№ 3, 2023

Компьютерное моделирование и автоматизация проектирования

В.И. Вагнер, В.В. Евдокимов, К.С. Чуркин, А.А. Колодин 
Энергетическая оценка деформационных процессов полимерных материалов
DOI: 10.46418/0021-3489_2023_61_03_01
Рассматриваются энергетические оценки процессов релаксации и ползучести полимеров. Полимерные материалы обладают ярко выраженными реологическими свойствами, в том числе: гибкоцепным строением макромолекул, находящихся в ориентированном состоянии и имеющих аморфно-кристаллическую структуру на надмолекулярном уровне. По современным воззрениям физиков-структурщиков, именно на этом уровне формируются реологические свойства полимеров - как сочетание упругости, вязкоупругости и пластичности.
Ключевые слова: полимерные материалы, реология, энергия активации, деформационные процессы, релаксация, ползучесть, вязкоупругость

А.А. Хамитов, Б.Б. Ахмедов, Х.Х. Бегалиев, И.Г. Шин
Разработка математической модели зависимости механической прочности и пористости выдубленной кожи методом полнофакторного планирования эксперимента
DOI: 10.46418/0021-3489_2023_61_03_02
В настоящей работе исследованы пористость и твердость кожи для верха обуви и создана математическая модель процесса дубления кожи. При этом применен метод математического планирования полнофакторного эксперимента, составлена матрица планирования трехфакторного эксперимента и проведены экспериментальные работы. Результаты экспериментальных исследований обрабатывались методом математической статистики, проверена достоверность и адекватность полученных результатов. В качестве функции отклика были взяты пористость и твердость кож. Полученная математическая модель отражает зависимости формирования пористости, твердости кож от технологических параметров.
Ключевые слова: кожа для верха обуви, дубление, концентрация, обработка, математическая модель, адекватность, параметры, факторы

М.А. Егорова, С.В. Киселев
Разработка методов качественного анализа эксплуатационных свойств арамидных текстильных материалов
DOI: 10.46418/0021-3489_2023_61_03_03
В статье рассматриваются методы проведения качественного анализа эксплуатационных свойств арамидных текстильных материалов. Знание вязкоупругих характеристики арамидных текстильных материалов назначения помогает осуществить наилучший выбор материалов, обладающих определенными деформационными свойствами. Для определения деформационных характеристик арамидных текстильных материалов разрабатываются компьютерные методы системного анализа их деформационных свойств.
Ключевые слова: системный анализ, математическое моделирование, текстильные материалы, эксплуатационные свойства, арамиды

Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Н.В. Переборова, Я.С. Томашевич, Е.С. Чистякова
Вопросы проектирования текстильных материалов медицинского назначения
DOI: 10.46418/0021-3489_2023_61_03_04
Статья посвящена вопросам проектирования текстильных материалов медицинского назначения. Рекомендации по проектированию указанных материалов могут быть получены на основе системного анализа эксплуатационных свойств изучаемых материалов, проводимого согласно разработанным критериям качественной оценки их функциональности.
Ключевые слова: проектирование, математическое моделирование, полимеры, текстильные материалы, имплантаты

А.В. Демидов, А.Г. Макаров
Прогнозирование упругих, вязкоупругих и пластических компонент деформации синтетических нитей
DOI: 10.46418/0021-3489_2023_61_03_05
В статье рассматриваются вопросы прогнозирования упругих, вязкоупругих и пластических компонент деформации синтетических нитей. Предложены методы разделения полной деформации и механической работы деформирования синтетических нитей на упругие, вязкоупругие и пластические компоненты, имеющие существенное значение при определении функциональности этих нитей.
Ключевые слова: математическое моделирование, численное прогнозирование, текстильные материалы, синтетические нити, упругость, вязкоупругость, пластичность

Н.С. Климова
Вариант математического моделирования деформационных свойств полиэфирных крученых нитей
DOI: 10.46418/0021-3489_2023_61_03_06
В статье приведен вариант математического моделирования деформационных процессов полиэфирных нитей различной степени крутки. Уменьшение степени крутки в допустимых пределах при сохранении необходимых механических свойств нитей сокращает временные затраты на технологический процесс производства и приносит экономический эффект.
Ключевые слова: математическое моделирование, полиэфирные нити, текстильные материалы, деформационные свойства, релаксация

