Виды мембран: МЕМБРАНЫ БИОЛОГИЧЕСКИЕ — Большая Медицинская Энциклопедия

Выбор непромокаемой куртки с мембраной. Все о мембранах и Gore-tex

«В горах только и разговоров, что о мембране» — слышит в походах каждый турист-новичок. После чего, окрыленный, идет в магазин, намереваясь выбрать нужную куртку легко, быстро и подешевле. Но не все так просто. Первое, на что обращает внимание покупатель — немаленькая цена, второе — разнообразие моделей с непонятными цифрами и буквами на ярлыке.

Мембраны бывают разные, да настолько, что без 100 грамм не разберешься.

Попробуем достаточно кратко рассказать о мембранах — как они работает, для чего нужны и чем отличаются.

Назначение мембраны

Источник: uhti-tuhti.ru

Для чего нужна мембрана? В первую очередь, чтобы оставаться сухим максимально продолжительное время. Как это работает? Ткань должна быть такой, чтобы пот не задерживался под одеждой, а быстро и эффективно испарялся. А влага из окружающей среды, наоборот, не попадала внутрь, под одежду. Помимо этого мембранная одежда является ветрозашитной.

История возникновения мембраны

Источник: alpindustria.ru

В 1976 году американец Боб Гор (Bob Gore, теперь понимаете, почему Гортекс), обнаружил необычные свойства политетрафторэтилена (aka Teflon, aka PTFE). Грубо говоря, при растягивании тефлона образуются мелкие поры, через которые может проходить водяной пар, а вода — нет, потому что молекулы воды в жидком состоянии связаны водородными связями*. Количество пор на квадратный сантиметр достигает полутора миллионов. Получившийся материал назвали “растянутым PTFE” = expanded PTFE = ePTFE.

*Личная догадка автора статьи.

Толщина этой мембраны в одежде достигает не более 0,01 мм. Это очень тонкий и достаточно хрупкий материал, нуждающийся в защитном слое. Но об этом чуть позже.

Характеристики мембраны

Водонепроницаемость

Жидкость на мембранной куртке. Источник: sport-marafon.ru

Теперь разберемся в понятии «водонепроницаемость». Для начала разделим понятия водоотталкивание (water repellency) – отталкивание молекул воды, водостойкость (water resistance) — способность непродолжительное время выдержать воду на поверхности ткани, и водонепроницаемость (waterproofness) — непроницаемость для воды продолжительное время.

Существует гидростатический тест стандарта ISO 811:2018. В нем на единицу площади ткани действует вода с медленно возрастающим давлением (технически столб воды «возрастает» при конвертации давления в сантиметрах водного столба) до тех пор, пока на сухой поверхности не появятся 3 капли воды. Именно эти цифры мы видим на показателях мембраны или любой другой непромокаемой ткани (больше научной информации по запросу: wiki.risk.ru, тестирование мембранных материалов).

Тест мембранной куртки. Источник: sport-marafon.ru

Далее приведем пример, на что ориентироваться при покупке:

• 0 — 5000 мм — от отсутствия водостойкости до водостойкости. Легкий дождь, сухой снегопад, без ветра.
• 6000 мм — 10000 мм — легкий дождь, умеренный сухой снегопад и небольшое давление воды (небольшой ветер).
• 11000 мм- 15000 мм — умеренный дождь, умеренный сухой снегопад и другие подобные погодные условия, кроме штормовых.
• 16000 мм — 20000 мм — ливень, мокрый снег, сильный ветер.
• 20000 мм+ — ливень, мокрый снег, шторм. На ЛЮБУЮ ПОГОДУ.

Технически показатели ткани, начиная с 1500 мм, считаются водонепроницаемыми. Но, как всегда, есть один нюанс. Кроме него на водонепроницаемость вляет ВРЕМЯ воздействия воды на ткань.

На этикетке водонепроницаемость может обозначаться как Waterproof, Waterresist, W/R.

Паропроницаемость/Воздухопроницаемость

Дышимость мембранной куртки. Источник: tkan.club

Далее поговорим о дышимости, или «паропроницаемости». В общем виде паропроницаемость отражает то, насколько ткань пропускает или задерживает водяной пар. На этикетке вы можете увидеть один из двух параметров.

1 — RET (Resistance of Evaporation of a Textile)

Этот параметр измеряется по стандарту ISO 11092 и выражается в сопротивлении ткани к водяному пару.

Тут наблюдается обратная зависимость — чем ниже сопротивление, тем качественнее ткань. Чаще всего используется грамм/квадратный метр/24 часа. Этот показатель отражает массу водяного пара, способного пройти через 1 квадратный метр ткани за 24 часа.

Примерные ориентиры параметра RET у ткани:

• 0 — 6 – максимально дышащие, сопротивления движению пару практически нет
• 6 — 13 – хорошо дышащие
• 13 — 20 – умеренно дышащие
• 20 — 30 – плохо дышащие
• 30+ — не дышащие

2 — MVTR (Moisture Vapor Transmission Rate), или Breathable, или MVP (Moisture Vapor Permeable).

Здесь прямая зависимость — чем выше показатель, тем качественнее ткань:

• более 13000 — максимально дышащая одежда
• от 6000 до 13000 — отлично дышащая
• менее 6000 — умеренно дышащая.

Опять же, все не так просто, ведь на паропроницаемость влияет температура и влажность по обе стороны ткани. Низкая температура и высокая влажность ухудшают рабочие характеристики мембраны.

Характеристики водонепроницаемости и воздухопроницаемости у разных производителей:

Источник: ski. ru

Виды мембранной защиты

Теперь про слои мембраны. Вы встретитесь с понятиями: 2-layer, 2,5-layer, 3-layer membrane.

Треслойная мембранная ткань

Первый слой — наружный, служит для защиты мембраны от механического воздействия. Изготавливается из самой разной ткани, в зависимости от цели использования. Можно использовать прочную, плотную 100D ткань для ежедневной носки или же легкую 20D для беговой одежды. Обязательна Durable Water Repellent (DWR) — гидрофобная пропитка. Если мембрана мокрая — она работает заметно хуже. Покрытие DWR можно обновить с помощью пропитки или “термической активации”.

Источник: sport-marafon.ru

• Затем к наружной ткани приклеивается тот самый ePTFE (мембрана) — второй слой.

• Ну и напоследок, с целью защитить нежную мембрану от механического воздействия изнутри, наносится третий слой ткани на внутреннюю поверхность.

Получившийся бутерброд и называют мембранной тканью 3-layer (membrane laminated).

Треслойная мембранная ткань. Источник: sport-marafon.ru

Трехслойная мембранная куртка будет актуальна в тяжелых погодных условиях, об этом мы уже писали в статье про стоимость горного похода.

2-layer мембранная ткань отличается тем, что внутренний третий слой НЕ приклеивается в единый бутерброд, а остается в виде легкой сетки болтаться внутри. Как следствие — мембрана куда менее защищена, чем в трехслойном варианте. Но такая ткань дешевле в изготовлении и легче пакуется.

Двухслойная мембранная ткань

Источник: sport-marafon.ru

Двухслойная куртка подойдет для города, пикников на природе и туризма средней сложности. Например, для походов в Карелию на 1-3 дня.

2,5-слойная мембранная ткань

2,5-layer (membrane coating) — изнутри вместо ткани наносится тонкое покрытие на мембрану, что приводит к средним показателям стойкости между 2-мя и 3-мя слоями.

2,5-слойная мембранная ткань. Источник: sport-marafon. ru

2,5-слойные куртки подойдут в тех условиях, когда особенно важен вес, например, для треккинга в Приэльбрусье, забега или катания на велосипеде.

Типы мембран

Типы мембран. Источник: megapolis-salon.ru

Существует несколько типов мембран. Как у самого известного бренда Gore-Tex, так и у других фирм. Мембранные куртки отличаются параметрами водонепроницаемости и паропроницаемости, а также весом, прочностью, компактностью, фасоном и т.д.

В зависимости от цели использования различают:

Gore-Tex PRO — мембрана для восхождений. Источник: shambala.com.ua

• Gore-Tex Active

• Gore-Tex Paclite

• Gore-Tex Active Shakedry

Куртка Gore-Tex Active Shakedry. Источник: shambala.com.ua

• Gore-Tex Performance

• Gore-Tex Soft Shell (с утепляющим слоем, но менее водонепроницаемая, чем остальные модели)

• Gore-Tex Infinium (на более сухую погоду) и пр.

Все то же самое и у других производителей мембран. А их тысячи. Т.к. патент Роберта Гора на ePTFE уже давно истек, ее делают все, кому не лень. Да и не только ePTFE теперь на рынке.

