Основные показатели, характеризующие отношение материалов к влаге

 

Для оценки способности материалов взаимодействовать с вла­гой применяют такие характеристики, как влажность, гигроско­пичность, намокаемость, влагоемкость, влагоотдача и ряд дру­гих.

Смачиваемость– показатель, определяющий намокаемость материала при одностороннем соприкосновении его с водой в течение непродолжительного времени.Сма́чивание — это поверхностное явление, заключающееся во взаимодействии жидкости с поверхностью твёрдого тела или другой жидкости. Смачиваемость материала водой характеризуется краевым углом смачивания (рисунок 1).

Рисунок 1 – Краевой угол смачивания

В зависимости от смачиваемости материалы делят на гидрофильные и гидрофобные (рисунок 2). Если краевой угол смачивания меньше 90º , то материал является гидрофильным, если больше 90º - гидрофобным.

Рисунок 2 – Материалы с различным углом смачивания

Влажность пока­зывает процентное отношение массы воды, содержащейся в мате­риале, к массе абсолютно-сухого материала. Влажность материала, соответствующая сорбционному рав­новесию, называется равновесной влажностью. При изменении влаж­ности и температуры окружающей среды меняется величина равновесной влажности. Различают фактическую и кондиционную
влажность.

Фактическая влажность(влажность) W (%) — содержание в материале влаги, сорбированной из паровоздушной среды и определенной в момент испытания:

W= 100(m - т_о)/т_о, (1)

где т — фактическая масса пробы материала при некоторой относительной влажности воздуха φ_i (%), которую принято называть воздушно-сухой, например влажность воздуха в помещении лабо­ратории;

т₀ — масса той же пробы материала после сушки, в ко­торой отсутствует влага, сорбированная из паровоздушной среды.

Кондиционная влажность W_k (%) - содержание в материале вла­ги, сорбированной из паровоздушной среды при кондиционных условиях, т. е. при температуре воздуха (20 ± 2) °С и влажности воз­духа (65±2) %. Кондиционную влажность вычисляют по формуле:

W_к= 100(m_к - т_о)/т_о, (2)

где т_к — масса пробы материала при кондиционных условиях.

Гигроскопичностьюназывают способность материала поглощать пары воды из окружающего воздуха. Гигроскопичность определяют в процентах по увеличению массы образца, выдержанного при относительной влажности воздуха 100% в течение 16 часов при температуре 20±2. Для этого материал помещают в воздух, насыщенный парами влаги. Это достигается содержанием материала в герметически закрытом сосуде, на дне которого имеется вода (φ=100 %).

ГигроскопичностьГ (%) рассчитываютпо формуле

Г = 100(m₁ – т₀)/т₀ , (3)

где m₁ - масса пробы материала после пребывания в паровоздуш­ной среде с влажностью φ≈ 100 % в течение определенного време­ни;

т₀ - масса той же пробы материала до увлажнения.

Для всех материалов гигроскопичность различна. Например: Г для кожи равна 12%, для обувного картона - 10%, шерсти - 16%, хлопка -12%. Гигроскопичность зависит от пористой структуры и гидрофильности материалов.

Влагоотдача (от количества поглощенной влаги) В₁ (%) - способность материала отдавать содержащуюся в нем влагу в окру­жающую среду:

В₁=100(т₁-т')/ т), (4)

где т'- масса пробы материала после пребывания в эксикаторе с влажностью воздуха φ≈2 % в течение определенного времени.

Намокаемость Н(%) - способность материала взаимо­действовать с влагой из жидкой среды в течение определенного времени:

Н=100(т₂-т)/т, (5)

где т₂- масса пробы материала после взаимодействия с влагой в течение определенного времени.

Влагоемкость В(%) - полное влагосодержание материала с учетом влаги, сорбированной из паровоздушной и жидкой сре­ды после пребывания пробы материала в воде в течение опреде­ленного времени:

В=100(т₂-т₀)/т₀ , (6)

Пароёмкость – это способность материала впитывать пары воды в свою структуру и оставлять их в ней. Пароёмкость иначе называют сорбционной ёмкостью, она характеризует гигиенические свойства кож. Этот показатель зависит от наличия системы пор. При определении пароёмкости материала используют стаканчик (рисунок 3), в который предварительно наливается вода.

1 – непроницаемая мембрана; 2 – образец материала

Рисунок 3 - Стаканчик для определения пароемкости

 

На лицевую поверхность испытываемого образца накладывают паронепроницаемую мембрану (плёнку), стаканчик закрывается завинчивающейся крышкой и выдерживают некоторое время. Пароёмкость рассчитывают как отношение увеличения массы образца по сравнению с его массой в воздушно-сухом состоянии. Показания пароёмкости необходимы для определения гигиенических свойств кож, покрытых непроницаемой плёнкой, – лаковых кож, кож со специальным покрытием. Этот показатель также важен для определения гигиенических свойств синтетических и искусственных кож. Например, натуральная лаковая кожа в 3 раза более гигиенична по сравнению с синтетической лаковой кожей по показателю пароёмкости.