Требования, предъявляемые к сырью

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Им. Н.Э.Баумана

ФАКУЛЬТЕТ «БИОМЕДИЦИНСКАЯ ТЕХНИКА»

_____КАФЕДРА «БИОМЕДИЦИНСКИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ»_____________

«УТВЕРЖДАЮ»

Зав. кафедрой БМТ-1

Д.т.н., профессор

И.Н. Спиридонов

Г.

МЕТОДИЧЕСКИЕ Указания

К выполнению лабораторной работы

Изучение физико-механических свойств текстильных материалов

по дисциплине

«Конструкционные и биоматериалы»

МОСКВА 2014 г.

Методические указания составил д.т.н., профессор: Г.В. Саврасов

Методические указания рассмотрены и одобрены

методической комиссией кафедры БМТ1

Председатель методической комиссии: _____________________ В.А. Карпухин “_____”_____________ 2014 г.

Цель работы: Экспериментальная оценка физико-механических свойств текстильных материалов при различных видах нагружения.

Задачи работы: Экспериментальное определение прочностных и деформативных свойств текстильных материалов при различных видах нагружения.

Краткие теоретические сведения:

Природные волокнистые материалы, так же как искусственные и синтетические волокна – это высокомолекулярные соединения, состоящие из большого количества нитевидных полимерных молекул, которые появились, очевидно, одновременно с возникновением жизни на Земле.

Имеются свидетельства того, что с древнейших времен человек употреблял простейшие растительные и животные волокнистые материалы (растения, внутренние части коры деревьев, конский волос) для медицинских целей. На определенной ступени развития цивилизации были созданы процессы прядения, ткачества и вязания.

Первоначально волокнистые материалы использовались, главным образом, для лечебно-профилактических целей, а также при лечении открытых и закрытых переломов, ран, соединения мягких тканей, при мумификации.

В настоящее время диапазон использования текстильных изделий в медицине весьма широк.

Трикотаж – текстильное изделие, вырабатываемое из нитей путем образования петель и их переплетения (т.е. вязания), а также изготовленные из такого изделия другие предметы.

Требования, предъявляемые к сырью

Требования к свойствам и качеству сырья должны отражать способ и условия его переработки, а также область использования готовых изделий и материалов.

Сырье, используемое для хирургических изделий (внутреннего протезирования), должно обладать биологической инертностью, то есть быть устойчивым к воздействию всевозможных растворителей в условиях живого организма.

Качество текстильных нитей (к ним в соответствии с ГОСТ 13784-70 относятся однониточная и крученая пряжа, мононити, комплексные нити, крученые комбинированные нити) определяется следующими свойствами: геометрическими, механическими, физическими и химическими. На качество нитей и изделий из них влияют также их чистота и ворсистость.

К основным геометрическим свойствам относятся линейные размеры нитей и волокон: линейная плотность и длина (определяется только у волокон), крутка, объемность (извитость, когда продольная ось волокна или нити образует пространственную или плоскую волнистую кривую).

Механические свойства нитей определяют их отношение к действию различно приложенных к ним механических сил (растяжения, изгиба, сжатия, кручения и т.д.). К основным механическим свойствам относятся: прочность на разрыв, удлинение в сухом и мокром состояниях, модуль жесткости, компоненты деформации, модуль упругости, устойчивость к различным одноразовым и многократным нагрузкам (характеристики усталости) и т.д.

Физические свойства нитей определяются их происхождением и структурой, к ним относятся: плотность, средняя плотность, воздухопроницаемость, гигроскопичность, теплопроводность, электризуемость и другие.

Химические свойства нитей определяются их природой и химической структурой молекул. Основные химические свойства – устойчивость к действию света, химических реагентов, микроорганизмов, высоких и низких температур, атмосферных воздействий. Сырье должно быть биологически инертным.

Чистота характеризует однородность волокон, нитей, то есть отсутствие в них пороков, местных нарушений структуры, сорных примесей и т.д.

Ворсистость характеризуется наличием на поверхности нити или изделия торчащих кончиков, одиночных волокон и петель. Степень ворсистости зависит в основном от способа получения текстильных нитей. Ворсистость, как и чистота, зависит также от качества и состояния нитепроводящих и петлеобразующих частей, а также от режима и технологических параметров вязания.

Следует заметить, что прочность для трикотажного производства не имеет большого значения, так как в деформации трикотажа основную роль играет петельная структура. Прочность нити в трикотажных изделиях проявляется только в случае предельных нагрузок, чего в условиях эксплуатации трикотажа практически не бывает, поэтому прочность должна только обеспечивать бездефектное выполнение процесса вязания.

Чтобы оценить качество нитей и выявить возможность их переработки на текстильном оборудовании, необходимо знать также вид нити или пряжи (происхождение, структуру, форму поперечного сечения, длину и толщину волокон и т.д.), сминаемость и гибкость, сопротивление трению, электростатическую заряженность, величину (коэффициент) крутки, равномерность всех числовых выражений основных показателей качества текстильных нитей, их извитость (объемность).

Равномерность нити по толщине и крутке для трикотажа играет более существенную роль, чем для тканей, что объясняется структурой трикотажных переплетений: дефекты от неровноты не только заметны, но являются недопустимыми при изготовлении изделий для хирургии.

Необходимо учитывать также следующие показатели: способность и равномерность окрашивания, устойчивость к влажно-тепловой обработке, загрязняемость, способ очистки и его доступность, формоустойчивость при эксплуатации, воздухопроницаемость, теплопроводность, абсорбционные свойства и т.д.

Целесообразно, чтобы гидрофильность волокон, используемых в изделиях для лечебно-профилактических целей (за исключением лечебного белья), была не менее 5% при 20⁰С и 65%-относительной влажности. Увеличение содержания влаги, сорбируемой волокном, снижает механические показатели сырья, поэтому гидрофильность не должна быть выше оптимального значения для данного вида сырья или изделия.

Требования к сырью:

1) полимерный материал должен удовлетворять условию «медицински чистый»;

2) сырье не должно оказывать токсического или раздражающего действия;

3) сырье должно обладать комплексом химических, физических и механических свойств, необходимых для его переработки в конкретные изделия, материалы;

4) в процессе изготовления изделий химические свойства исходного полимера не должны изменяться, а физические и механические свойства нити, пряжи опускаться ниже допустимых норм;

5) изделия, материалы должны обладать физической, химической и механической устойчивостью для выполнения требуемых функций в организме;

6) изделия должны обладать либо абсолютной биологической инертностью, либо при взаимодействии с окружающей средой уничтожать или уменьшать отрицательную активность микрофлоры.