Выбор курток с мембраной

Для простоты понимания мы вывели такую закономерность

Дорого и качественно

• Лучшая для самых тяжелых условий — Gore-Tex PRO $$$$$ (особенно пригодится для зимних видов спорта, например, для восхождения на Казбек)

• Самая компактная и стойкая к складыванию — Gore-Tex Paclite $$$$ и Paclite Plus $$$$$.

Куртка Gore-Tex Paclite Plus. Источник: shambala.com.ua

Куртка Gore-Tex Active. Источник: shambala.com.ua

Дешевле и с компромиссами

Мембранные куртки других фирм.

Закономерность имеет исключения, конечно. Некоторые мембраны других фирм могут превосходить Gore-Tex. Но чаще всего лучшими оказываются оригинальные мембраны Gore.

Производители курток

Производители курток. Источник: tkan.club

Известные бренды мембранных курток:

• Gore-Tex
• The North Face
• eVent
• Arcteryx
• Dermizax
• Red Fox
• Sympate
• Marmot
• Black Yak
• Cyclone
• Norrona
• Ultimex
• TransActive
• Декатлон
• Porelle
• Sofitex
• Omnitech и пр.

Производители выпускает мужские, женские и детские мембранные куртки для разных активностей — от треккинга и велоспорта до фрирайда и походов в горы.

На что еще обратить внимание при выборе мембранной куртки

• Герметичные швы

• Рабочие и удобные молнии

• Вентиляция (дополнительные молнии подмышками)

• Желательно наличие капюшона (защита верха куртки от дождя и снега).

Где пригодится мембранная куртка

Источник rozetka.com.ua

Мембранная одежда универсальна.

Непромокающая и непродуваемая куртка пригодится как в городе, особенно в условиях непогоды (дождь, снег, ветер), так и на природе — на охоте, рыбалке, в мотоспорте, для скалолазания и пр.

Мембранная куртка — это то, без чего не обойтись в горных походах, например, в путешествии на горный Алтай.

Есть легкие мембранные куртки на лето, а есть потеплее — на осень и зиму.

Уход за одеждой из мембраны

От того, как вы ухаживаете за мембранными куртками, зависит, насколько долго и качественно они вам прослужат. Разные типы мембран требует различного ухода.

Лучше всего следовать инструкциям на бирке куртки.

Уход за одеждой из мембраны. Источник: alpindustria.ru

Общие рекомендации по уходу

Стирка

• Стирать мембранные куртки следует при температуре 30-40 градусов. Обратите внимание, что на некоторых вещах указано, что стирать можно только вручную.
• Обычный порошок и мыло лучше не использовать. Купите специальное средство для стирки мембраны.
• Не используйте кондиционеры или отбеливатели.
• Отжимайте на 200-400 оборотах, а лучше всего не использовать отжим.
• Прополощите после стирки 2 раза.

Сушка

Сушите мембранную куртку естественным образом, повесив вертикально (не на батарею!). После сушки одежду можно поместить в сушильную машину, чтобы восстановить слой пропитки.

Глажка

Как правило, мембрану можно гладить, но при небольшой температуре, через ткань и без пара.

Уход и хранение

• После каждой стирки и сушки обрабатывайте мембрану специальными водоотталкивающими средствами.
• Храните куртки в чистом и сухом месте, желательно в расправленном состоянии.

Вывод

Источник: shambala. com.ua

Если вы подбираете себе куртку с мембраной, смотрите на бренд и показатели, также ориентируйтесь на условия, в которых вы будете ее использовать.

Если есть возможность — проконсультируйтесь со специалистом в магазине.

На основе отзывов нашего инструктора Анара (vk.com/anarbasanov), мастерски разбирающегося в снаряжении, можем посоветовать следующее.

В случае, если денег много и нужно лучшее — Gore-Tex Pro.

Денег мало, но хочется PRO – Montbell Thunder Pass (часто встречается на барахолках). Хочется что-нибудь легкое, пакуемое в карман «на всякий случай» — Mountain Hardwear Exposure 2.

А в целом просто смотрите на тип Гортекса в одежде и все сразу станет ясно.

Материалы мембран мембранного пневматического насоса

Как известно, главной и определяющей частью мембранно-пневматических насосов, по праву, считается мембрана (её ещё называют диафрагма). Данная деталь насоса работает в тяжёлых условиях. Кроме того, что мембрана постоянно контактирует с перекачиваемой средой (зачастую с агрессивной средой), она на протяжении всего времени работы находится в напряженно-деформированном состоянии. Исходя из этого, становится очевиден тот факт, что мембрана должна быть изготовлена из эластичного, прочного, химическистойкого материала, способного выдерживать высокие циклические нагрузки. Важна прочность материала на разрыв и на растяжение. Мембрана толкает жидкость во время такта подачи, поэтому её структура поверхности должна обладать определённой твердостью и определенным значением относительного удлинения. Твердость материала мембраны измеряется методом вдавливания по шкале Шора. Немаловажным фактором для подбора материала мембраны является температура проходящей через насос среды. Так как мембранно-пневматические насосы предназначены для перекачивания, в том числе, и пищевых продуктов, не маловажным аспектом для выбора материала мембран в диафрагменных насосах является его безопасность, экологичность и способность к дальнейшей переработке.

Виды материалов

Для изготовления мембран используется полимерное сырьё и химические модификации на основе полимерных соединений. Данные материалы можно разделить на три группы: эластомеры, термопласты и термопластичные эластомеры. Они имеют различные модификации по структуре и строению полимеров и как следствие различные физико-химические, механические и эксплуатационные характеристики. Все эти материалы получили широкое распространение в различных областях и сферах деятельности: в машиностроении, в обувной промышленности, в кровельных и теплоизоляционных производствах, в химической промышленности, в фармацевтической промышленности, в строительной индустрии и во многих.

Рассмотрим наиболее известные материалы для изготовления диафрагм мембранно-пневматических насосов. Обзор начнём с эластомеров, которые получают посредством вулканизации натурального и синтетического каучуков – с резиновых эластомеров.

Эластомеры

Buna N

Материал Buna N (буна н) – это бутадиен-нитрильный каучук или нитрильный каучук. Вероятно, более часто встречающееся название данного материала – NBR. Нитрильный каучук относится к синтетическим полимерам и обладает высокой масло и бензостойкостью стойкостью, а также к механическому изнашиванию. Он также устойчив к алифатическим углеводородам, таким как бутан, этан, ацетилен, пропан; к продуктам на основе животных и растительных жиров; к большинству слабоконцентрированных кислотных и щелочных растворов, а также солевых растворов. Buna N не устойчив к ароматическим углеводородам (например бензол или толуол), хлорированным углеводородам, растворителям, эфирам и хладогентам.

Кроме весьма ограниченной химической совместимости данного материала к перекачиваемым средам, он имеет главный свой недостаток это низкая устойчивость к высоким температурам. Опытным путем было установлено, что максимальная температура для данного материала составляет +100^оС. При длительном воздействии высоких температур нитрильный каучук становится менее эластичным, твердеет и увеличивается его хрупкость. Нижний предел ограничений по температурам составляет -30^оС. Данный материал имеет диапазон твердости по Шору А (эластичные материалы) 80-90 единиц. Самое первое название данный материал получил Perbunan после разработки компании LANXESS Technical Rubber Products входящей в состав концерна Bayer в 1930 году. В зависимости от производителя известно множество названий торговых марок данного материала: NipolN, Krynac, Europrene, Perbunan, Chemigum, Hycar, Paracril, Nysysn, Baymod N, Nacar NBR, Arnipol, Paracril, KerN.

EPDM

Материал EPDM – это этиленпропиленовый каучук. Является химически устойчивым к большинству органических и неорганических кислот и щелочей, к различного рода растворителям и спиртам (эфиры, кетоны), к солевым растворам. Не устойчив к алифатическим углеводородам (пропан, бензин, бутан), к минеральным маслам и жирам, ароматическим углеводородам, к хлорированным углеводородам, к растительным и животным маслам и жирам. Этиленпропиленовый каучук обладает высокой стойкостью к механическому изнашиванию, что позволяет применять диафрагмы из данного материала даже для абразивных жидкостей. Кроме этого он имеет большой температурный диапазон использования от -50  до +150^оС. В отдельных случаях при контакте с водяным паром до +180^оС. Твердость по Шору А EPDM сопоставима NBR (Buna N), а вот его эластичность при воздействии высоких температур гораздо выше чем у NBR (Buna N). EPDM – это сокращенное международное наименование. Данный материал можно встретить в различных областях промышленности под торговыми марками: EMKA Beschlagteile GmbH, Висталон (Exxon Mobil, Enjay Chemical), Нордель, (Nordel, Dow), Дютрал (Версалис, Италия, бывший Эникем, Полимери Европа), Келтан (Lanxess, ФРГ), Супрен (SK, Ю.Корея), Эспрен EPDM (Sumitomo Chemical Co, Япония), Роялин (Royalene) (Лайон, США, бывшая Кемтура, бывшая Crompton-Uniroyal Chemistry), Георг Фишер (Швейцария).

