Наука: нетканые материалы под давлением в условиях холода

Ученые РГУ Косыгина выяснили, как нетканые утеплители ведут себя под давлением в условиях холода. В научном журнале «Костюмология» (Journal of Clothing Science, том 11, № 1, 2026) опубликованы результаты экспериментального исследования механических свойств нетканых утеплителей при сжатии с учетом условий эксплуатации. Авторы работы — З. Н. Османов, А. В. Курденкова и Я. И. Буланов (Российский государственный университет им. А.Н. Косыгина, Москва).
Исследование посвящено поведению двух популярных типов нетканых материалов — «Холлофайбер Волюметрик» и «Холлофайбер Софт» — с поверхностной плотностью от 70 до 600 г/м². Ученые оценили, как структура, плотность и внешние условия влияют на способность утеплителя сопротивляться сжатию и восстанавливать форму после нагрузок.
В ходе экспериментов образцы подвергались статическому сжатию (250, 500 и 1000 г), циклическому нагружению (до 2000 циклов), а также воздействию температур от +20 °С до –20 °С. Измерялись упругая и остаточная деформация, сжимаемость и максимальное усилие до разрушения структуры.
Учёные выявили следующие ключевые результаты:
Плотность повышает жесткость. С ростом поверхностной плотности материалы труднее сжимаются и накапливают меньшую остаточную деформацию. Например, для Волюметрик при нагрузке 1000 г остаточная деформация снижается с 38,7 % (150 г/м²) до 18,2 % (600 г/м²).
Холод снижает прочность на сжатие. При понижении температуры от +20 °С до –20 °С максимальное усилие, которое выдерживает материал, падает. Это важно учитывать при проектировании одежды для Арктики и Крайнего Севера.
Интересно, что наиболее интенсивная необратимая деформация происходит именно на начальном этапе, после чего структура стабилизируется. Более плотные и толстые образцы в абсолютном выражении сохраняют большую конечную толщину, что важно для долговременной теплоизоляции.
Структура важнее плотности. Более рыхлое волокнистое строение при равной плотности дает большую начальную сжимаемость, но лучшую упругость после снятия малых нагрузок.
Полученные зависимости позволяют инженерам научно обоснованно выбирать утеплители для спецодежды, работающей в условиях переменных механических и климатических нагрузок, а также прогнозировать срок службы изделий и сохранение их теплозащитных свойств.
«Наше исследование показывает, что при создании теплоизоляционной одежды нельзя опираться только на исходные теплофизические параметры материала. Необходимо учитывать его поведение под давлением, особенно в условиях низких температур и многократных деформаций», — отмечают авторы.
Полный текст статьи доступен в журнале "Костюмология". Библиотека тематических исследований, технические данные, обзоры: на базе hollowfiber ру.