Что такое гигроскопичность

Определение

Гигроскопичность – это свойство какого-либо материала впитывать и удерживать влагу из воздуха. Некоторых может смутить буква «г» в первой части слова, ведь все мы знаем, что сложные термины, связанные с водой, обычно начинаются с приставки «гидро». Но здесь речь идет немного о другом. Гигроскопичность учитывает впитывание материалами только той воды, которая распылена в воздухе в виде пара, а значит, и приставка нужна совсем другая. «Гигро» означает, что слово имеет отношение к влажности. Все просто.

Мы разобрали определение, а теперь пора выяснить, что же на самом деле означает это слово. Воздух вокруг нас имеет определенную влажность – об этом говорят даже в прогнозе погоды. Некоторые волокна способны впитывать эту воду, зачастую изменяя при этом свои свойства. Именно благодаря гигроскопичности одежда и обувь могут намокнуть даже без дождя. В каких случаях это хорошо, а в каких – плохо, узнаем ниже.

Какие материалы обладают гигроскопичностью?


В этой статье речь пойдет в основном о тканях. Но не только они умеют поглощать влагу из воздуха. Показатель гигроскопичности того или иного материала зачастую необходимо знать строителям, мебельщикам, производителям сложного оборудования и многим другим.

Например, все мы знаем, что древесина обладает пористой структурой, это увеличивает ее гигроскопические свойства. Вода, проникая в структуру дерева, деформирует его. Именно поэтому мебель из древесины практически не устанавливается в помещениях с повышенной влажностью. Для уменьшения гигроскопичности могут использоваться специальные пропитки.

Не менее важны и гигроскопические свойства утеплителей, используемых при строительстве. Воздух, находящийся в порах материала, удерживает тепло в помещении. Но если утеплитель намокнет, он мгновенно потеряет свои основные свойства. Поэтому материалы, используемые для этих целей, должны обладать минимальной гигроскопичностью. Идеальный показатель равен 0 %.

Гигиенические свойства ткани

Все материалы обладают различными физическими показателями, такими как плотность, прочность и т. д. Но для тканей, которые впоследствии должны превратиться в предметы гардероба, важны и другие свойства – гигиенические. Они определяют то, насколько комфортна будет одежда из того или иного материала.

  • Воздухопроницаемость. Название говорит само за себя. Ткани с высоким показателем воздухопроницаемости способны «дышать», а с низким – защищают от ветра.

  • Паропроницаемость. Способность ткани пропускать влагу с целью отвести пот и другие жидкости от тела.
  • Водоупорность. Защищает тело от жидкостей. Это свойство ткани увеличивают при помощи различных пропиток и полимерных покрытий.
  • Пылеёмкость. Это свойство позволяет ткани удерживать мелкие частички на своей поверхности. Чем болеематериал рыхлый, тем выше показатель пылеёмкости.
  • Электризуемость – способность ткани накапливать статическое электричество.

Не стоит забывать и о теплозащитных свойствах ткани. Это способность поддерживать нормальную температуру тела в то время, когда на улице холодно. А о последнем свойстве поговорим более подробно.

Гигроскопичность ткани

Этот показатель относится к гигиеническим свойствам текстиля, которые, в свою очередь, определяют комфортность того или иного материала при носке. Причем требования к одежде во многом зависят от ее назначения.

Гигроскопичность – это важнейшее свойство спортивной формы или летней одежды. Повышенная температура воздуха и тела приводит к обильному потоотделению, что, в свою очередь, создает немалый дискомфорт для человека. Избавиться от излишней влаги позволяет именно высокая гигроскопичность ткани. Это свойство является важнейшим показателем и для производителей повседневного нижнего белья.

От чего зависит способность ткани впитывать влагу из окружающей среды? В первую очередь – от волокон, из которых она сделана. Кроме того, значение имеет наличие защитных покрытий и пропиток.

Виды и гигроскопичность волокон


Материалы, из которых производятся ткани, могут иметь различное происхождение. Существуют натуральные волокна и синтетические. Для начала поговорим о первых. Они создаются самой природой, хоть и не без участия человека.

Шерсть, состригаемая с различных животных, чаще всего используется для производства теплой одежды. Именно она является одним из лидеров среди натуральных тканей по способности впитывать влагу. Гигроскопичность волокон шерсти составляет примерно 15-17 %. Но вот скорость впитывания влаги относительно невелика.

Этот показатель значительно выше у многих других тканей. Например, гигроскопичность хлопка составляет всего 8-9 %, зато он способен впитывать влагу намного быстрее шерсти. Другой натуральный материал – лен, получаемый из лубяного волокна. Его способность поглощать влагу может колебаться от 12 до 30 %.

Искусственные и синтетические волокна

К первому типу относятся материалы, получаемые из природных соединений. Яркий пример – вискоза. Ее создают с использованием природной целлюлозы. Для вискозных волокон характерна прочность, термостойкость, а также высокая гигроскопичность, равная почти 40%.

Синтетические волокна создают из продуктов переработки нефти и каменного угля. К ним относятся полиамиды. Из этих волокон создают нейлон, капрон и анид. Гигроскопичность у таких материалов довольно низкая, всего 3-4 %, зато они сохраняют прочность при растягивании и весьма долговечны. Полиэфирные волокна, из которых создают ткань лавсан, обладают высоким показателем термостойкости и устойчивости к свету. А вот их гигроскопичность минимальна – всего 0,4 %.