Neoprene

Хлоропреновый каучук Neoprene (неопрен) — это самый часто встречающийся в повседневной жизни резиновый эластомер. Благодаря своим свойствам активно используется в промышленности. Данный материал химически устойчив к большинству видов масел (алифатические, силиконовые, нафтеновые, растительные), а также к неконцентрированным кислотам и щелочам и хладагентам. Neoprene из-за химической неустойчивости не рекомендуется использовать с ароматическими углеводородами (бензол, толуол), минеральными маслами, органическими растворителями и эфирами. Хлоропреновый каучук имеет высокие значения прочности на разрыв и на растяжение, огнестоек и обладает высокой упругой деформацией. Максимальная температура контактирующей среды 100^оС, минимальная температура — 50^оС. Наименование Neoprene – это запатентованная торговая марка компании DuPont.

Viton

Синтетический фторированный каучук Viton (Витон) химически устойчив к целому спектру жидкостей и сред и поэтому чаще другим встречается в машино и приборостроении, а также в аэрокосмической промышленности. Благодаря экологичности и безвредности может применяться в пищевой и фармацевтической промышленности. Он устойчив к минеральным, силиконовым, растительным и животным маслам и жирам, алифатическим, ароматическим и хлорированным углеводородам. Кроме этого, Viton устойчив к большинству кислот (в т.ч. агрессивных), за исключением низкомолекулярных органических кислот (таких как муравьиная и уксусная). Не стоит применять данный материал к большинству щелочей и растворителей, а также аминов и кетонов. Данный материал механически стоек, не горюч и обладает рекордной для резиновых эластомеров устойчивостью к температурам. Максимальное температурное значение +200^оС, нижнее -10^оС. Твердость по Шору А 80-90 единиц. Наименование Viton это торговая марка компании DuPont. Американское наименование данного фторкаучука – FKM, международное общепринятое название FPM.

Термопластичные эластомеры

Кроме химической структуры полимерных соединений, мембраны из эластомеров и термопластов различаются, собственно, методом изготовления. Диафрагмы из вулканизированного каучука имеют в своём составе армирующие нейлоновые нити, а термоэластомеры нет. Их получают формовкой, различными способами литья, экструзией. Они имеют общее обозначение TPE. Упругость данных материалов такая же, как у эластомеров, прочность близка к прочности пластмасс, удобны и экономичны в изготовлении, как и любые термопластичные материалы.

Рассмотрим, какие именно термопластичные эластомеры используют для изготовления мембран.

Santoprene, Wil-Flex

Материал Wil-Flex (вил-флекс) является наименованием торговой марки. Santoprene — товарный знак ExxonMobil. Santoprene — это вулканизированный термоэластопласт (TPV), полученный соединением этиленпропиленового каучука (EPDM) и полипропилена.

Данный материал устойчив ко многим агрессивным средам: кислоты различной концентрации (за исключением концентрированных азотной, серной и плавиковой кислот), неорганические соли, спирты (за исключением амилового спирта), щёлочи. Химически не устойчив к ароматическим углеводородам (бензол, толуол), органическим растворителям (ацетон, циклогексанон), хлорсульфоновой и надуксусной кислотам. Основной недостаток материала Santoprene это верхний предел температурного диапазона, всего +107^оС. Твердость материала варьируется от 35 единиц по Шору А до 50 единиц по Шору D. Главное преимущество данного материала это стойкость к абразивному изнашиванию. Кроме наименования Wil-Flex могут встречаться и другие модификации этого эластомера: FWL, FWS, WFS, ZWS.

Hytrel

Следующий материал Hytrel (хайтрел) – это термопластичный полиэфирный эластомер, а если точнее, блоксополимер простого и сложного эфира. Среди термоэластопластов обозначается TPE-E. Hytrel это название продукта зарегистрированное американской компанией DuPont. Можно также встретить другое наименование торговой марки Saniflex. Этот материал отлично выдерживает циклические нагрузки и обладает хорошими механическими свойствами: ударной вязкостью, прочностью на разрыв, устойчивостью к истиранию. Материал хорошо контактирует с ароматическими углеводородами, кислотами карбонового класса (уксусная, лимонная, молочная), спиртами (кроме этилового спирта), щелочами. Не рекомендуется его использование для сильных кислот (соляная, азотная, серная, хромовая) и кетонов. Твердость по Шору D от 30 до 82 единиц. Мембраны из Hytrel имеют схожие с Santoprene ограничения по температуре использования от -30^оС до 104^оС. Можно встретить другие торговые и марки: Arnitel E и Arnitel P (DSM), Pelprene P (Toyobo), Riteflex (Ticona), Spectar (Eastman Chemical).

Polyurethane

Polyurethane (полиуретан) это гетероцепной полимер, основой которого является два полимера — полиол и изоцианат. Обозначение данного материала PU, PUS или TPU – термопластический полиуретан. Имеет высокую стойкость к механическому изнашиванию, высокую прочность как на разрыв так и на растяжение, но обладает весьма скромной химической совместимостью. Мембраны из данного материала хорошо подойдут для неагрессивных сред: вода, растворы солей, минеральные масла и жиры, алифатические углеводороды. Polyurethane химически не устойчив к агрессивным кислотам (особенно к азотной и хлорсодержащим), ароматическим углеводородам, кетонам и спиртам. Твердость по Шору A 98 единиц по Шору D 50 единиц. Ещё одним недостатком Polyurethane это его хрупкость при длительном воздействии отрицательных температур. Главным же преимуществом материала принято считать высокое значение упругой деформации.

Geolast

Материал Geolast (геоласт) название зарегистрированного продукта компании ExxonMobil . Geolast – это материал полученный соединением бутадиен-нитрильного каучука (NBR) и полипропилена, благодаря чему относится к термопластическим вулканизатам (TPE-V, TPV), класс полиолефинов. Geolast химически совместим с растворами солей различных металлов (бария, калия, кальция, железа, марганца, алюминия, олова), с минеральными и синтетическими маслами, с лимонной и молочной кислотами. Не рекомедован контакт данного материала с большинством кислот, с ароматическими углеводородами и хлорсодержащими веществами. Geolast обладает средней упругостью и высокой абразивостойкостью. Твердость по Шору А 75 единиц. В случае использования мембран из Geolast температура перекачиваемой среды должна быть от -40^оС до +80^оС.

Термопласты

PTFE

Самым известным и распространенным материалом для изготовления диафрагм мембранно-пневматических насосов является PTFE. Благодаря своим физико-механическим и химическим свойствам PTFE сильно превосходит перечисленные выше материалы. PTFE – это политетрафторэтилен (известен в России как фторопласт-4) – полимер, состоящий из основы – углерода, каждый атом которого связан с двумя атомами фтора. PTFE зарегистрирован компанией DuPont под наименованием Teflon. Химическая устойчивость к концентрированным кислотам (в.т. сильным), щелочам, солям, спиртам, растворителям и другим средам обуславливается инертностью данного материала, он просто не вступает с ними в реакцию. Кроме инертности, материал обладает высокой адгезией, прочностью на разрыв и абразивостойкостью. Температура использования мембран из PTFE ограничивается примерно от -10оС до +105оС, хотя температурный диапазон самого материала и его модификаций значительно шире. Твердость по Шору D 75 единиц. Обычный PTFE не обладает высокой эластичностью, поэтому очень часто производители насосов используют двухмембранную конструкцию, где внутренняя мембрана выполнена из устойчивого PTFE, а наружная из упругого резинового эластомера. Эту проблему удалось решить компаниям, в конструкции насосов которых используется целиковая комбинированная мембрана.

Они предлагают мембраны с модифицированным (мягким) слоем PTFE, который делает мембрану более упругой, а насос более производительным. Очевидно, что материал PTFE делает насос в общем более универсальным, но тем не менее бывают случаи, когда в мембранах из PTFE нет необходимости и ввиду удешевления насоса достаточно использовать мембраны из резиновых эластомеров.

