Лекция 12 ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОЛОКОН, НИТЕЙ И ТЕКСТИЛЯ

В среде самого крестьянства увеличилась имущественное расслоение: стали появляться богатые люди, стремившиеся перейти в купеческое сословие или открыть мануфактуры. Однако крепостное право все более грозило превратиться в тормоз на пути развития России. Не могло являться гарантией общественного спокойствия и бесправное положение крестьянства, составлявшего основную массу населения России. Необходимость разрешения крестьянского вопроса и ограничения или отмены крепостного права ощущались правительством уже во второй половине XVIII века. Значительные перемены в положении крестьян произошли, когда некоторым из них было разрешено покупать землю у помещиков (1788 г.). В 1785 г. был разработан проект так и не вступившего в силу «Сельского положения», по которому за государственными крестьянами закреплялись сословные права: собственности на движимое имущество, приобретения в собственность недвижимости, занятия земледелием и торговлей. Хотя Положение так и не стало законом, однако направление государственной политики в отношении крестьянства в нем было достаточно ясно определено.

Попыткой Александра I разрешить сложившуюся ситуацию стал указ «О вольных хлебопашцах» (1803 г.), согласно которому помещик получал право освобождать крестьян с землей на определенных условиях: за выкуп или отработку. Выкупленная крестьянином земля становилась его собственностью, а сами освободившиеся крестьяне входили в разряд «вольных хлебопашцев», на которых распространялось действие российский законов, т.е. они становились равноправными гражданами Российской империи. Однако этим законом сумели воспользоваться лишь немногие крестьяне, так как помещики неодобрительно относились к идее освобождения крестьян с землей, особенно к передаче этой земли им в собственность.

Деятельность М.М. Сперанского и реформа государственного управления.Кроме попыток решения крестьянского вопроса, император при участии Негласного комитета, а затем М.М. Сперанского, провел серьезные государственные преобразования. В 1802 г. вместо устаревших коллегий, отмененных еще Екатериной II, были учреждены восемь министерств. В 1811 г. было образовано еще три министерства: государственного контроля, путей сообщения и полиции. Министры являлись ответственными перед монархом и Сенатом. Сенат сохранял значение высшего судебного органа. На него также возлагался контроль за соблюдением законности в стране. В 1810 г. Совет при императоре был преобразован в Государственный совет с законодательными функциями. Для координации деятельности министерств был создан Комитет министров (1812 г.).

В 1808-1812 гг. подготовка проектов переустройства государственной системы управления была сосредоточена в Министерстве внутренних дел и шла под руководством Сперанского.

Михаил Михайлович Сперанский был сыном сельского священника и готовился к духовной карьере. После окончания Петербургской духовной академии он остался в ней преподавать, но затем перешел на государственную службу. Вскоре Сперанский попадает на глаза императору, становится сначала личным секретарем Александра, а затем госсекретарем. Уникальная широта взглядов и феноменальные способности Сперанского сделали его незаменимой фигурой в окружении императора, которому требовались не просто грамотные, но талантливые чиновники, не слепые исполнители, а люди с идеями.

В 1809 г. Сперанский представил императору записку, в которой изложил свой взгляд на систему и соотношение государственных органов. В ней он выступил сторонником разделения властей: высшим законодательным органом объявлялась Государственная дума, которая должна была руководить сетью волостных, окружных и губернских дум. Высшая исполнительная власть принадлежала бы императору, при котором в качестве совещательного органа учреждался Государственный совет. Проект Сперанского не являлся конституцией в полном смысле этого слова, он знаменовал лишь первый шаг на пути к ограничению абсолютной власти самодержца.

Из всего задуманного Сперанским реальностью стало лишь учреждение Государственного совета. Однако ненависть придворных кругов к выскочке-реформатору, вызванная не столько планами государственных преобразований, сколько попытками цивилизовать бюрократическую среду и ликвидировать взяточничество, положила конец и его деятельности, и, соответственно, александровским попыткам либеральных реформ. В 1812 г. Сперанский был обвинен в шпионаже в пользу Наполеона, арестован и выслан в Нижний Новгород.