Полиуретановые волокна, являющиеся основой для лайкры и спандекса, также не отличаются способностью впитывать влагу из окружающей среды. Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что гигроскопичность одежды из синтетических материалов значительно ниже, чем вещей из натуральных тканей. Но действительно ли это недостаток?

Гигроскопичность – это хорошо или плохо?

Все в мире относительно. Это же можно сказать и о поднятой нами теме. Нельзя однозначно сказать, что гигроскопичность – это хорошо. Да, она позволяет людям проще пережить жару, а спортсменам – выполнять упражнения в более комфортных условиях. Но некоторым тканям излишняя влажность может только навредить.

На примере утеплителя мы уже выяснили, что вода снижает теплоизоляционные свойства материалов. Кроме того, некоторые ткани деформируются под действием влаги – все мы знаем, как растягивается после стирки трикотаж. Такая же участь, только в меньших масштабах, может постигнуть некоторые материалы при очень высокой относительной влажности воздуха. Поэтому не всегда можно с уверенностью сказать, что гигроскопичность ткани – это плюс. Вопрос в предназначении того или иного материала.

Как определяют этот показатель?


В 80-е годы XX века в СССР был создан ГОСТ 3816-81. Он содержит подробное описание методов определения некоторых свойств текстиля, в том числе и гигроскопичности. Вот как это осуществляется.

Специалисты берут пробы ткани размером 5 х 20 см и каждую помещают в отдельный стаканчик для взвешивания. Основная задача эксперимента – выяснить, сколько воды впитает материал при определенных условиях. Для этого стаканчик с пробой помещают в эксикатор, в котором влажность воздуха составляет 97-99 %. Через 4 часа производится взвешивание образца, а после этого при температуре 105-109 °С материал высушивают и определяют его новый вес.

Показатель гигроскопичности (Н) в процентах определяют с помощью формулы: Н = (Мв – Мс) / Мс х 100, где за Мв и Мс принимают, соответственно, массу влажной и сухой ткани.

fb.ru

Порох и взрывчатые вещества

Пороха

Дымный порох обладает небольшой гигроскопичностью, поскольку его основным компонентом является нитрат калия. Энергетически и экономически выгодна натриевая селитра, но из-за высокой способности поглощать влагу при влажности воздуха более 70% (при меньшей влажности высыхает) применяется в производстве пороха ограниченно, а наибольшее применение нашла калиевая селитра с малой гигроскопичностью.


Нитроцеллюлоза, в отличие от селитр, не гигроскопична. Появление бездымного пороха на её основе ускорило развитие полуавтоматического и автоматического огнестрельного оружия, поскольку он не забивает механизмы и не меняет физических свойств при воздействии влажности. Гигроскопичность некоторых компонентов патронов, в первую очередь воспламеняющих составов капсюлей, компенсируется их высокой чувствительностью к воспламенению.

Взрывчатые вещества

Гигроскопичность взрывчатых веществ и взрывчатых составов в значительной степени определяет сроки и условия их хранения. Особенно значительное воздействие влага оказывает на селитросодержащие промышленные взрывчатые вещества, которые могут либо потерять необходимые физические и взрывчатые характеристики, либо, наоборот, приобрести повышенную чувствительность к внешним воздействиям.

Строительство

Гигроскопичные материалы играют важную роль в строительстве; например, очень гигроскопична древесина. Такие материалы подвержены влиянию влаги, содержащейся в здании. Чем выше относительная влажность, тем больше пара адсорбируется. При этом многие сорта древесин начинают гнить, если относительная влажность в течение длительного времени более 80 %.

Большинство лёгких пористых стеновых камней (лёгкие керамические камни[1], газобетон и пенобетон, керамзитобетон, известняк) очень гигроскопичны — цифра может достигать 30 %, а некоторые известняки с Кипра, набирают влажность до состояния сырой стены «на ощупь».


Кроме этого, на сыром основании они работают как фитиль керосиновой лампы, из-за капиллярного эффекта своей пористой структуры. Все лёгкие стеновые камни[2], требуют герметичной гидроизоляционной отсечки — от всех примыканий к стенам и монолитам с повышенной влажностью — отсечка стены должна быть только плёночного типа, гибкая, с полной водонепронецаемостью. Обычно так отрезают полуцокольный и 1-й этаж — от всех «мокрых» конструкций — фундамента, цоколя, подземной части цокольного этажа.

Общепринятая в СССР отсечка высокомарочным цементным раствором не работает — изначально подсос влаги в сухую стену она полностью не ограничивает — со временем циклы замораживания и оттаивания открывают и расширяют капиляры в растворе. Начинается постоянный подсос воды в толщу стены здания, новые порции влаги окончательно вымывают и открывают капиляры.

Необлегчённый кирпич менее подвержен капилярному эффекту, но при отсутствии отсечки может вымокнуть на высоту нескольких этажей, до самой кровли.

Биология

Семена некоторых трав расширяются при изменении влажности, что позволяет им рассеиваться по земле.

dic.academic.ru