Сравнительная таблица

Наименование материала	Сфера использования	Особенность материала	Рабочая температура, С
Buna N (NBR)	Двигателестроение, машиностроение, нефтяная промышленность, аппаратостроение	Не устойчив к высоким температурам, износостоек	-30/+100
EPDM	Машиностроение, пищевая промышленность, кровельное производство, строительное производство	Ограничение по химической стойкости, стойкость к изнашиванию	-50/+150
Neoprene	Машиностроение, автомобильная промышленность,  медицина, спорт	Низкая стоимость, ограниченная химическая стойкость, прочность	-50/+100
Viton (FPM,FKM)	Аэрокосмическая промышленность, автомобилестроение, химическая промышленность, пищевая промышленность	Высокая химическая устойчивость, за исключением органических кислот, негорючий материал	-10/+200
Wil-Flex (Santoprene)	Химическая промышленность, машиностроение	Износостоек, долговечен	-40/+107
Hytrel (Saniflex)	Химическая промышленность, пищевая промышленность	Долговечность, прочность	-30/+104
Polyurethane	Химическая промышленность, автомобильная промышленность	Низкая стоимость, низкая химическая устойчивость, долговечность	-12/+66
Geolast (NBR+PP)	Строительное производство, химическая промышленность, пищевая промышленность, медицина	Износостоек, устойчивость к растворам солей и маслам	-40/+80
PTFE	Пищевая промышленность, фармацевтическая промышленность, химическая промышленность, машиностроение	Инертность, адгезивность, износостойкость	-10/+105

Манометры на основе мембран, мембранных коробок, сильфонов

В механических манометрических приборах, предназначенных для измерения малых значений давления, в большинстве случаев используют мембраны, мембранные коробки или сильфоны. Некоторые конструкции манометрических приборов предусматривают применение мембран и мембранных коробок для измерения и контроля средних давлений (до 4 МПа). Соответственно, такие приборы могут называться мембранными или сильфонными манометрами.

Согласно /2-22/ мембранный  манометр – это деформационный манометр, в котором чувствительным элементом является мембрана или мембранная коробка.

Соответственно сильфонный манометр – это также деформационный манометр, но в котором чувствительным элементом является сильфон.

Представляют интерес непосредственно конструкции мембран и мембранных блоков. На рис.2.60 представлена схема (а) и вид (б) гофрированной металлической мембраны на жесткой платформе.

 

                   а                                       б

Рис.2.60. Схема (а) и вид (б) мембраны, спаянной на жесткой платформе: 1 – жесткая платформа; 2 – мембрана;

3 – присоединительный штуцер. 

На жесткой платформе 1, которая изготавливается, как правило, из металлического листа определенной толщины крепится, в зависимости от сопрягаемых материалов, пайкой или сваркой мембрана 2. В результате, жесткая платформа 1 и мембрана 2 образуют между собой герметичную емкость. Подвод измеряемой среды производится через присоединительный штуцер 3.

Разновидностью конструкции мембраны на жесткой платформе является мембрана, закрепленная между двумя фланцами (рис.2.61а). Мембрана 1 неподвижно фиксируется между фланцами 2 и 3. Воздействие измеряемой среды на одну или на обе стороны, но с разным давлением, приводит к перемещению центра этой мембраны. Конструкции приборов, функционирующих на таких мембранах, приведены ниже.

В некоторых конструкциях измерителей перемещения центра одной мембраны, установленной на жесткой платформе, недостаточно для обеспечения его работоспособности. Здесь могут иметь место два фактора:  дальнейшее перемещение центра мембраны не имеет линейной зависимости или дальнейшее перемещение может привести к необратимым пластическим деформациям.

Для конструкций приборов, для которых необходим более значительный ход (перемещение) центра мембраны могут применяться мембранные коробки (Рис.2.61б) или блоки мембранных коробок (рис.2.61в), у которых прямолинейный участок перемещения центра крайней мембраны в зависимости от измеряемого давления пропорционален количеству мембран в устройстве.

  

Рис.2.61. Схема плоской мембраны, закрепленной между фланцами(а), мембранной коробки (б) и блока мембранных коробок (в): 1 – мембрана; 2,3 – фланцы; 4 – мембрана;

 5 – присоединительный штуцер; 6 – соединитель.

 

Мембранные коробки применяются в ряде конструкций  промышленных приборов с повышенной точностью. Для эталонных систем применимы блоки мембранных коробок.

Мембраны, функционирующие на малых давлениях, очень чувствительны к перегрузкам и наиболее часто даже после незначительных превышений предельного допустимого давления могут изменять свою геометрию и, соответственно, характеристики. Поэтому разрабатываются различные устройства, предотвращающие необратимую деформацию мембран, наиболее часто ассоциируемую с перегрузками измеряемым давлением.

Необратимая упругая деформация измерительных мембран может быть исключена путем изготовления соответствующих этим мембранам профилированных поверхностей ограничивающих фланцев (рис.2.62) . В таком устройстве нижний (2) и верхний (3) фланцы, которые крепят мембрану, изготавливаются с поверхностью, соответствующей профилю измерительной мембраны.

       

 

Рис.2.62. Схема устройства с согласованными поверхностями фланцев: 1 – мембрана; 2 и 3 – нижний и верхний фланцы, соответственно; 4 – присоединительный штуцер. 

Зазор между фланцами 2 и 3 обеспечивает перемещение центра мембраны в пределах, задаваемых измеряемым давлением. Таким образом, при превышении предельно допустимого давления мембрана своей профилированной поверхностью опирается на соответствующую поверхность верхнего фланца 3 и не допускает необратимую упругую деформацию измерительного элемента.

Нижний фланец 2 изготавливается с прилегающей поверхностью, соответствующей профилю мембраны, в случаях, когда мембрана может быть подвержена вакуумметрическому давлению, которое по абсолютной величине превышает допустимые пределы.

Известны конструкции мембранных коробок, в которых с целью обеспечения их работоспособности после вышепредельных перегрузок в подводящем штуцере монтируются предохранительные клапаны (рис.2.63).

  

  Рис.2.63. Схема устройства с перекрытием подводимого давления: 1 — мембрана; 2 – подводящий штуцер; 3 – площадка; 4 – шток; 5,6 – упоры; 7,8 – уплотнительные кольца; 9 – проходная перегородка.

 

В такой конструкции на внутренней поверхности внешней мембраны (1) мембранной коробки, противоположной подводящему штуцеру (2) монтируется площадка (3) для крепления штока (4), на котором крепятся упоры (5 и 6) с уплотнительными кольцами (7 и 8) и располагаемыми по обе стороны проходных перегородок (9) подводящего штуцера (2). При превышении давления выше предельно допустимого происходит перемещение верхней мембраны 1 с закрепленным на нем штоком 4. Соответственно перемещается упор 5 с уплотнительным кольцом 7, обеспечивает перекрытие канала подводимого измеряемого давления.

Мембраны изготовляются из различных бронз, нержавеющих сталей.

Приборы, функционирующие на основе мембран и мембранных коробок, описаны ниже.

В напоромерах, тягомерах, тягонапоромерах НМП-100, ТмМП-100, ТНМП-100  (рис. 2.64) в качестве чувствительного элемента используется мембранная коробка 1, закрепленная на основании 2 каркаса 3. Измеряемое давление р_изм подается через подводящий штуцер 4 внутрь мембранной коробки, что вызывает перемещение её не закрепленного жесткого центра, которое передается на тягу 5 и приводит в действие коромысло 6. Длиной тяги также регулируется нулевое показание прибора. От коромысла через плечо 7 перемещение поступает на шибер 8, посредством которого линейное движение преобразуется в угловой сдвиг оси 9, на которой закреплена стрелка 10. Таким способом величина измеряемого давления отслеживается перемещением конца стрелки на шкале прибора 11.

 

                                       а                                                                                               б

Рис. 2.64. Мембранный манометрический прибор типа НМП:

а – вид измерительной части; б – схема; 1 – мембранная коробка; 2 – основание; 3 – каркас; 4 – подводящий штуцер; 5 – тяга; 6 – коромысло; 7- плечо;  – шибер;  9 – ось;  10 – стрелка;  11 – шкала;  12 – корпус;  13 – стекло; 14 – стопорное кольцо; 15 – упор 

Прибор монтируется в прочном литом из алюминиевого сплава корпусе 12. Каркас крепится в корпусе с помощью подводящего штуцера. Стекло 13 фиксируется стопорным кольцом 14.

Упор 15 предназначен для исключения необратимой деформации мембранной коробки при воздействии давления, выше предельно допустимого.

Обращает на себя внимание тот факт, что смещенно-осевой передаточный механизм, состоящий из тяги, коромысла, плеча и шибера, не совершенен для сегодняшнего уровня технологий с большим запасом люфтов и настроечных винтов. Поэтому класс точности мембранных манометров типа НМП не выше чем 1,5, а угол поворота указательной стрелки – угол размаха шкалы – не превышает 90^о.

Разновидностью конструкции напоромера НМП является модель с корпусом прямоугольной формы (72´144мм), в котором (рис. 2.65) угол поворота указательной стрелки менее 90°, но из-за фронтального размещения шкалы ее информативность значительно возрастает. Мембранная коробка 1 закреплена на основании 2. Центр верхней образующей мембранной коробки и коромысло 3 связаны тягой 4. Плечо коромысла соединено тягой 5 с плечом 6 оси 7, которая также служит осью вращения стрелки 8. Для обеспечения устойчивости стрелки она оснащена противовесом 9. Отсчет показаний прибора производится по шкале 10. 

