Metody i techniki badań materiałów

Podział z punktu widzenia pochodzenia:

1. Naturalne

1. Roślinne - włókna otrzymywane z nasion, łodyg, liści, owoców roślin - bawełna len, konopie, sizal

2. Zwierzęce - włókna okrywy włosowej owiec, kóz, wielbłądów i innych zwierząt - wełna, jedwab naturalny

3. Mineralne włókna z minerałów naturalnych - włókno azbestowe.

2. Chemiczne ( mogą występować, jako odcinkowe lub ciągłe)

1. Sztuczne - wyprodukowane z naturalnych polimerów - wiskozowe, białkowe, miedziowe, octanowe

2. Syntetyczne - wyprodukowane z syntetycznych polimerów - poliamidowe, Poliestrowe, polipropylenowe, węglowe

3. Surowce wtórne

NITKI

Nitka - ogólna nazwa giętkiego ciała o nieograniczonej długości i małej grubości w stosunku do długości o postaci i właściwościach spełniających wymagania procesów wytwarzania wyrobów włókienniczych.

Podział nitek z punktu widzenia ich struktury:

1. Nitka pojedyncza - najprostszy ciągły liniowy wyrób z włókienniczego surowca utworzony z:

1. Dowolnej liczy włókien odcinkowych zespolonych ze sobą zazwyczaj za pomocą skrętu - przędze

2. Jednego lub więcej włókien ciągłych mogą być bez skrętu lub ze skrętem, przędze filamentowe

1. Jednego tylko włókna ciągłego - przędze jednowłókowe lub monofilamenty

2. Multifilamenty

2. Nitka łączona wieloskładowa - utworzona z dwóch lub więcej nitek składowych złączonych ze sobą nie za pomocą skrętu.

3. Nitka złożona - ogólnie określenie nitki utworzonej przez skręcenie ze sobą dwóch lub więcej nitek pojedynczych w jednym zabiegu składania

1. Nitka podwójnie złożona - złożona z dwóch nitek pojedynczych skręconych razem

2. Nitka wielozłożeniowa - nitki złożone z więcej niż dwóch nitek pojedynczych skręconych razem w jednym zabiegu składania

4. Nitka kablowana - dwie lub więcej nitek złożonych lub nitki złożone i pojedyncze skręcone ze sobą w jednym lub więcej zabiegu składania

Nitki modyfikowane:

1. Elastomerowe - kauczuk, poliuretan; włókna ciągłe, bardzo wysoka sprężystość

2. Wysokoelastyczne

3. Modyfikowane przędze z włókien ciągłych

1. Elastyczne

2. Puszyste

4. Puszyste

Podział tworzyw sztucznych:

1. Ze względu na własności przetwórstwa:

1. Tworzywa termoplastyczne pod wpływem temperatury ulegają mięknięciu stają się plastyczne

2. Tworzywa reaktywne ulegające rekcji chemicznej sieciowania np. żywice epoksydowe, żywice poliestrowe, kauczuk

2. Ze względu na zastosowanie:

1. Konstrukcyjne

2. Elastoplastyczne

3. Porowate

4. Powłokotwórcze

5. Adhezyjne

6. Włóknotwórcze

7. Specjalne (wymieniacze jonowe, polimery biomedyczne)

3. Ze względu na właściwości fizykochemiczne:

• Duromery - twarde, trudnotopliwe o wysokiej odporności mechanicznej służące, jako materiały konstrukcyjne. Niektóre duromery zastępują materiały ceramiczne

• Plastomery - popularnie nazywane termoplastami mniej sztywne od durometrów, ale łatwo topliwe - dzięki ich topliwości można je przetwarzać poprzez topienie i wtryskiwanie do form lub wytłaczanie, dzięki czemu można z nich uzyskać bardzo skomplikowane kształty

• Elastomery - tworzywa, które można rozciągać i ściskać w wyniku rozciągania lub ściskania elastomery zmieniają znacznie swój kształt, ale po odjęciu siły wracają do poprzednich kształtów. Elastomery zastąpiły prawie całkowicie kauczuk naturalny, ale znalazły też szereg nowych zastosowań niedostępnych dla zwykłego kauczuku.

4. Ze względu na dodatki, które występują w tworzywach:

W skład tworzyw sztucznych oprócz polimerów wchodzą różnego rodzaju dodatki nadające im określone właściwości fizyczne, mogą to być:

1. Wypełniacze

2. Plastyfikatory

3. Stabilizatory

4. Antyozonory

5. Dodatki zmniejszające palność

6. Antystatyki

7. Barwniki

8. Dodatki przeiciwścieralne

Podstawowe techniki stosowane w przetwórstwie:

1. Wytłaczanie

2. Wtryskiwanie

3. Prasowanie

4. Tłoczenie

5. Przetłaczanie

6. Formowanie płyt

7. Walcowanie i kalandrowanie

8. Odlewanie

Wyrób medyczny - „dowolny przyrząd, aparat, urządzenie, materiał lub inny artykuł stosowany samodzielnie lub w połączeniu zawierający oprogramowanie konieczne do jego właściwego funkcjonowanie przewidzianego przez wytwórcę, który ma być używany w odniesieniu do ludzi do celów:

• Diagnozowania, zapobiegania, monitorowania, leczenia lub łagodzenia przebiegu chorób

• Diagnozowania, zapobiegania, leczenia lub rehabilitacji w przypadku urazu lub upośledzenia

• Badań i zastąpienia lub zmiany anatomicznej procesów fizjologicznych

• Regulacji poczęć”

BIOTEKSTYLIA

Nieimplantowane materiały:

