Определение паропроницаемости

Паропроницаемость — одна из важнейших характеристик гигиенических свойств материалов. Проникание пара через материалы верха обуви происходит в неизотермических условиях. Температура внутрнобувного пространства выше, чем температура окружающей среды. Упругость паров воды во внутриобувном пространстве и в окружающей среде непрерывно изменяется, поэтому паропроницаемость материала тоже меняется. Методы определения паропроницаемости характеризуют лишь проникающую способность материала. Определение паропроницаемости основано на создании разной относительной влажности воздуха по обе стороны испытуемого образца. Паропроницаемость выражают относительной величиной в процентах или абсолютной величиной. В зависимости от температуры различают два метола испытания материалов на паропроницаемость.

По первому методу испытания проводят в неизотермических условиях, т. е. при перепаде температур. Паропроницаемость в неизотермических условиях всегда выше паропроницаемости в изотермических условиях. Это объясняется тем, что под влиянием перепада температур в материале создается температурный градиент, в результате чего повышается термодиффузия паров через материал. По второму методу испытание проводят в изотермических условиях, т. е. при постоянной температуре. Изотермическая паропроницаемость зависит от относительной влажности окружающего воздуха. Так как паропроницаемость материалов в различных странах определяют при разных температурах и относительной влажности, то получаемые показатели нельзя сравнивать. Определение паропроницаемости при изотермических условиях осуществляется при помощи специальных металлических стаканчиков (рис. 3.2), состоящих из корпуса 1 и завинчивающейся крышки 2, имеющей отверстие, равное внутреннему диаметру стаканчика. Высота стаканчиков h от основания до заплечиков, на которые укладывают образцы материалов, равна 45 мм, диаметр d - 36 мм, а диаметр образца D-55 мм.

Для испытания также применяют эксикатор, в который предварительно заливают серную кислоту, что позволяет обеспечить относительную влажность воздуха в эксикаторе ф = 0 %, а под образцом (за счет испарения воды) ср = 100 %. Для определения паропроницаемости в стаканчик заливают воду на высоту 30 мм от дна. Из кожи выкраивают образец диаметром 55 мм, кладут его в стаканчик бахтармяной стороной к воде и плотно завинчивают крышку стаканчика. Подготовленный таким образом стаканчик с образцом взвешивают, определяют массу т_ь мг, и помещают в эксикатор с серной кислотой на 24 ч.По истечении 24 ч. стаканчик с образцом вынимают из эксикатора и вторично взвешивают, измеряя его массу т₂, мг.

Рисунок 3.2 - Схема стаканчика для определения паропроницаемости

По первому методу (ГОСТ 938.17—70) паропроницаемостъ определяют в металлических или пластмассовых стаканах высотой 45 мм, диаметром 55 м и диаметром рабочего отверстия в верхней части стакана 36 мм. С наружной стороны стакан должен иметь резьбу, на которую навинчивают крышку с рабочим отверстием диаметром 36 мм. Для обеспечения герметичности системы под образец подклады вают резиновое кольцо, а на образец — металлическое кольцо, затем завинчивают крышку. Эксикатор внутренним диаметром 250 мм (ГОСТ 6371—64) заполняют 1 л серной кислоты (ГОСТ 4204— 66) плотностью 1,84 г/см. Перед испытанием стаканы нумеруют, наливают в них дистиллированную волу на высоту 30 мм, кладут образцы кожи бахтармяной стороной к воде и завинчивают крьппку до отказа. Заготовленные таким образом стаканы с образцами ставят на подставку в эксикатор, который выдерживают 24ч при температуре 20±3°С. После этого каждый стакан взвешивают и определяют паропроницаемостъ.

, (3.2)

где -масса паров воды, прошедших через материал, мг; S-рабочая площадь пробы материала, см², S-πr²; τ-время, час; -масса паров воды, испарившейся с открытой поверхностьи за аналогичное время, мг.

3.2.3 Определение пароёмкости

Пароемкость характеризует гигиенические свойства кожи. Пароемкость можно определяв параллельно с паропроницаемостью кожи, а также при одностороннем контакте ее с парами воды при относительной влажности воздуха 100%, температуре 30° С в течение 24 ч.

В первом случае пароемкость характеризуется количеством паров влаги, которые сорбированы кожей во время ее паропроницаемости, во втором случае — количеством паров влаги, сорбированных кожей при одностороннем контакте с парами влаги.

Для определения пароёмкости образец кожи диаметром 34 мм кладут в стакан, в который предварительно налита дистиллированная вода. На лицевую сторону об­разца накладывают паронепроницаемую мембрану, стакан завинчивают крышкой, и выдерживают при нормальных условиях в течение 24 ч. После этого образец вынимают из стакана и взвешивают. Потом находят пароемкостъ, %, как отношение привеса влаги, поглощенной образцом, к воздушно- сухой массе образца.

, (3.3)

где m-масса паров воды до испытания, мг; m₅- масса паров воды после испытания