Рис. 2.65. Мембранный напоромер типа НМП в корпусе

прямоугольной формы:
1 – мембранная коробка; 2 – основание; 3 – коромысло; 4, 5 – тяга;
6 – плечо; 7 – ось; 8 – стрелка; 9 – противовес; 10 – шкала; 11 – подводящая линия

 

Измеряемая среда давлением р_изм через подводящую линию 11 поступает во внутреннюю полость мембранной коробки. Под его воздействием перемещается центр коробки и через систему рычагов и тяг 4, 3, 5 и 6 это перемещение преобразуется в поворот оси, на которой установлена стрелка.

В большинстве случаев нелинейность статических характеристик мембранных коробок не превышает 10-15 % и устраняется изменением длин тяг, а также углов их зацеплений.

В настоящее время заслужили более активное использование мембранные манометрические приборы с компактным центрально-осевым передаточным механизмом (рис. 2.66), производимые в корпусах малых (63 мм), средних и больших диаметров (100 и 160 мм соответственно).

 

 

а)	б)
в)	г)
д)
	е)

Рис. 2.66. Схема (а) и виды общетехнических показывающих манометрических приборов на основе мембраны с компактным центрально-секторным механизмом: б – тягонапоромер ТНП63; в  — напоромер НП100;  г –тягомер ТП100; д – манометр МП100; е — напоромер торцевой НП63; 1 – мембрана; 2 – площадка; 3 – передаточный механизм;   4 – держатель;   5 – стрелка

 Мембрана 1 герметично припаяна к площадке 2, с которой образует рабочую полость  чувствительного  элемента (рис.2.66). Центр мембраны имеет снаружи полированную площадку, с которой соприкасается шаровая опора передаточного механизма 3, представляющего собой компактное устройство с миниатюрным рычажно-секторным механизмом, более детальная схема которого представлена на рис. 2.67. 

                    

                                             а)                                                                                                б)

 

Рис. 2.67. Схема (а)  и вид (б) центрально-осевого передаточного механизма: 1 – основание; 2 – поворотная ось; 3 – шаровая опора; 4 – упор;5 – зубчатый сектор; 6 – трибка; 7 – спиральная пружина; 8 – плата верхняя; 9 – стойка 

На основании 1 подвижно установлена поворотная ось 2 с закрепленной на ней шаровой опорой 3. На оси 2 также смонтирован упор 4, образующий с шаровой опорой 3 угловой рычаг. Таким образом, линейное перемещение шаровой опоры 3 преобразуется в перемещение конца упора 4, воздействующего на зубчатый сектор 5, который, в свою очередь, через зубчатое зацепление с трибкой 6 придает ей угловое перемещение. Соответственно, устанавливаемая на трибке 6 стрелка может отображать  на шкале измеряемое давление.

Современные технологии механообработки позволяют изготавливать такие центрально-осевые механизмы с высокой точностью, что обеспечивает их работоспособность при измерении давлений с высокой точностью (до 0,25%).

Таким образом, показывающий манометрический прибор на основе мембраны с компактным трибко-секторным механизмом функционирует следующим образом.  Измеряемое давление (рис.2.66а) через подводящий штуцер держателя 4 поступает в рабочую полость чувствительного элемента, перемещая центр мембраны 1. Этот сдвиг передается через шаровую опору центрально-осевому передаточному механизму и, соответственно,  показывающей стрелке.

Центрально-осевой трибко-секторный передаточный механизм (рис. 2.67) используется в ряде типов мембранных манометрических приборов. На основании 1 (рис. 2.67а) установлена поворотная ось 2 с закрепленными на ней под углом примерно 90° шаровой опорой 3 и упором 4. Конец упора соприкасается с нижней частью зубчатого сектора 5, установленного в паре с трибкой 6. На оси трибки закреплена спиральная пружина 7, устраняющая вибрации при прямом и обратном ходе.

Верхняя плата 8 со стойками 9 обеспечивает дополнительную опору трибке и оси зубчатого сектора.

Механизм работает следующим образом. Воздействие на шаровую опору приводит посредством осевого смещения поворотной оси к повороту упора. Последний перемещает сектор, который зубчатым зацеплением передает трибке круговое вращательное перемещение.

Центрально-осевой передаточный механизм конструктивно несложен, но при изготовлении требует достаточно высоких прецизионных технологий обработки металла.

Мембранные блоки в комплекте с передаточным механизмом являются основой манометрического прибора для малых давлений. На рис.2.68а  показана схема соединения первичного преобразователя – коробчатой мембраны 1 с передаточным механизмом 2. Крепление механизма 2 на платформе мембраны 1 производится винтами 3. Винт 4 имеет двойную функцию: он закрепляет свободную сторону мембраны с механизмом,  но имеет возможность регулировки по высоте. Путем вворачивания винта 4 или его отворачивания благодаря пружине 5 варьируется расстояние между мембраной и передаточным механизмом. Паз винта через отверстие в циферблате прибора доступен для его поворота в одну или другую сторону и обозначается на шкале прибора, как корректор нуля.

Мембраны нашли применение в качестве чувствительных элементов при измерении малого и среднего давления особенно вязких и загрязненных сред. Такие приборы менее чувствительны к вибрациям и пульсациям измеряемой среды, применимы при соответствующей защите мембраны для работы с агрессивными средами. Малый ход мембраны (1,5…2 мм) у таких приборов предопределяет повышенные требования к передаточному трибко-секторному механизму. Повышенная стоимость манометров с плоской мембраной относительно общепромышленных приборов компенсируется повышенной работоспособностью в различных неординарных условиях.

Диапазон измеряемого давления напоромеров, тягонапоромеров, тягомеров определяется свойствами мембран и ограничивается для таких конструкций, как правило, в пределах от 0 до 1,6…40 кПа.  При этом класс точности может составлять 1,5; 1,0; 0,6; 0,4, а в ряде случаев 0,25 при размахе шкалы до  270^о, а в отдельных случаях до 330^о.  

 

а)                                                                                     б)

Рис.2.68. Вид коробчатой мембраны с передаточным механизмом (а) и вид рабочего напоромера (б): 1 – коробчатая мембрана; 2 —  центрально-осевой трибко-секторный передаточный механизм; 3 – винты крепления; 4- регулировочный винт; 5 — пружина. 

Контрольные напоромеры, тягомеры, тягонапоромеры, не производимые ранее отечественной промышленностью, изготавливаются  (рис.2.69) в корпусах 100 и 160 мм. Необходимо также обратить внимание на контрольные напоромеры НП100Н с классом точности 0,6, как пример один из которых показан на рис.2.69в и которые не наблюдались автором у других производителей.  

а)	б)     Рис.2.69. Вид контрольных напоромеров с классом точности: а – НП00Н -1,0; б – НП160Н -0,6; в – НП100 – 0,6.
в)

Коррозионностойкие напоромеры, тягомеры и тягонапоромеры (рис.2.70) имеют агрессивноустойчивые материалы на держателе, мембранной коробке, корпусе и изготавливаются в корпусах 63, 100, 160 мм. Вид мембранной коробки, изготовленной из коррозионностойкой стали, представлена на рис. 2.68а. 

а) Рис.2.70. Вид коррозионностойких напоромеров: а – НП63НН; б – НП100НН.

б)

Мембраны могут также использоваться в качестве УЧЭ в конструкциях некоторых моделей манометров, мановакуумметров, вакуумметров. Такие конструкции приборов более устойчивы к вибрационным, пульсационным и ударным нагрузкам.

На рис. 2.71 показана схема манометра, в котором мембрана 1 герметично приварена к фланцу 2. В центре мембраны закреплен толкатель 3, соединенный с рычагом зубчатого сектора 4. В контакте с зубьями сектора находится трибка 5, на оси которой установлена стрелка 6. Толкатель на мембране неподвижно фиксируется в посадочном гнезде.

Измеряемое давление р_изм воздействует на мембрану, в результате чего перемещается ее центр. Линейное перемещение центра мембраны через толкатель передается на рычаг зубчатого сектора и затем преобразовывается в угловое перемещение указательной стрелки.

Крепежные отверстия 7 предназначены для монтажа прибора к соответствующему фланцу, приваренному к технологическому трубопроводу.

  

 

Рис. 2.71. Мембранный манометр для измерения давления вязких и загрязненных сред, а также виды присоединительных фланцев:

а – с открытой мембраной; б – с подводящим штуцером, закрытая: в – с дополнительным фланцем;  1 – мембрана;  2 – фланец; 3 – толкатель; 4 – зубчатый сектор;  5 – трибка; 6 – стрелка; 7 – крепежные отверстия 

Применение мембран из нержавеющей стали обеспечивает устройству дополнительную функцию разделителя, обеспечивающего работоспособность прибора при измерении давления агрессивных сред.