Системный анализ, управление и обработка информации, статистика

В.И. Вагнер, Н.В. Переборова, Я.С. Томашевич
Метод прогнозирования вязкоупругости ориентированных полимерных текстильных материалов
DOI: 10.46418/0021-3489_2023_61_03_07
В статье приведен метод прогнозирования вязкоупругости полимерных текстильных материалов. Одним из общепризнанных вариантов указанного прогнозирования является вариант, основанный на математическом моделировании с учетом аналитической аппроксимации экспериментальных «семейств» релаксационных и деформационных кривых нормированными релаксационными и деформационными функциями по логарифмической шкале приведенного времени.
Ключевые слова: вязкоупругие свойства, математическое моделирование, ориентированные полимерные материалы, текстильные материалы, релаксационные процессы, деформационные процессы

А.А. Козлов, С.В. Киселев
Вариант прогнозирования обратной релаксации полимерных текстильных материалов
DOI: 10.46418/0021-3489_2023_61_03_08
В статье приведен вариант прогнозирования сложных релаксационных процессов, в частности, процессов обратной релаксации полимерных текстильных материалов. Показано, что при прогнозировании указанных процессов можно применять универсальные математические модели, разработанные для процессов простой релаксации, при этом при прогнозировании процессов обратной релаксации указанных материалов получаются результаты достаточно близкие к экспериментальным.
Ключевые слова: математическое моделирование, прогнозирование, ориентированные полимерные материалы, деформационные свойства, релаксационные процессы, обратная релаксация

И.М. Егоров, А.А. Козлов
Вариант моделирования релаксационных процессов текстильных эластомеров для имплантологии
DOI: 10.46418/0021-3489_2023_61_03_09
В статье рассмотрен вариант моделирования релаксационных процессов текстильных эластомеров, применяемых в имплантологии. На основе предложенного варианта математической модели релаксации проведено определение соответствующих параметров этой математической модели, имеющих существенное значение для проведения качественной оценки релаксационных свойств изучаемых материалов и для определения их функциональности.
Ключевые слова: исследования, математическое моделирование, эластомеры, текстильные материалы, релаксационные свойства, релаксация

Технология производства изделий текстильной и легкой промышленности

М.В. Родичева, А.В. Абрамов, Е.Я. Сурженко
Цифровые двойники материалов и изделий швейной промышленности
DOI: 10.46418/0021-3489_2023_61_03_10
Выявлена ключевая роль цифровых двойников комплектов одежды в рамках нового подхода к процессу производства в концепции Индустрии 4.0. Проведен анализ современного состояния теории и практики построения цифровых двойников, обоснована возможность использования иерархического подхода, предполагающего разработку динамической копии одежды по принципу вложенности. Обоснована применимость методов математического моделирования при построении цифровых двойников комплектов одежды. Обобщены подходы к численному моделированию одежды, установлено, что процесс моделирования различных структурных элементов протекает по схожим методам и с использованием качественно однородных инструментов. Предложен подход к решению задачи построения цифровых двойников одежды. Для этого разработана классификация существующих численных моделей с учетом их иерархичности, предложены пути к их потенциальному объединению в рамках цифрового двойника.
Ключевые слова: цифровой двойник минимальной (атомарной) сложности, многокомпонентный цифровой двойник, многокомпонентная система цифровых двойников, одежда, текстильное полотно, текстильная нить, текстильное волокно

И.Н. Леденева, Е.А. Кирсанова, В.В. Костылева, В.С. Белгородский
Исследование влияния времени воздействия растворов хлорида кальция на формоустойчивость обуви с верхом из валяльно-войлочных материалов
DOI: 10.46418/0021-3489_2023_61_03_11
Статья освещает результаты изучения влияния времени воздействия растворов агрессивных реагентов в виде раствора хлорида кальция на формоустойчивость обуви с верхом из валяльно-войлочных материалов. Полученные данные при полу- и одноцикловых испытаниях тонкошерстных войлоков для верха обуви, как показал анализ, позволяют прогнозировать поведение обуви с верхом из использованных в эксперименте материалов при эксплуатации ее в зимнее время года в условиях мегаполиса.
Ключевые слова: формоустойчивость, обувь из войлока, растворы реагентов, физико-механические свойства обуви