• Opatrunki

- podkłady wchłaniające - bawełna, wiskoza - włókniny

- opatrunki do ran - jedwab, poliamid, wiskoza, polietylen - dzianina, tkanina, włóknina

- materiały podkładowe - wiskoza, plastyk (film) - włóknina, tkanina

• Bandaże

- proste nieelastyczne/ elastyczne - bawełna, wiskoza, poliamid, nitki elastomerowe - tkanina, dzianina, włóknina

- lekko uciskowe - bawełna, wiskoza, nitki elastomerowe - tkanina, włóknina

- uciskowe - bawełna, poliamid, nitki elastomerowe

- ortopedyczne - bawełna, wiskoza, poliester, polipropylen, pianka poliuretanowa - tkanina, włóknina

• Plastry - wiskoza, plastyk (film), bawełna, poliester, szklane

• Gazy - bawełna, wiskoza - tkanina, włóknina

• Gazy opatrunkowe - bawełna - tkanina

• Wata - wiskoza, bawełna, pulpa drewniana

Materiały do dializ

• Sztuczne nerki - wiskoza i poliester porowate

• Sztuczna wątroba - wiskoza porowata

• Sztuczne płuca - polipropylen i ______

Implantowane materiały

• Nici chirurgiczne

- wchłaniające - kolagen, kwas polimlekowy, poliester alifatyczny - monofilament, przędza

- niewchłaniające - poliamid, poliester, polipropylen, policz ter(fluoroetylen), ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­_______ - monofilament, przędza

• Miękkie tkanki

- sztuczne ścięgna - poliamid, poliester

- sztuczne wiązadła

- sztuczne chrząstki

- sztuczna skóra - chityna

- soczewki kontaktowe/ sztuczna rogówka

• Implanty ortopedyczne

- sztuczne stawy/ kości

• Kardiochirurgiczne

- przeszczepy naczyniowe

- zastawki serca

Ochrona i higiena wyroby:

• Odzież chirurgiczna

- bielizna operacyjna

- czepki

- maski

• Okrycia chirurgiczne

- zasłony

- ubrania

• Pościel

- przykrycia

- prześcieradła

- poszewki na poduszki

• Odzież

- ubrania

- odzież ochronna

• Wchłaniające podkłady/ prześcieradła

- prześcieradła

- podkłady wchłaniające

- zewnętrzne podkłady

• Pieluchy, tampony

• Ubrania, ręczniki

• Chirurgiczne materiały uciskowe

Ogólne warunki przeprowadzania badań włókienniczych

1. Warunki klimatyczne

1. Klimat normalny umiarkowany do badań:

• t= 20±2°C

• Wilgotność względna: φ=65±2%

1. Klimat normalny tropikalny do badań:

• t= 27±2°C

• Wilgotność względna: φ=65±2%

1. Naprężenia wstępne

1. Włókna - q=0,5±0,05cN/tex

2. Nitki - q=0,5±0,05cN/tex

• Nitki modyfikowane q=0,75±0,07cN/tex

1. Płaskie wyroby - uzależnione od masy powierzchniowej (masa na 1m2, g), masy właściwej (m. powierzchniowa/ nominalna grubość), grubości

1. Pobieranie i przygotowywanie próbek

JEDNOSTKI:

Tt=m,g/l,km (titr tex)

Td=m,g/L,9km (titr denier)

TWORZYWA SZTUCZNE

Klimat 23/50
Klasa 1	23±1°C	50±5%
Klasa 2	23±2°C	50±10%
Klimat 27/65
Klasa 1	27±1°C		65±5%
Klasa 2	27±2°C		65±10%

Aklimatyzacja:

• czas: 88h w klimacie 23/50 i 27/65

• czas: 4h w zakresie temperatur 18 - 28°C

• do osiągnięcia równowagi wilgotnościowej jeżeli różnica masy w dwóch kolejnych ważeniach w odstępach tygodni równych d2 (d - grubość próbek, mm) nie przekracza 0,1%

Płaskie wyroby tekstylne powleczone gumą lub tworzywami sztucznymi

A	20±2°C	65±5%
B	23±2°C	50±5%
C	27±2°C	65±5%
D	23±2°C
E	27±2°C

Aklimatyzacja:

Wstępna:

• suszenie w temperaturze 60 - 70°C powietrzem o wilgotności względnej 10% do osiągnięcia równowagi wilgotnościowej - różnica masy w dwóch kolejnych ważeniach nie przekracza 0,1% (*)

(*) 0,25% w przypadku klasycznych tekstyli

Właściwa:

• przetrzymywanie prób w klimacie A, B lub C do osiągnięcia równowagi wilgotnościowej, różnica mas w dwóch kolejnych ważeniach nie przekracza 0,1%

• przetrzymywanie prób w temperaturze D lub E przez okres 3h

Wilgotność materiałów

Materiały z punktu widzenia wilgotności dzielimy na:

• hydrofilowe - skłonność cząsteczek chemicznych do łączenia się z wodą, materiały posiadające bardzo wysoką chłonność noszą nazwę higroskopijnych

• hydrofobowe - skłonność cząsteczek chemicznych do odpychania od siebie cząsteczek wody.

Materiały hydrofilowe wiążą określoną ilość wody pochłanianej z wilgotnego powietrza.

Ilość pochłoniętej wody zależy od rodzaju materiału, temperatury powietrza, ciśnienia barometrycznego i wilgotności powietrza. To ilość w danych warunkach klimatycznych dla danego materiału jest stała.

Zjawisko pochłaniania wody nosi nazwę sorpcji, zaś wydzielania (osuszania) desorpcji.


---