Мембранные манометры могут выполняться как с открытой мембраной (рис. 2.71а), так и с подводящим штуцером (рис. 2.71б), а также с дополнительным фланцем (рис. 2.71в). Вид таких манометров показан на рис.2.72. 

а)	б)
в)
Рис.2.72. Вид манометров и напоромера с плоской мембраной; (а) и (б) — МП100/100Н и НП100/100Н с закрытой мембраной;  (в) – МП160/160Н с открытой мембраной

Основное применение мембранные манометры с открытой мембраной, как отмечалось выше, нашли при измерении жидких сред с повышенной вязкостью или различными вкраплениями, в технологических линиях, где периодически требуется гигиеническая обработка оборудования и исключается наличие «застойных» зон рабочего вещества.

Мембранные манометры используются для измерения как малых (от 0 до 1…40 кПа), так и средних давлений (от 0 до 0,06…4,0 МПа). Требуемые высокие тяговые усилия в таких приборах обуславливают большие площади непосредственно мембран, что приводит к ограничению измеряемых давлений (не более 4 Мпа). Изготовление внутреннего профиля присоединительного фланца, повторяющего геометрию мембраны, обеспечивает работоспособность таких приборов даже при существенных перегрузках (до 50, а в некоторых моделях до 200%).

Мембранные манометрические приборы устойчиво работают на пульсирующих средах, когда амплитуда размаха и частота таких размахов измеряемого давления превышает допустимые значения для  приборов с трубчатыми чувствительными элементами. Такая устойчивость во многом объясняется  демпфирующим эффектом, достигаемый сужающим устройством, роль которого выполняет присоединительный штуцер, и ресивером, в качестве которого можно рассматривать объем между присоединительным штуцером и рабочей мембраной.

Мембранное покрытие. Виды и применение. Плюсы и минусы. Монтаж

Мембранное покрытие – гибкий рулонный кровельный водонепроницаемый материал, во многих случаях способный пропускать водяной пар. Также может применяться для гидроизоляции резервуаров, бассейнов, искусственных садовых прудов.

Что такое мембранное покрытие

Это рулонное гибкое покрытие на основе полимеров. Для жесткости в состав включается армирующий слой, преимущественно стекловолокно. При использовании некоторых видов полимеров его наличие необязательно. Ассортимент мембран отличается по ряду параметров, таких как состав, толщина, длина и ширина. От них зависит прочность и долговечность покрытия.

Большинство мембран имеют технические параметры в диапазоне:

• Толщина – 0,8-2 мм.
• Ширина рулона – 0,5-2 м.
• Длина – 10-20 м.
• Вес на 1 м² — 1,5-2,5 кг.

Такое покрытие просто расстилается на черновой подготовленной кровле, и обеспечивает его полную водонепроницаемость. Легкость и высокая скорость монтажа материала делают его одним из самых популярных решений при современном строительстве, пока преимущественно коммерческих зданий. Для жилых малоэтажных домов мембрана менее востребована, так как уступает прочим кровельным материалам по внешней привлекательности. Нужно отметить, что ширина мембраны может составлять больше нескольких десятков метров. Это специальные решения для искусственных прудов.

Достоинства и недостатки

Покрытия мембранного типа имеют очень положительную репутацию, благодаря ряду достоинств:

• Заявленный срок службы до 60 лет.
• Быстрый однослойный монтаж.
• Широкий ассортимент вариаций длины, ширины, толщины.
• Высокая эластичность.
• Температурная стойкость.

Что касается эксплуатационного ресурса в 60 лет, то это касается только мембран максимального сечения, и уложенных с полным соблюдением технологии монтажа на правильно подготовленное основание. При рассмотрении плюсов мембранного покрытия обычно одним из главных положительных моментов материала называют быстроту проведения монтажа. Мембранное покрытие достаточно уложить в один слой. При этом для соединения полос мембран потребуется всего пару швов, так как обычно материал имеет большую ширину. Недостаток у мембран один. Высокая стоимость при сравнении с прочим кровельным ассортиментом.

Виды мембранных покрытий по химическому составу

Покрытия разделяются на три разновидности в зависимости от состава. Они бывают:

ПВХ мембрана

Это материал на основе поливинилхлорида с включением полиэфирной сетки, отвечающей за прочность. Отличается хорошей гибкостью и достаточной доступной стоимостью. Уровень растяжения ПВХ мембраны составляет 200%. Материал может применяться для настилания на кровлю любой сложности.

ПВХ мембрана представлена в широком разнообразии размеров и толщины рулонов. Также она может иметь различное цветовое решение. При этом нужно отметить, что материал склонен к выгоранию цвета при нахождении на солнце.

ЭПДМ

Изготавливается на основе искусственного каучука, накатанного на полимерную сетку. Он отличается от ПВХ более высокой стоимостью. Опытным путем установлено, что период эксплуатации к примеру бутилкаучуковой мембраны может составить 65 лет. Именно сколько времени прошло с момента начала ее массового производства. Выпущенные в первой партии мембраны до сих пор продолжают работать. Удлинение до 600%,  эластичность ЭПДМ составляет 42.5%. Это позволяет применять мембранное покрытие этого типа помимо кровли еще и при гидроизоляции чаш бассейнов и искусственных прудов.

При монтаже материала соединение на швах выполняется с применением двусторонней клейкой ленты. Это требует дополнительных затрат. ЭПДМ мембраны могут предусматривать наличие армирующей сетки.

ТПО

Термопластичная полиолефиновая армированная мембрана считается самой современной и эффективной. Она армируется тканью или сеткой из полиэстера. Материал имеет максимально большой срок службы, его стоимость также выше аналогов.  Он очень долго сохраняет свою эластичность. Не теряет ее на морозе, поэтому может укладываться в условиях отрицательной температуры.

При монтаже такой мембраны применяется метод пайки обдувом горячим воздухом. Шов при этом получается в 2 раза прочнее, чем мембрана. Способ надежный и недорогой при реализации. Такой материал крайне редко нуждается в ремонте, так как практически не повреждается в процессе эксплуатации.

Виды мембран по свойствам

Мембранное покрытие может обладать различными качествами, что позволяет его применять в разных условиях. В первую очередь нужно отметить такие свойства:

• Паропроницаемость.
• Огнестойкость.
• Дренаж.
• Армирование.

Мембраны паропроницаемого типа способны обеспечить гидроизоляцию и защиту от ветра. При этом сквозь них проходит пар со стороны утеплителя. Это крайне важное качество при сочетании с минеральной ватой. При использовании дышащей мембраны осуществляется экономия на монтажных работах, так как исключается необходимость перерасхода пиломатериалов на формирования продува.

Огнестойкие мембраны содержат добавки, которые препятствуют горению. Это позволяет повысить пожаробезопасность объекта.

Существует мембрана с тиснением, которая используется для выполнения монтажа зеленой кровли. Она настилается на поверхность крыши и обеспечивает дренаж насыпанного сверху грунта, на котором высаживается газонная трава. Наличие рельефа способствует быстрому стеканию избытка влаги с крыши. При этом часть воды задерживается и обеспечивает подпитку корневой системы газона.

При производстве мембраны могут использоваться армирующие сетки из стекловолокна, полиэстера, полиэфира. Их наличие дает более высокую прочность и надежность, но снижает эластичность.

Методы проведения монтажа

Мембранное покрытие может предусматривать различные способы монтажа, которые зависят от его химического состава. Каждый из них имеет достаточно высокий темп проведения за счет ширины рулона. Это происходит быстрее, чем работа с другими гибкими кровельными материалами.

Монтаж может осуществляться несколькими методами:

• Механическим.
• Клеевым.
• Балластным.
• Сварным.

Одни мембраны могут монтироваться любым из перечисленных способов, другие только некоторыми из них. Выбор того или иного метода зависит в первую очередь от уклона кровли, или когда выполняется монтаж мембраны для гидроизоляции крыши или бассейна, чаши искусственного пруда.

Механический монтаж

Мембранное покрытие укладывается механическим способом только на крыши с большим углом уклона. Его края фиксируются специальными дюбелями грибками. Способ совместим только с армированной мембраной.

При выборе данного метода важно, чтобы дюбель или саморез с диском сидел в основании очень надежно. Главное чтобы при вырывании разрывалась сама мембрана, но крепление оставалось. В таком случае это подтверждает правильность монтажа. Крепежи фиксируются вдоль шва с шагом 150-250 мм.

Клеевой способ монтажа

Это достаточно быстрый способ монтажа, который часто применяется при использовании мембраны из синтетического каучука. Метод особенно актуален на крышах с большим количеством выходов вентиляционных каналов. Также он применим на кровлях сильно продуваемых ветром. В плане экономической выгоды такой способ не дешевый, поэтому не выбирается когда можно обойтись другими методами монтажа.