Внешняя политика России при Александре I. Отечественная война 1812 г.Внешняя политика при Александре I велась по традиционным для России направлениям. Сохраняли актуальность взаимоотношения со Швецией. В 1808 г. Россия вступила с ней в войну, претендуя на получение близлежащих к Петербургу земель в целях обеспечения безопасности столицы. Война 1808-1809 гг. прошла успешно для России. Отряд Барклая де Толли совершил знаменитый поход по льду Ботнического залива, в результате которого русские войска вступили на территорию Швеции. В 1809 г. в г. Фридрихсгаме был заключен мирный договор по которому Великое княжество Финляндское присоединялось к России. Финляндии предоставлялся особый статус с сохранением ее прежней Конституции. Сейм в качестве законодательного органа сохранялся, но Финляндия объявлялась русской провинцией.

Другим направлением внешней политики было восточное. Согласно манифесту от 12 сентября 1801 г. Грузия вошла в состав России, что было враждебно встречено в Турции и Персии. В 1806 г. Персия объявила войну России. В результате военных действий русские войска захватили почти всю территорию Азербайджана, и по мирному договору, заключенному в 1813 г. в Гюлистане, Иран признал право России на завоеванные территории, а, кроме того, предоставлял ей право держать на Каспийском море военные суда.

В 1806 г. началась война с Турцией, поводом к которой явилось одностороннее смещение Турцией правителей Молдавии и Валахии. В 1806 г. войска Михельсона заняли Молдавию, а эскадра адмирала Синявина в 1807 г. разбила турецкий флот. Решающее поражение турецкой армии нанес М.И. Кутузов у крепости Рущук. По Бухарестскому миру (28 мая 1812 г.) к России отошла Молдавия, а Сербии предоставлялась автономия.

Однако главную внешнеполитическую проблему для России представляло нарастание угрозы столкновения с наполеоновской Францией и ее союзниками. Тильзитский мир, заключенный между Россией и Францией после поражения русских войск под Аустерлицем (1807 г.), был искренним лишь со стороны Наполеона. Для России же неприемлемыми оказались и восстановление Францией части независимого польского государства, и разрыв торговых отношений с Англией. Присоединение к континентальной блокаде привело к тому, что за 1808-1812 гг. внешняя торговля России сократилась на 43%. Франция не смогла компенсировать этот ущерб, поскольку ее экономические связи с Россией носили поверхностный характер. Основным покупателем российского зерна, леса и др. являлась именно Англия.

С 1810 г. Александр I начал подтягивать войска к западным границам империи, рассчитывая напасть на Польшу. Одновременно было подготовлено более 40 планов компаний против Франции, что исключает версию о внезапном нападении Наполеона на Россию. Более того, сам Наполеон 16 апреля 1812 г. уведомил европейские дворы о разрыве отношений с Россией, что было равнозначно объявлению войны.

Причинами войны 1812 г. стали следующие: нарушение Россией условий континентальной блокады; столкновение претензий Наполеона на мировое господство со стремлениями Александра I руководить европейской политикой; польский вопрос; а также личные обиды (Наполеон неосторожно напомнил Александру о его личном участии в заговоре против отца – в ответ российский император не принял сватовства Наполеона к вел. кн. Анне Павловне).

12 июня 1812 г. войска Наполеона в составе 448 тыс. чел. перешли через Неман. Союзниками Наполеона в его движении на восток выступили Пруссия, Австрия и герцогство Варшавское. Возглавляли французскую армию прославленные маршалы Мюрат, Ней, Даву и др. Списочный состав русской армии был равен на тот момент 225 тыс. чел., а непосредственно под ружьем находилось 180 тыс. Кроме того, русская армия была рассредоточена: Барклай де Толли находился у Немана (120 тыс. чел.), Багратион в Южной Литве (49,5 тыс. чел.), Тормасов на Волыни (44 тыс. чел.). Часть армии под командованием Витгенштейна была выделена для охраны Санкт-Петербурга. Принимать бой с французами при такой дислокации войск было крайне не выгодно, и командующий русскими войсками Барклай де Толли принял решение отступать, имея в виду соединение всех войск. Наполеон за короткий промежуток времени занял Ковно, Вильно, Могилев и Витебск. В августе 1812 г. русские войска соединились под Смоленском, но противостоять французам не смогли: тем после длительного штурма все же удалось овладеть городом.

