بخشی از مقاله
چکیده
گرما از عوامل محیطی است که میتواند باعث بروز مشکلاتی برای فرد شود از جمله این مشکلات خستگی گرمایی، شوک گرمایی، کاهش تمرکز و خستگی میباشد. یکی از راهها برای رهایی از گرما و همچنین مشکلات ناشی از آن استفاده از پوششهای خنک کننده است.
پوششهای خنک کننده شخصی برای کنترل دمای بدن هنگامی که شخص در محیط گرم قرار دارد و یا فعالیت جسمانی بالایی دارد استفاده میشود. چون این نوع پوششها میتواند با کاهش دمای بدن همراه باشد، شخص هنگام استفاده از آن احساس راحتی بیشتری میکند. روشهای مختلفی برای خنک نگهداشتن بدن وجود دارد از جمله این روشها استفاده از تبخیر سطحی آب روی سطح منسوج میباشد.
در این مطالعه سعی شده است که با استفاده از پلیمرهای فوق جاذب - SAP - ، به وسیله حبس کردن این مواد در پوششهای با جذب آب کم و همچنین پوششهای بدون جذب آب، میزان نگهداری آب و همچنین مدت نگهداری آب در پوششها بررسی شود. از طرفی با تغییر در ابعاد پلیمرهای فوق جاذب، اثر تغییر اندازه پلیمرهای فوق جاذب مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج نشان داد که با استفاده از مقدار ناچیزی از پلیمرهای فوق جاذب تغییر چشمگیری در جذب آب پوششها صورت میگیرد به طوری که در برخی از پوششها با افزودن مقدار اندکی از پلیمرهای فوق جاذب تا %659/81 وزن پارچه آب جذب شده است و در برخی دیگر با افزودن این مواد در پوششهای فاقد جذب آب، مقدار %0/66 تا %5 از وزن پوشش، جذب آب داشته است. همچنین مدت نگهداری آب که تاثیر مستقیم بر خنک نگهداشتن بدن میگذارد تغییر قابل ملاحظهای داشته است. به طور کلی نتایج بیانگر این است که این روش نیز روش مناسبی برای خنک نگهداشتن بدن میباشد.
-1 مقدمه
امروزه منسوجات پوشاکی به عنوان پوششهای خنک کننده برای راحتی انسان در برابر عوامل محیطی مانند گرما کاربرد فراوانی دارد. در شرایط گرما هرچه مقاومت لباس در برابر تغییر حرارت بیشتر باشد آن پوشش برای انسان مناسبتر است و شخص احساس راحتی بیشتری دارد. این راحتی را فردی که لباس بر تن دارد مشخص میکند.
افزایش دمای مرکزی بدن، در افرادی که تحت شرایط آب و هوای گرم و مرطوب مشغول به فعالیت هستند، یک پدیده کاملا طبیعی است. عوارض ناشی از گرمای بیش از حد از جمله خستگی ناشی از گرما، شوک گرمایی، نارسایی حاد کلیه و ناتوانی که در مطالعات گذشته گزارش شده است. سرعت خنک کنندگی در موارد شوک گرمایی در میزان کاهش مرگ و میر بسیار مهم میباشد.
گرمای متابولیکی تولید شده در طی انجام دادن فعالیتها باعث افزایش دمای بدن میشود.[[2 توانایی کار در محیط با دمای بالا، نسبت به توانایی کار در محیط خنک، به طور قابل توجهی کاهش مییابد. خستگی ناشی از کار در محیط گرم، به دلیل ترکیبی از فاکتورهای مهم همانند افزایش فشار گردش خون و افزایش سرعت استفاده عضلات از گلیکوژن است که در نتیجه باعث کاهش سرعت فعالیت میشوند.
برای تولید منسوجات راحتتر، سه روش اصلاح بافت، دوخت و اصلاح شیمیایی پارچه وجود دارد. باتوجه به هزینه زیاد تغییر خط تولید و تغییر بافت یا دوخت پارچه، روش سوم یعنی اصلاح شیمیایی پارچه بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. بدن انسان سعی میکند، دمای درونی خود را در محدوده 37 1°C نگه دارد. بدن با استفاده از چهار سازو کار رسانایی، همرفت، تابش و تبخیر، گرما را انتقال داده و دما را در این محدوده نگه میدارد. در فعالیتهای شدید بدنی مانند ورزش وکارهای طاقت فرسا، تنش گرمایی در حدود 800 - 1300w در اثر متابولیسم بدن ایجاد میشود.