Для экономии клей наносится согласно технологической карты, а не всплошную. Он применяется, чтобы приклеить мембрану к основанию, а также, чтобы загерметизировать шов. Нахлест полотен при монтаже  клеем составляет 150 мм. Шов при соединении мембран проклеивается специальной лентой. Она ложится между слоями при нахлесте. Клеевой монтаж имеет некоторые ограничения. К примеру, его нельзя проводить при сильных порывах ветра. В противном случае слой клея может быть забросан пылью, поэтому сработает хуже.

Балластный способ монтажа

Это очень надежный способ монтажа, который можно применить на кровлях со скатом до 15°. Метод предусматривает расстилание мембраны и засыпание на нее гальки или щебня. Причем расход камня на 1 м² составляет не менее 55-65 кг. Таким образом, он придавливает мембрану, полностью препятствуя ее протечки на месте перехлеста.

Такой способ подойдет только в том случае, если стропильная система или перекрытие предусматривает столь большую нагрузку. Для балласта применяются только щебень крупной фракции, чтобы его не сдувал ветер. Данный способ монтажа достаточно трудозатратный. Если для балласта применяются камни с острыми кромками, то рекомендовано перед их засыпкой защитить мембранное покрытие слоем геотекстиля.

Применение балластного метода позволяет полностью закрыть мембрану от солнечного света. Как следствие без ультрафиолета она может прослужить существенно дольше. Нужно учитывать, что при наличии насыпанного камня может быть затруднено чистить крышу от накопленного снега, так как вместе с ним существует риск сбросить балласт.

Теплосварный способ монтажа

Это очень распространенное решение при выполнении укладки мембранной кровли. Метод применяется при работе с ТПО и ПВХ. Способ заключается в сильном разогреве края мембраны при перехлесте горелкой до начала оплавления материала. После чего он с силой прикатывается валиком. В результате расплавленные концы материала спаиваются между собой.

Надежность сварки зависит от уровня нагрева полотен и силы их прикатывания. В связи с этим желательно, чтобы работы выполнялись профессионалами. При самостоятельном монтаже необходимо предварительно потренироваться на отдельных кусках мембраны. Сварка считается удачной, если при разрыве рвется в стороне, а не по шву.

Похожие темы:

Мембранная обувь, особенности, разновидности, популярные производители

На чтение 9 мин. Просмотров 1.6k.

Сапоги, ботинки, кроссовки с мембраной – новая веха в обувной индустрии. Популярность этих изделий с каждым днем неуклонно растет. Повышенный спрос обусловлен свойствами специальной ткани, благодаря чему мембранная обувь всегда остается сухой внутри. Даже при активном движении и в любую погоду ногам удобно и комфортно. В последнее время технология, изначально разработанная для спортсменов, нашла широкое применение при изготовлении не только демисезонной, зимней, но и летней обуви. Мембрана – идеальное решение для взрослых и детей, она дает возможность совершать длительные пешие прогулки и активно отдыхать на свежем воздухе в любую погоду.

Особенности и характеристики

Чтобы понять, что такое мембранная обувь и почему она неуязвима перед водой, стоит разобраться в принципе действия популярного материала. Он представляет собой тонкую политетрафторэтиленовую пленку, наделенную важными свойствами:

• водонепроницаемость – не дает воде в жидком состоянии проникнуть внутрь, становясь преградой на пути движения молекул;
• паропроницаемость – позволяет пару, образовавшемуся от потовых выделений, выходить наружу, создавая ощущение того, что ноги «дышат»;
• защита от ветра – необходима в прохладное время года, особенно в обуви из текстиля.

В зависимости от того, какие законы физики и химии используются для достижения вышеперечисленных характеристик, мембраны подразделяются на несколько видов:

1. Микропористая (самый известный производитель – компания W. L. Gore & Associates). Представляет собой тонкий высокотехнологичный материал на основе тефлона с полутора миллиардами микроскопических пор на каждый квадратный сантиметр. Размер одной поры в несколько тысяч раз меньше молекулы воды, что не позволяет жидкости пройти сквозь мембрану. В то же время поры намного больше молекулы водяного пара. При условии, когда парциальное давление внутри обуви выше наружного, пар направляется в сторону меньшего давления и свободно выходит сквозь материал. Чтобы поры хорошо выполняли свою функцию, следует тщательно ухаживать за обувью.
2. Гидрофильная (европейская фирма Sympatex Technologies). Тонкая и легкая, изготовленная из полиуретана мембрана не имеет пор и не нуждается в особом уходе. Здесь нечему забиваться. В этом ее существенный плюс, который делает материал долговечным. Гидрофильные компоненты мембраны притягивают пары пота и с помощью явления диффузии транспортируют его наружу. В то же время структура пленки не позволяет воде, находящейся снаружи, просочиться сквозь материал. Можно сказать, что обувь на мембране без пор свободно «дышит». Выявленным недостатком является то, что со временем такая подкладка начинает пропускать влагу внутрь.
3. Оптимальный вариант – комбинированный материал. Пористая мембрана сверху покрывается гидрофильной пленкой. В таком случае объединены достоинства обоих материалов, что усиливает вывод пота и водонепроницаемость структуры. Ведущие фирмы, в том числе Gore-Tex, в топовых моделях применяют именно такую технологию.

Мембрану невозможно увидеть в обуви, так как пленка имеет толщину всего 0,01 мм и обладает небольшой прочностью. Во время технологического процесса пленочный слой склеивается или сшивается с внешним или внутренним защитным материалом, который имеет значение для поддержания водонепроницаемости обуви. Как правило, он изготавливается из прочного текстиля или натуральной кожи и обрабатывается водостойкими пропитками. Согласно технологии пошива, мембрана может располагаться по всему периметру обуви, напоминая по форме чешки, либо только в мысочной зоне.

Сегодня мембрана активно используется при изготовлении как взрослой, так и детской обуви. Высокотехнологичную подкладку можно встретить в летних, зимних и демисезонных кроссовках, ботинках и сапогах.

Такая обувь актуальна для спортсменов, подвижных людей, активно двигающихся детей. Она прекрасно подойдет для:

• занятий спортом;
• пешего туризма;
• мотоспорта;
• охоты;
• обычного ежедневного ношения.

Для детей обувь с мембраной – лучший вариант в осенне-весенний период, когда на улице холод и слякоть, а также зимой при температуре не ниже -20 °С. Она легкая, удобная, а ножки малыша остаются сухими и теплыми.

Нецелесообразно приобретать зимнюю обувь с мембраной для людей, ведущих малоподвижный образ жизни, или малышей, которые еще не особо активно двигаются.

ВидыGore-texSympatex

Виды мембран

В зависимости от задачи, которую должен решать материал, производители мембраны разработали несколько ее вариантов, различающихся по количеству слоев, соединяемых в процессе изготовления:

1. 2-слойная. Наносится на ткань, соответственно, не имеет внутреннего защитного покрытия. Такой материал был одним из первых вариантов производства водонепроницаемого сырья. Идеально подходит для занятий спортом на улице.
2. 2,5-слойная. Состоит из мембраны и внешнего слоя. С внутренней стороны пленки нанесено покрытие из полиуретана или карбоновых частиц. Основным преимуществом такой ткани является ее легкость. Представитель – мембрана Gore-Tex Performance Comfort. Используется в ботинках для скалолазания, длительных пеших прогулок.
3. 3-слойная. Состоит из самой мембраны и двух пластов – внешнего и внутреннего. Такая технология повышает прочность, а также долговечность материала, позволяет использовать его в экстремальных условиях, при этом значительно увеличивается вес изделия. Мембрана Gore-Tex Insulated Comfort такой конструкции применяется в зимнем варианте обуви для холодной погоды со снегом и дождем.
4. LINER. Конструкция, при которой пленка наносится на тонкий несущий материал, свободно располагается между внешним и внутренним слоями. Новая разработка, позволяющая дизайнерам свободно реализовывать свои задумки. Для изготовления обуви компания Sympatex предлагает именно этот вид мембраны.

Кроме того, на любое мембранное изделие наносится водоотталкивающее покрытие DWR, которое не дает воде впитываться в ткань. Со временем оно смывается, поэтому рекомендуется периодически пропитывать поверхность водоотталкивающими средствами.

Преимущества и недостатки

Обувь с мембранной тканью имеет явные преимущества по сравнению с аналогами, не использующими подобный материал. Ее основные плюсы:

• ноги не мерзнут, а также не перегреваются;
• влага легко выводится наружу, внутри обувь остается сухой;
• хорошая вентиляция воздуха.

Некоторые модели детской обуви на зиму сохраняют тепло даже при температуре воздуха до -20 °С, но это возможно только при активном движении.

