы. Ткань для нанесения раствора должна хорошо впитывать воду, т. е. быть гидрофильной.
   На рис. 1 представлены кривые ТГА (термогравиметрического анализа — изменение массы образца с увеличением температуры) для исходного (1) сурового льнохлопкового полотна плотностью 280 г/м². Состав волокон ткани: 70 % — хлопок, 30% — лен. Термогравиметрические исследования проводились на дериватографе фирмы МОМ Q — 1500D (Венгрия) системы F. Paulik, J. Paulik, L. Erdey при следующих условиях: навеска составляла 100 мг, скорость нагрева — 2,5 °С/мин. Нагрев проводился до 500 °C в атмосфере воздуха. Анализ кривых исходной ткани показал, что его термоокислительная деструкция проходит в три стадии. На первой стадии имеет место эндопик: при температуре 115 °C происходит выделение сорбированной влаги. Для исследованного образца содержание влаги составляло 2%. Температура начала деструкции составила 225 °C, при этом деструкция (горение) происходила с очень высокой скоростью, о чем свидетельствуют высота и площадь соответствующего пика на кривой ДТА (дифференциальный термический анализ). Температура максимума данного пика 297 °C, потеря массы при этом составляет

дизайн, материалы, технология. А С7) 'ЭОО8

43

материалы и технологии в современном дизайне ■

Рпс. 1. Кривые ТГА и ДТА исходного хлопкольняного полотна плотностью
280 г/ см²; состав пряжи: 70 % — хлопок, 30 % — лен. Изменение массы исходного образца при изменении температуры обозначено на кривой в процентах. Температура обозначена на кривых числами в °C. Кривая 1 — кривая ТГА (изменение исходной массы образца в процентах при повышении температуры); кривая 2 — кривая ДТА; кривая 3 — изменение температуры образца в °C

Рис. 2. Кривые ТГА и ДТА хлопкольняного полотна, обработанного в глиняном растворе. Изменение массы исходного образца при изменении температуры обозначено на кривой в процентах. Температура обозначена на кривых числами в °C. Кривая 1 — кривая ТГА (изменение исходной массы образца в процентах при повышении температуры); кривая 2 — кривая ДТА; кривая 3 — изменение температуры образца в °C

42 %. Причем при этой температуре наблюдается столь активное выделение продуктов разложения, что на температурной кривой появляется всплеск, указывающий на то, что регулирующая система прибора не справляется с выдерживанием заданного температурного режима. После температуры 340 °C скорость процесса деструкции замедляется, и при температуре 500 °C образец сгорает на 97%.
   На рис. 2 представлены кривые ТГА того же хлопкольняного полотна, обработанного глиняным раствором, указанным выше способом [2]. При сравнении приведенных кривых можно увидеть значительные отличия. На первом этапе подъема температуры у обработанного образца (так же, как и у исходного) имеется эндопик, связанный с выделением влаги. Но уже при температуре 80 °C содержание влаги в обработанном образце ткани составило 4%. Термодеструкция обработанного образца начинается при более высокой температуре — 262 °C. Температура первого экзопика составляет 312 °C (в первом случае — 297 °C), при этом потеря массы составляет 28 % (для исходного полотна — 42 %). Максимальная температура второго пика оказалась также выше — 420 °C (для исходного образца — 377 °C). При этом потеря массы составила 41,8% (для исходного — около 80%). Также следует отметить, что площадь и высота пиков для обработанного образца значительно меньше, чем для исходного. Это свидетельствует о сильном замедлении скорости процесса. При температуре 500 °C потеря массы образца составляет 46%. Кривая потери массы выходит на плато, так как дальнейшая потеря массы связана с разложением глины, скорость которого крайне мала. Такое поведение обработанной ткани указывает на то, что пленка, образованная на поверхности обработанной ткани,

44

дизайн, материалы, технология. 4 (/’) '2008