Военная стратегия Барклая де Толли была не популярна в русском обществе: все были не довольны отступлением и жаждали решающего сражения. Под давлением общественного мнения Александр I заменил командующего, назначив на этот пост М.И. Кутузова. Тем не менее, ознакомившись с положением дел на фронте, новый командующий решил придерживаться тактики своего предшественника.

В этот период страну охватило партизанское движение. Среди партизан особо отличились Денис Давыдов, который впоследствии написал книгу «Опыт теории партизанского действия»; Сеславин, а также народные герои: солдат Ермолай Четвериков, Степан Еременко, крестьянка Василиса Кожина и др. Размах партизанского движения был настолько велик, что Наполеон снимал с основного участка фронта части для борьбы с партизанами.

Под давлением общественности Кутузов начал готовиться к генеральному сражению, хотя понимал, что это скорее вынужденный шаг, чем стратегическая необходимость. 7 сентября недалеко от Москвы, под деревней Бородино, состоялось сражение, по поводу итогов которого до сих пор продолжаются споры историков. Здесь противостояли друг другу 134 тыс. чел. с 587 орудиями с французской стороны и 116 тыс. чел. с 624 орудиями – с русской. В результате сражения ни Наполеон, ни Кутузов не добились основных целей: первому не удалось разгромить русскую армию в генеральном сражении, второму – отстоять Москву. Потери обеих сторон были устрашающими: французы, наступая, потеряли 28 тыс. чел., русские, обороняясь, – 45 тыс. чел.

Кажущийся успех и последующее занятие Москвы, однако, не спасло наполеоновскую армию от катастрофы: Москва оказалась для нее ловушкой, превратившей сплоченную и дисциплинированную армию в сборище мародеров. Попытка Наполеона во второй половине октября 1812 г. пробиться на Калужскую дорогу потерпела неудачу, после чего началось отступление французской армии к границам России по разоренной ими же Смоленской дороге. Существует предположение, что Кутузов мог разбить врага еще в ноябре 1812 г., но сознательно позволил ему выбраться из страны. Какая-то доля истины в этом, безусловно, есть. Вероятно, он полагал необходимым сохранить Наполеона с его армией как своеобразный противовес Англии и Австрии. К этому же склонялись многие военные и гражданские деятели России, пытавшиеся удержать Александра I от заграничных походов и свержения Наполеона.

В ходе Отечественной войны Россия сумела восстановить национальное единство в стране и приобрести значительный международный авторитет. Война 1812 г. являлась, безусловно, Отечественной, патриотической, но одновременно и войной с революцией, частью заговора европейских монархий против якобинства. Особенно ярко это высветилось во время заграничных походов русской армии 1813-1814 гг., которые носили именно реставрационный характер, что и подтвердилось созданием «Священного союза» монархов, предназначенного охранять сложившийся к 1815 г. в Европе порядок.

Политика Александра I после 1815 г. «Аракчеевщина».Второй период царствования Александра I принято называть «аракчеевщиной», поскольку всесильным временщиком, во многом определившим развитие страны, в этот период становится А.А. Аракчеев В начале этого периода, однако, не он определял политику России. После возвращения из заграничных походов, Александр I предпринял последнюю попытку атаки на крепостничество. В 1816-1819 гг. было отменено крепостное право в Прибалтике. Однако крестьяне получив личную свободу не получили землю. В итоге недовольными оказались и крестьяне, вынужденные арендовать землю у прежних хозяев на кабальных условиях, и сами помещики, лишенные права владения крепостными.

Не оставил в этот период Александр I и попыток ограничения самодержавия. В 1818 г. выступая на открытии польского сейма и объявляя о введении дарованной Польше конституции, император заявил, что это только начало и что конституционное устройство является ближайшим будущим всей России. В 1820 г. Н.Н. Новосильцевым был подготовлен проект российской конституционной хартии («Уставная грамота Российской империи»), в которой права самодержца значительно ограничивались выборным представительным органом.