Ю.Б. Голубева, Е.И. Скирмонт, А.С. Ладэ
Ортопедическая обувь: история развития и современные тенденции развития производства
DOI: 10.46418/0021-3489_2023_61_03_12
Появление ортопедической обуви относится к далёкому прошлому. Разнообразие обувных конструкций, наблюдаемое на сегодняшний день, обусловлено не только изменением внешних факторов (климатических условий, условий труда, вредным влиянием окружающей среды и т. д.), но и стремительным развитием технологий, в том числе цифровых.
Ключевые слова: история, ортопедическая обувь, типовой технологический процесс

Технология и переработка синтетических и природных полимеров и композитов

Е.В. Кудрявцева
Получение антимикробных пленочных материалов путем синтеза биметаллических наночастиц медь-серебро
DOI: 10.46418/0021-3489_2023_61_03_13
В статье рассмотрены способы модификации поливинилспиртовых и целлофановых пленок бикомпонентными наночастицами медь-серебро. Приведены спектры отражения, микрофотографии и инфракрасные-Фурье спектры полученных образцов, результаты исследований фунгицидной и бактерицидной активности.
Ключевые слова: нанотехнологии, биметаллические наночастицы, медь, серебро, поливиниловый спирт, целлофан, пленка, фунгицидность, бактерицидность

И.В. Елохин, А.П. Михайловская
Получение энергии из вторичного сырья на основе полипропилена
DOI: 10.46418/0021-3489_2023_61_03_14
В данной статье изучено влияние химической природы модификатора, катализатора термической деструкции и вида полимерного субстрата на состав продуктов, полученных в результате гидрокрекинга полипропилена. Установлены факторы, определяющие получение углеводородов керосино-гайзоолевой фракции в результате вторичной переработки полипропиленового волокна.
Ключевые слова: гидрокрекинг, углеводороды, четвертичные аммониевые соли термокаталитическая деструкция, газовая хроматография

А.М. Михаилиди
Сельскохозяйственные и бумажные отходы как источник высококачественной наноцеллюлозы – обзор
DOI: 10.46418/0021-3489_2023_61_03_15
Отходы сельского хозяйства и бумажные отходы могут быть использованы для производства новых целлюлозных материалов, в том числе наноцеллюлозы (НЦ), которая чрезвычайно востребована в биомедицинской сфере, в энергетике, в области защиты окружающей среды, широко используется как модификатор для придания прочности в различных композитах и при изготовлении умных материалов. Развитие альтернативных источников для получения наноцеллюлозы открывает новые возможности для устойчивого и инновационного производства, основанного на эффективном использовании ресурсов и снижении антропогенного воздействия на окружающую среду. Для выделения НЦ растительные сельскохозяйственные отходы и макулатуру сначала предварительно очищают от примесей при помощи щелочной обработки (2-17,5 % NaOH) и отбеливания (окисления) с помощью NaOCl или H2O2. В некоторых случаях стадию предобработки пропускают, что позволяет упростить и удешевить производственных процесс, но качество (химическая чистота, степень кристалличности, размеры частиц) и выход НЦ при этом несколько снижаются. Основную стадию получения НЦ проводят с помощью кислотного гидролиза в концентрированных растворах минеральных кислот. Для получения НЦ с более высокими значениями кристалличности рекомендуется использовать более высокие концентрации кислоты и/или повышенные температуры кислотного гидролиза и предварительную обработку раствором NaOH с низкими концентрациями. Даже из макулатуры низких сортов (газетная бумага, картон) можно получить НЦ с высокой степенью кристалличности (до 94,8 %) и размером частиц до 4 нм. Таким образом, сельскохозяйственные и бумажные отходы являются перспективным сырьем для получения НЦ, которая по качеству не уступает НЦ, выделенной из древесной целлюлозы.
Ключевые слова: наноцеллюлоза, отходы сельского хозяйства, макулатура, кислотный гидролиз

Е.В. Кудрявцева
Придание антимикробных свойств текстильным материалам
DOI: 10.46418/0021-3489_2023_61_03_16
В статье представлен обзор разработок и исследований по антимикробной отделке текстильных материалов, в том числе способов придания материалам бактерицидных, фунгицидных и противовирусных свойств путем нанесения дисперсий наночастиц металлов и их оксидов, а также путем модификации субстратов.
Ключевые слова: нанотехнологии, наночастицы, фунгицидность, бактерицидность, вирулицидность

