ILM-FAN VA INNOVATSIYA
ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI
in-academy.uz/index.php/si
45
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕЙ ПРЯЖИ
ПОД ДЕЙСТВИЕМ СТАТИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
Р. Акбаров
Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности,
к.т.н. доцент.
https://doi.org/10.5281/zenodo.14558021
Современные исследования в этой сфере направлены на создание
функциональных текстильных материалов, интегрирующих электронные компоненты
для различных применений: от "умной" одежды до сенсорных поверхностей и гибких
электронных устройств. Наше исследование фокусируется на поведении
электропроводящей пряжи, состоящей из 60% хлопка и 40% электропроводящего
волокна (например, углеродного волокна или металлизированного полимера) с
удельным сопротивлением 10⁻⁵ Ом·м, при воздействии различных статических
нагрузок. Погонное сопротивление исходной пряжи составляет 35 кОм/м. Этот
параметр, разумеется, зависит от многих факторов, таких как толщина и
равномерность пряжи, а также распределение электропроводящих волокон внутри
хлопковой матрицы. Неравномерность распределения может существенно влиять на
результаты, создавая локальные участки с различным сопротивлением. Эксперименты
показали, что зависимость электрического сопротивления пряжи от величины
статической нагрузки имеет нелинейный, экстремальный характер. На графике (рис. 1,
предположительно) мы наблюдаем снижение сопротивления (Rп) при нагрузках до 30
г. Это объясняется уплотнением пряжи и улучшением контакта между
электропроводящими волокнами. Вследствие сближения волокон и уменьшения
расстояния между ними, общее сопротивление уменьшается. Можно представить это
как параллельное соединение множества резисторов – чем больше резисторов и чем
короче их "длина" (расстояние между точками контакта), тем меньше общее
сопротивление. Этот эффект особенно выражен при относительно неплотном
исходном плетении. Однако, дальнейшее увеличение нагрузки приводит к
неожиданному росту сопротивления. При нагрузках, превышающих 30 г, начинается
деформация
структуры
пряжи.
Электропроводящие
волокна
испытывают
механическое напряжение, что может приводить к их микроскопическим
повреждениям,
разрывам
или
расслоениям.
Это
нарушает
целостность
электропроводящей цепочки, эффективно увеличивая общее сопротивление. Кроме
того, значительное сжатие пряжи может вызвать образование заломов, ухудшающих
контакт между волокнами. При нагрузках свыше 300 г, структурные изменения в
пряже достигают своего предела, и сопротивление стабилизируется на определенном
уровне. Важно отметить, что при больших нагрузках изменения в структуре пряжи
являются преимущественно необратимыми. После снятия нагрузки сопротивление
пряжи существенно выше исходного значения (примерно в 4 раза, как показано кривой
2 на рис.1). Это явление обусловлено остаточными деформациями и повреждениями
волокон, которые не восстанавливаются после снятия нагрузки. Такие изменения
необходимо учитывать при проектировании и производстве текстильных изделий с
ILM-FAN VA INNOVATSIYA
ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI
in-academy.uz/index.php/si
46
электропроводящими свойствами. В заключение, наши исследования указывают на
критическую зависимость электрического сопротивления электропроводящей пряжи
от величины приложенной статической нагрузки. Для сохранения электропроводящих
свойств и обеспечения долговечности текстильных изделий, содержащих такую пряжу,
необходимо контролировать уровень механического напряжения на этапе
производства. Оптимальный режим переработки пряжи в ткань должен
предусматривать использование минимально необходимых нагрузок, обеспечивающих
качественную
обработку,
при
этом
минимизируя
риск
повреждения
электропроводящих волокон и сохраняя заявленные характеристики.
Дальнейшие исследования могут быть направлены на изучение влияния
различных типов электропроводящих волокон, структуры пряжи и методов ее
обработки на полученные результаты, а также на разработку новых технологий,
обеспечивающих стабильность электрических характеристик электротекстиля в
условиях механических нагрузок.
Рис 1 Зависимость погонного электрического сопротивления R
П
от нагрузки Р.
Безусловно, исследования в этой области должны включать изучение
воздействия динамических нагрузок и температурных колебаний на электрическое
сопротивление тканей. Это поможет создать более универсальные решения для
использования электропроводящей пряжи в различных областях, таких как медицина,
спорт и промышленность.
References:
1.
Abdelfattah M.Seyam. «Electrifying Opportunities» Journal of Textile World, June 19,
2003.
2.
R Akbarov, B Boymuratov, R Yangiboev, Sh Mengnarov, J Khasanov «Development and
research of flexible fabric electric heaters» American Institute of Physics Conference Series
2022/1
R
п,
кО
м
Р, сН
1-при нагрузке
2-после снятия нагрузки
ILM-FAN VA INNOVATSIYA
ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI
in-academy.uz/index.php/si
47
3.
Р.Д. Акбаров., Л.А.Немирова С.Ш. Ташпулатов, А.Д.Баданова, А.Б.Дошенбекова, И.В.
Черунова «Исследование свойств электропроводящих волокон и нитей для
изготовления материалов, экранирующих электромагнитное излучение» Известия
Вузов Технология текстильной промышленности №5 (383) 2019/3