Однако момент для преобразований оказался неподходящим. Успехи в Отечественной войне 1812 г. кружили головы российскому дворянству, не желавшему поступаться ни одной из своих привилегий. И Александр I не решился обнародовать указы ни об отмене крепостного состояния, ни о введении конституции. После 1822 г. император, разочаровавшись, практически отстранился от правления, передав дела Аракчееву.

Алексей Андреевич Аракчеев получил образование в Артиллерийском и Инженерном корпусах, где проявил редкие способности к математике, за что был оставлен преподавать этот предмет в военной школе. Здесь же у него выявилась маниакальная приверженность к уставу и военному порядку. Когда наследнику российского престола Павлу Петровичу потребовался начальник гатчинской артиллерии, Алексей Андреевич перешел на службу к цесаревичу. Вскоре Аракчеев стал гатчинским генерал-губернатором. После убийства Павла I он был взят на службу к новому императору. При активнейшем участии Аракчеева, осуществившего ряд преобразований в армии, в начале XIX в. русская артиллерия вышла на одно из первых мест в мире, что во многом предопределило успех в Отечественной войне 1812 года. Раздражение у окружающих Аракчеев вызывал, видимо, тем, что демонстрировал удивительный тип царедворца, для которого главное – это служба царю, а не стране. Граф Алексей Андреевич был беспощаден и жесток, любил лесть, но сам льстил не очень искусно. Всесилие его основывалось на том, что с 1816 г., когда Александр I начал отходить от дел, резюме по докладам всех министров делал ему именно Аракчеев.

Печальную известность Аракчеев получил благодаря созданию военных поселений (1817 г.). Инициатива их введения принадлежала, однако, императору, а Аракчеев явился лишь исполнителем. В число поселенцев набирали пахотных крестьян, живших на государственных землях. Они должны были обеспечивать себя продовольствием и одновременно исполнять военные повинности. При этом жизнь военнопоселенцев регулировалась военным уставом, что крайне затрудняло выполнение ими функции обеспечения себя пропитанием. В случае необходимости военные поселенцы немедленно отправлялись на фронт. Известны случаи восстания крестьян против военной неволи (Чугуевское и Новогородское). Жесткие меры по созданию, укреплению и распространению военных поселений еще более усилили недовольство крестьян и обострили кризис крепостной системы.

Русская культура в первой четверти XIX в.Александр I уделял значительное внимание развитию и поддержке русской культуры. В его царствование открылись пять новых университетов: Санкт-Петербургский, Виленский, Дерптский, Харьковский, Казанский. В губернских городах открывались гимназии; в уездных – училища. Были учреждены и учебные заведения нового типа: лицеи Царскосельский, Ярославский, Одесский, Нежинский на Украине. В 1804 г. университетам была предоставлена автономия.

В первой половине XIX в. наблюдался расцвет русской литературы. В рамках литературы происходило и становление истории. Литератор Н.М. Карамзин, официально ставший при Александре I историографом, создает свой знаменитый труд «История государства Российского». Яркой сатирой на современные порядки было талантливое произведение А.С. Грибоедова (1795-1829 гг.) «Горе от ума», которое, по свидетельству В.Г. Белинского, еще в рукописи было выучено всей Россией наизусть. Многие декабристы во время следствия в числе произведений, оказавших влияние на формирование их мировоззрения, называли «Горе от ума» и «Путешествие из Петербурга в Москву» Радищева.

В этот период жили и творили А.С. Пушкин (1799-1837 гг.) и М.Ю. Лермонтов (1814-1841 гг.). Крупнейшим русским писателем того времени был Н.В. Гоголь, «Мертвые души» и «Ревизор» которого содержали своеобразное обличение русской действительности. По свидетельству А.И. Герцена, «Мертвые души» потрясли всю Россию. В 1836 г. в журнале «Телескоп» было напечатано философическое письмо П.Я. Чаадаева, которое содержало резкую критику российской действительности.