Теория и история культуры, искусства

В.Л. Жуков
Синергетические интеллектуальные системы изобразительных искусств и дизайна: теория и практика проектирования метафор физических явлений и биоформ макромицет в художественных образах ювелирных дизайн-объектов
DOI: 10.46418/0021-3489_2023_61_03_17
Проведено исследование пространственно-временной структуры художественных образов ювелирных дизайн-объектов и их метафорических связей между системами первой и второй природы, на основании которого осуществлено проектирование парюры «Люди и втомы». Актуальность данного действия заключается в использовании систем живой природы, представленной растениями, животными и грибами (Fungi, Mycota) представляющими собой самостоятельный гигантский мир, насчитывающий около 60 тыс. видов. Значительное разнообразие форм и колористики плодовых тел крупных грибов является знаковой причиной для творческого моделирования художественных образов в изобразительном искусстве и дизайне. Определённое типологическое соответствие странных аттракторов задаёт образные параллели, связывающие геометрию форм физических процессов цепной реакции деления ядер атомов урана, имеющей грибовидную форму с семантикой когнитивных технологий в теории изобразительных искусств и дизайна.
Ключевые слова: парюра, грибовидная форма облака ядерного взрыва, грибы, дизайн, семантическая сеть

А.Н. Гольцова, Н.В. Бекк, М.В. Таубе, Н.В. Тихонова
Изделия бытового назначения как вторичные объекты по технологии рециклинга
DOI: 10.46418/0021-3489_2023_61_03_18
Рассмотрены современные подходы работы с объектами из вторичного сырья в различных форматах производств. Дана характеристика технологий переработки. Показано влияние технологий переработки на формообразование итоговых изделий. Предложены направления исследований процесса рециклинга в производстве изделий легкой промышленности. Отражены примеры разработки вторичных объектов кожгалантерейеном и обувном производстве.
Ключевые слова: формообразование, вторичные объекты, дизайн, рециклинг, ресурсосбережение, экономика

Материаловедение

Р.Р. Фаткуллина, Л.Н. Абуталипова, В.Ю. Матвеева
Исследование воздействия химического фактора на полимерно-текстильный материал
DOI: 10.46418/0021-3489_2023_61_03_19
В статье анализируются свойства полимерно-текстильного материала после химического воздействия. Нефтепродукты, кислоты, растворители и механические силы разрушения представляют собой факторы воздействия окружающей среды на работника в одежде специального назначения. Детали защитных накладок костюма спецодежды, выполненные из материала с полимерным покрытием, расположены в наиболее вероятных местах загрязнения, т. е. в области локтя на куртке и в области колена на брюках. Процесс проектирования спецодежды сопровождается испытаниями материалов на воздействие химического фактора. Исследовано время защитного действия от серной кислоты; свойство набухания полимерно-текстильного материала под воздействием органического растворителя «керосин» и изменение линейных размеров после обработки растворителем; физико-механические свойства полимерно-текстильного материала после имитированного загрязнения и очистки растворителем. В первом эксперименте применяется серная кислота для оценки свойства кислотонепроницаемости и эффективного времени защиты одежды. В следующем эксперименте растворитель наносят на полимерно-текстильный материал для анализа свойства набухания, а также изменений линейных размеров. В заключительном эксперименте исследуются физико-механические свойства полимерно-текстильного материала после того, как его поверхность была покрыта мастикой на основе битума, а затем очищена путем погружения в кювету с керосином. Установлено, что защитные свойства полимерно-текстильного материала сохраняются после воздействия серной кислоты, а также после загрязнения битумной мастикой и очистки органическим растворителем. Показатель разрывной нагрузки уменьшился незначительно (на 6 %) при использовании керосина как химического фактора, воздействующего на полимерно-текстильный материал.
Ключевые слова: полимерно-текстильный материал, химическое воздействие, физико-механические свойства, спецодежда

Н.В. Скобова, Н.Н. Ясинская
Влияние технологических параметров термопрессования при формировании многослойных материалов для одежды на их эксплуатационные характеристики
DOI: 10.46418/0021-3489_2023_61_03_20
В статье представлены результаты исследования влияния температуры нагревательных плит термопресса и длительности нагрева при формировании многослойного материала для одежды для активного отдыха на его основные потребительские свойства. Пакет материалов сформирован из верхнего слоя - хлопкополиэфирной ткани, подкладки - двухслойного трикотажного полотна с вложение функциональных нитей (с функцией управления влагой Quick Dry, микрофиламентной Soft, терморегулирующей нити Thermo). В результате исследований установлено, что наличие функциональных нитей в структуре подкладочного слоя многослойного материала влияет на его функционально-потребительские свойства, это позволит сформировать пакет в зависимости от требований к конечному продукту. Рекомендованы рациональные технологические режимы формирования многослойного материала с высокими сорбционными и теплозащитными свойствами. Установлены режимы термопрессования, обеспечивающие максимальную прочность соединения слоев.
Ключевые слова: многослойный текстильный материал, функциональные нити, хлопкополиэфирные ткани, термопрессование, сорбционные и терморегулирующие свойства