اخیرا با استفاده از یک سری لباسها به نام جلیقههای خنک کننده، سعی در خنک نگه داشتن بدن شده است. این جلیفهها به جلیقه تغییر فاز دهنده - PCM - معروف است. در این روش با استفاده از پارافین که به صورت مجزا در بستههایی قرار میگیرد، در قسمتهایی از جلیقه که در آن تعبیه شده است قرار داده میشود. این بسته ها برای ایجاد خنکی لازم قابل شارژکردن هستند. این جلیقهها با جذب گرمای بدن و تغییر فاز فیزیکی باعث خنک نگهداشتن بدن میشود و نیز راحتی و پوشش را به همراه دارد.
هیدروژلهای پلیمری دستهای از مواد پلیمری هستند که به دلیل دارا بودن پیوندهای فیزیکی و شیمیایی بین زنجیرهای پلیمری آبدوست قادر به جذب مقدار زیاد آب بدون حل شدن در آن هستند.[5] در این مطالعه به بررسی اثر هیدروژلهای مورد استفاده در پزشکی - به دلیل فوق جاذب بودن آنها - در پوششها پرداخته شده است. و سعی شده تا با استفاده مستقیم از پلیمرهای فوق جاذب - SAP - در پوششها، اثر آنها در خنک نگه داشتن بدن بررسی شود.
-2 تجربیات
در ابتدا برای بررسی سرعت و میزان جذب آب و جاذب های رطوبت، دستورالعمل روبرو انجام داده شد. درون یک استوانه مدرج 100 میلیلیتر آب ریخته شد، پس از آن مقدار 0/2 گرم از پودر فوق جاذب را در استوانه مدرج حاوی آب ریخته شد. میزان تورم ناشی از جذب آب در هر دقیقه در جدول 1 نشان داده شده است.
جدول :1 میزان تورم پودر فوق جاذب
با توجه به این که بعد از گذشت 10 دقیقه، تورم پودرها چندان تغییر چشمگیری نداشتهاند، بنابراین در انجام آزمایشهای بعدی مدت زمان 10 دقیقه به عنوان معیار در نظر گرفته شد.
پارچهای از جنس متقال با تراکم تار 18 - cm-1 - و تراکم پود 15 - cm-1 - انتخاب شد. این پارچه در ابعاد 10*10 سانتیمتر مربع برش زده شد. به منظور اندازه گیری سرعت از دست دادن آب در پارچه، ابتدا پارچه به مدت 10 دقیقه درون بشر پر از آب قرار گرفت. سپس، وزن آن توسط ترازو اندازهگیری شد. پس از آن درون آون در دمای 110°c قرار داده شد. هر 10 دقیقه یکبار وزن پارچه ثبت شده است. نمودار از دست دادن آب در پارچه در شکل 1 نشان داده شده است.
در ادامه برای به دست آوردن اثر پودر جاذب در این نوع پارچه، مقدار 0/1 گرم از مواد فوق جاذب درون پارچه قرار گرفت. برای جلوگیری از ریخته شدن مواد جاذب از پارچه دور تا دور پارچه به هم دوخته شد. سرعت از دست دادن آب در پارچه حاوی پودر فوق جاذب مطابق روش مذکور، اندازهگیری شد. نمودار از دست دادن آب در پارچه، در شکل 1 نشان داده شده است.
شکل :1 میزان جذب آب پارچه
نمودار آبی رنگ مربوط به پارچه حاوی پودر فوق جاذب و نمودار قرمز رنگ مربوط به پارچه بدون پودر فوق جاذب میباشد. تقاوت قابل ملاحظهای در میزان جذب آب در دو حالت وجود دارد.
در آزمایش بعدی به بررسی اثر پودر جاذب بر روی پوششهای چرم مصنوعی - PVC - پرداخته شد. لازم به ذکر است که چرم مصنوعی ویژگی جذب آب ندارد. در ابتدا PVC به مقدار 50 گرم درون قالبی ریخته شد. سپس به اندازه %5 وزنی از وزن PVC، پودر جاذب به آن اضافه شد و به مدت 20 دقیقه در آون و در دمای 180°c قرار داده شد تا PVC پخت شود. با این روش، چرم مصنوعی حاوی پودر فوق جاذب تولید شد. سرعت از دست دادن آب در PVC حاوی پودر فوق جاذب مطابق روش مذکور، اندازهگیری شد. نمودار از دست دادن آب در PVC، در شکل 3 نشان داده شده است.