В живописи получил распространение батальный жанр. Выдающихся успехов достиг К. Брюллов, написавший «Последний день Помпеи». Явлением в русском искусстве стала картина А. Иванова «Явление Христа народу», над которой художник работал более двадцати лет, создав при этом множество эскизов, имеющих самостоятельную художественную ценность. А. Венецианов написал ряд выдающихся картин и этюдов с изображением деревенской жизни. Мастеру жанровых сцен П.Ю. Федотову Академия художеств присудила звание академика за картину «Сватовство майора». В этот же период работала и целая плеяда выдающихся портретистов, например, В.А. Тропинин, создавший портреты Карамзина и Пушкина, автопортрет и др.

Большие успехи были достигнуты в строительстве и архитектуре. Известный русский архитектор А. Воронихин возвел Казанский собор в Петербурге (1801-1811 г.); архитектор А. Захаров – здание Адмиралтейства (1806-1823 гг.), А. Монферран – Александровскую колонну на Дворцовой площади (1830-1834 гг.) и Исаакиевский собор (1818-1858 гг.), архитектор К. Росси – Михайловский дворец, где ныне размещается Русский музей.

Родоначальником русской оперной и симфонической музыки стал М.И. Глинка (1804-1857 гг.). К числу его знаменитых опер относятся «Жизнь за царя» («Иван Сусанин»), «Руслан и Людмила». Эти традиции были продолжены А.С. Даргомыжским (1813-1869 гг.) в операх «Русалка» и «Каменный гость». Сцена Малого театра пополнилась выдающимися актерами М.С. Щепкиным (1788-1863 гг.) и П.С. Мочаловым (1800-1848 гг.).

Научная жизнь этого времени ознаменовалась выдающимися открытиями. Академией наук был организован целый ряд географических экспедиций под руководством Крузенштерна, Лисянского, Коцебу, Лазарева, Головина, Врангеля, Невельского. Учрежденное в 1845 г. Русское географическое общество стало центром изучения территории России.

Математик М. Лобачевский открыл систему новой геометрии – «неэвклидову геометрию», давшую новое представление о пространстве. В 1839 г. в Пулкове под Санкт-Петербургом открылась первая русская обсерватория. В.В. Петров создал «вольтову дугу» и электролиз; академик Б.С. Якоби – гальванотехнику. Хирург Н.И. Пирогов разработал принципы анестезии при операциях.

1. ТЕПЛОВЫЕ СВОЙСТВАхарактеризуют отношение волокон, нитей и ТМ к воздействию на них тепловой энергии

1.1 ТЕПЛОЕМКОСТЬ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Теплоемкость – способность ТМ поглощать тепло при повышении температуры.

Характеристиками теплоемкости материала являются: удельная теплоемкость, объемная теплоемкость.

Удельная теплоемкость С, Дж/ (кг ⁰С), - количество тепла, которое необходимо сообщить материалу массой 1кг, чтобы повысит его температуру на 1 ⁰С.

Q -количество подведенного тепла,Дж

m - масса материала, кг;

Т₁-Т₂ – разность термодинсмических температур, ⁰С.

Для полимерных материалов (при 20º С):

Зависимость удельной теплоемкости с_уд от температуры Т имеет максимумы в области релаксационных переходов, например, стеклования Т_с.

Объемная теплоемкость Cv Дж/ (м³ º С), показывает какое количество тепла необходимо для нагревания единицы объема данного материала

- объемная масса материала, кг/м³

Теплоемкость - важное теплофизическое свойство текстильных материалов, т.к. она характеризует их тепловую инерцию. Материалы с большой объемной теплоемкостью обладают лучшими теплозащитными свойствами.

1.2 ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

Теплопроводность – способность текстильных материалов проводить тепло при условии разницы температур по обе стороны материала. Теплопроводность оценивается следующими характеристиками: коэффициент теплопроводности, коэффициент теплопередачи, удельное тепловое сопротивление, тепловое сопротивление.

Коэффициент теплопроводности- Вт/(м ⁰С) показывает какое количество тепла проходит за 1 ч через 1 м2 материала толщиной 1 м при разности температур 1⁰С

Q – величина теплового потока;Дж

τ – длительность прохождения теплового потока;

Т1, Т2 – температура поверхности материала; ⁰С

S, h – площадь, толщина материала.