Б.М. Примаченко, Н.В. Калик
Моделирование структуры и механических свойств полипропиленовой ткани для армирования композиционных материалов. Часть 1. Исходные данные для моделирования
DOI: 10.46418/0021-3489_2023_61_03_21
Работа посвящена подготовке исходных данных для моделирования структуры и механических свойств полипропиленовой ткани. Исследованы параметры структуры и характеристики механических свойств полипропиленовых нитей. Выполнено проектирование и изготовление четырёх вариантов ткани. Подготовлены образцы ткани для исследования параметров структуры и характеристик механических свойств. Разработана методика исследования параметров и характеристик полипропиленовой ткани для армирования композиционных материалов.
Ключевые слова: полипропиленовая ткань, параметры строения, параметры структуры, характеристики механических свойств, технология ткачества, подготовка образцов

No 3, 2023

Computer modeling and design automation

V.I. Wagner, V.V. Evdokimov, K.S. Churkin, A.A. Kolodin
Energy evaluation of deformation processes of polymer materials

A.A. Khamitov, B.B. Akhmedov, H.H. Begaliev, I.G. Shin
Development of a mathematical model of the dependence of the mechanical strength and porosity of haven leather by the method of full-factory experiment planning

M.A. Egorova, S.V. Kiselev
Development of methods for qualitative analysis of performance properties of aramid textile materials

Automation and management of technological processes and production

N.V. Pereborova, Ya.S. Tomashevich, E.S. Chistyakova
Issues of design of textile materials for medical purpose

A.V. Demidov, A.G. Makarov
Prediction of elastic, viscoelastic and plastic deformation components of synthetic files

N.S. Klimova
Variant of mathematical simulation of deformation properties of polyester twisted yarns

System analysis, management and information processing, statistics

V.I. Wagner, N.V. Pereborova, Ya.S. Tomashevich
Method for predicting viscoelasticity of oriented polymer textile materials

A.A. Kozlov, S.V. Kiselev
Option for predicting reverse relaxation of polymer textile materials

I.M. Egorov, A.A. Kozlov
Option for simulating relaxation processes of textile elastomers for implantology

Technology for production of textile and light industry products

M.V. Rodicheva, A.V. Abramov, E.Ya. Surzhenko
Digital twins of materials and products sewing industry

I.N. Ledeneva, E.A. Kirsanova, V.V. Kostyleva, V.S. Belgorodsky
The study of the influence of the time of exposure to cacl2 solutions on the form stability of the shoes with upper from felting-felt materials

Yu.B. Golubeva, Ye.I. Skirmont, A.S. Lade
Orthopedic footwear: history of development and modern tendencies of development of production

Technology and processing of synthetic and natural polymers and composites

E.V. Kudriavtseva
Obtaining antimicrobial film materials by way of synthesis of bimetallic copper-silver nanoparticles

I.V. Elokhin, A.P. Mikhailovskaya
Obtaining energy from polypropylene waste

A.M. Mikhailidi
Agricultural and paper waste as a source of high-quality nanocellulose - a review

E.V. Kudriavtseva
Obtaining antimicrobial properties to textile materials

Theory and history of culture and art

V.L. Zhukov
Synergetic intelligent systems of fine arts and design: theory and practice of designing metaphors of physical phenomena and bioforms of macromycetes in artistic images of jewelry design objects

A.N. Goltsova, N.V. Bekk, M.V. Taube, N.V. Tikhonova
Features of forming industrial products using recycling technologies

Materials science

R.R. Fatkullina, L.N. Abutalipova, V.Yu. Matveeva
Experimental studies of chemical factor influence to polimeric-textile fabric

N.V. Skobova, N.N. Yasinskaya
Influence of technological parameters of heat pressing in the formation of multilayer materials for clothes on their performance characteristics

B.M. Primachenko, N.V. Kalik
Simulation of the structure and mechanical properties of polypropylene fabric for the reinforcement of composite materials. Part 1. Input data for simulations