Для блочных полимеров (пластиков): при 20° С

Коэффициент теплопроводности зависит от вида полимерного материала, его структуры, дефектности (пористости), температуры и других факторов.

Зависимость коэффициента теплопроводности от степени кристалличности х_кр и температуры

1 -

2 -

Для аморфных и малокристаллических полимеров λ (Т) проходит через максимум при . Для кристаллических полимеров с ростом температуры λ уменьшается.

Коэффициент теплопередачи К, ВТ/ (м^{2 0}С) характеризует теплопроводность материала при его фактической толщине

Удельное тепловое сопротивление, м ⁰С/Вт – характеристика обратная коэффициенту теплопроводности

Тепловое сопротивление Rм, м^{2 0}С/ Вт - характеристика обратная коэффициенту теплопередачи

Удельное тепловое сопротивление и тепловое сопротивления характеризуют способность ТМ препятствовать прохождению через них тепла, т.е. их теплозащитные свойства. Чем выше показатели этих характеристик, тем выше теплозащитные свойства ТМ.

Теплопроводность пористого (волокнистого) слоя определяется следующими механизмами:

- контактной теплопроводностью волокон;

- теплопроводностью воздуха в порах;

- конвекцией;

- лучеиспусканием.

При невысоких температурах и малых размерах пор конвекция и лучеиспускание играют малую роль.

Коэффициент эффективной теплопроводности зависит от пористости и объемной массы .

Коэффициент теплопроводности (при 20° С) следующим образом зависит от пористости φ

φ
0,98	0,03 – 0,035
0,9 – 0,98	0,035 – 0,08
0,8 – 0,9	0,08 – 0,11
0,7 – 0,8	0,1 – 0,2

Для воздуха (при 20° С)

Чем выше пористость структуры, больше толщина материала, тем выше его теплоизоляционные свойства

Зависимость коэффициента теплопроводности от температуры Т и влажности w следующая:

1 – волокнистый слой

2 – воздух

Повышение влажности приводит к уменьшению их теплозащитных свойств.

1.3 ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТЬ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

Показатель температуропроводностихарактеризует способность к выравниванию температуры в разных точках материала.

Коэффициент температуропроводности а равен:

м2/с

С - Удельная теплоемкость, Дж/ (кг ⁰С)

- объемная масса материала, кг/м³

- Коэффициент теплопроводности - Вт/(м ⁰С)

Для блочных полимеров (пластиков): при 20° С

Для текстильных (пористых волокнистых) материалов: при 20° С

Температуропроводность (больше) в значительной степени влияет на теплозащитные свойства материалов (меньше).

1.4 ТЕПЛО- И ТЕРМОСТОЙКОСТЬ

В процессах производства и эксплуатации ТМ могут подвергаться продолжительным или непродолжительным воздействиям высоких температур. При установлении режимов этих процессов необходимы сведения об устойчивости материалов к действию повышенных температур, которые характеризуются тепло и термостойкостью.

Теплостойкость материалов обычно оценивают максимальной температурой, выше которой начинается ухудшение свойств материала, препятствующее его использованию.

Термостойкость материала оценивают температурой, при которой начинается термический распад материала.

По термостойкости волокна и нити разделяются на термостойкие и жаростойкие. К термостойким относятся волокна, предназначенные для эксплуатации в условиях которые выше области разложения обычных волокон и нитей при Т=250…400 (кевлар, СВМ и другие из ароматических, гетероциклических и лестничных полимеров).

Жаростойкие волокна и нити сохраняют свои эксплуатационные показатели при температуре 2000 …2500 (углеродные, борные и др).

Огнестойкостьопределяет стойкость волокон и нитей к воздействию пламени огня. По стойкости к огню волокна разделяют на

- негорючие (стеклянное, хлориновое, ацетохлориновое и др.)

- загорающиеся, но прекращающие гореть и тлеть после удаления из пламени (полиамидное, полиэфирное и др)

- горючие, продолжающие гореть и тлеть после удаления из пламени (хлопковое, льняное, гидратцеллюлозное и др