Есть у мембраны и некоторые недостатки:

• пористые разновидности могут быстро потерять свои основные свойства водонепроницаемости и паропроницаемости, если своевременно не чистить обувь от грязи и пыли;
• это хрупкий материал, который нельзя сушить рядом с отопительным прибором или костром;
• если изделие все-таки промокнет, сохнуть оно будет крайне долго.

Так как наличие мембраны в обуви невозможно проверить визуально, есть вероятность покупки подделки. С такой проблемой можно столкнуться, если приобретение осуществляется у непроверенного производителя. Важно помнить о том, что и взрослая, и детская обувь с настоящей мембраной стоит значительно дороже обычной.

Как правильно носить

Чтобы преимущества мембранной обуви были оценены сполна, а материал долго не терял своих свойств, производители советуют соблюдать определенные правила эксплуатации ботинок и кроссовок:

1. Обувь следует подбирать по размеру, чтобы она не сдавливала ногу, не была широкой. Мембрана работает полноценно, когда ботинки не вызывают дискомфортного состояния.
2. Необходимо также учитывать сезон, погодные условия, для которых предназначена обувь с мембраной: демисезонная выдерживает температуру до -10, зимняя – до -20, летняя – до +30 градусов.
3. Рекомендуется носить специальные носки, предназначенные для ботинок с мембранной тканью. Это может быть термобелье либо изделия, содержащие как минимум 10 % синтетики.

Если надеть белье из натурального материала (шерсти, хлопка), то при активном движении кожа вскоре вспотеет, носки впитают влагу и не будут отдавать ее, в результате очень быстро ноги станут мокрыми, начнут мерзнуть.

Выбирать по размеруИспользовать термоноскиУчитывать погодные условия

Советы по уходу

Обувь, содержащая мембрану, хорошо носится, отличается долговечностью. Чтобы она сохраняла свой внешний вид как можно дольше, производители советуют соблюдать несколько правил ухода:

1. Регулярно очищать верхнюю поверхность от грязи теплой водой без применения агрессивных моющих средств. В случае с кожей чистку проводить щеткой, с текстилем же работать губкой.
2. Не использовать для чистки кремы на масляной основе. Они не испортят мембрану, но могут закупорить поры кожаного верха, что ухудшит общую паропроницаемость обуви. Лучше применять специально разработанные средства.
3. Периодически обрабатывать наружную сторону обуви специальным водоотталкивающим покрытием, что значительно увеличит срок службы материала.
4. Сушить обувь после каждого мытья. Лучше это делать на свежем воздухе или на ночь положить в ботинки смятую мягкую бумагу.

Не допускается сушить мембранную обувь рядом с отопительными приборами, поскольку может произойти разрушение пленки.

Обрабатывать водоотталкивающим покрытиемОчищать от грязи и пылиСушить на свежем воздухе

Популярные производители

Чтобы мембранная обувь в полной мере раскрывала все свои преимущества, а также для обеспечения высокого качества изделий, американская компания Gore-Tex и немецкая SympaTex работают исключительно с лицензированными изготовителями обувной продукции. К ним относятся:

• немецкий концерн Adidas;
• французская компания Salomon;
• швейцарская фирма Mammut;
• итальянские фабрики Scarpa и La Sportiva;
• датская обувная компания ECCO.

Кроме того, многие популярные производители мужской, женской и детской мембранной обуви, рассчитанной на ношение в холодный сезон и теплое время года, дополнительно специализируются на внедрении пленки собственных разработок.

Молодой итальянский бренд Jog Dog с 2010 года производится на известной фабрике Skandia с использованием мембраны BIOME-TEX (биологический мембранный текстиль). Итальянская обувная фабрика Skandia почти 40 лет занимается выпуском теплой обуви для холодного времени года, используя высокотехнологичную водоотталкивающую мембрану Skandia Tex. В производстве своей продукции итальянский бренд Alaska применяет уникальную запатентованную пленку Alaska Tex, которая полностью защищает ноги от промокания. Antarctica – канадский разработчик осенне-зимней мембранной обуви для детей дошкольного и младшего школьного возраста выпускает модели с пленкой, производимой на фабриках, расположенных в странах Азии. Выбрав продукцию любого из этих проверенных опытным путем производителей, можно быть уверенным в высоком качестве обуви и сполна насладиться всеми преимуществами мембраны.

AdidasAlaskaAntarcticaECCOJog DogLa SportivaMammutSalomonScarpaSkandia

Видео

Фото

БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕМБРАНЫ • Большая российская энциклопедия

БИОЛОГИ́ЧЕСКИЕ МЕМБРА́НЫ (лат. mem­brana – ко­жи­ца, обо­лоч­ка, пе­ре­пон­ка), струк­ту­ры, ог­ра­ни­чи­ваю­щие со­дер­жи­мое кле­ток (кле­точ­ная, или плаз­ма­ти­че­ская, мем­бра­на, плаз­ма­лем­ма) и внут­ри­кле­точ­ных ор­га­нелл. У про­ка­ри­от име­ет­ся толь­ко кле­точ­ная мем­бра­на, в боль­шин­ст­ве слу­ча­ев ок­ру­жён­ная кле­точ­ной стен­кой. У эу­ка­ри­от мем­бра­ной ок­ру­же­на не толь­ко клет­ка, но и яд­ро, а так­же ми­то­хон­д­рии, ли­зо­со­мы, пе­рок­си­со­мы, сек­ре­тор­ные гра­ну­лы, эн­до­со­мы, у рас­те­ний ещё – хло­ро­пла­сты и ва­куо­ли; мем­бра­ны об­ра­зу­ют так­же раз­ветв­лён­ную сеть эн­до­плаз­ма­тического ре­ти­ку­лу­ма и ком­плек­са Голь­джи. Ми­то­хон­д­рии, хло­ро­пла­сты и яд­ра ок­ру­же­ны дву­мя мем­бра­на­ми, а внут­ри хло­ро­пла­стов име­ет­ся ещё один тип мем­бран, фор­ми­рую­щих ти­ла­кои­ды. У жи­вот­ных к кле­точ­ной мем­бра­не сна­ру­жи при­мы­ка­ет гли­ко­про­теи­но­вый ком­плекс – гли­ко­ка­ликс, у рас­те­ний – кле­точ­ная стен­ка. Тол­щи­на мем­бран варь­и­ру­ет от 6 до 10 нм.

Структура биологических мембран

Схема строения клеточной мембраны.

Ос­но­ву Б. м. со­став­ля­ет про­тя­жён­ный двой­ной слой (бис­лой) гли­це­ро­фос­фо-, сфин­го- и гли­ко­ли­пи­дов со встро­ен­ны­ми в не­го мо­ле­ку­ла­ми различных бел­ков. Гид­ро­фоб­ные (не­по­ляр­ные) груп­пы мо­ле­кул ли­пи­дов (ос­тат­ки жир­ных ки­слот) по­гру­же­ны в тол­щу мембра­ны, а гид­ро­филь­ные (по­ляр­ные) го­лов­ки ори­ен­ти­ро­ва­ны на­ру­жу, в ок­ру­жаю­щую вод­ную сре­ду (см. Ли­пи­ды). Плот­ность упа­ков­ки Б. м. обес­пе­чи­ва­ет­ся элек­тро­ста­тическими взаи­мо­дей­ст­вия­ми по­лярных го­ло­вок и гид­ро­фоб­ны­ми кон­так­та­ми ме­ж­ду це­пя­ми жир­ных ки­слот. Вхо­дя­щие в со­став Б. м. бел­ки вза­имо­дей­ст­ву­ют с ли­пид­ным би­сло­ем с по­мо­щью гид­ро­фоб­ных вза­имо­дей­ст­вий и ван­дер­ва­аль­со­вых свя­зей. Со­от­но­ше­ние ли­пи­дов и бел­ков, их со­став в разл. Б. м. мо­гут су­ще­ст­вен­но раз­ли­чать­ся. Так, в мем­бра­нах мие­ли­но­вой обо­лоч­ки со­дер­жа­ние ли­пи­дов (по мас­се) в че­ты­ре раза боль­ше, чем бел­ков, а во внутр. мем­бра­нах ми­то­хон­д­рий бо­лее чем в два раза пре­об­ла­да­ют бел­ки. Ли­пи­ды Б. м. пред­став­ле­ны гл. обр. фос­фа­ти­дил­хо­ли­ном, фос­фа­ти­ди­лэ­та­но­ла­ми­ном, сфин­го­мие­ли­ном, фос­фа­ти­дил­се­ри­ном, фос­фа­ти­ди­ли­но­зи­том и кар­дио­ли­пи­ном, ко­то­рые об­на­ру­жи­ва­ют­ся при­мер­но в од­ном и том же со­от­но­ше­нии в мем­бра­нах раз­ных по уро­вню ор­га­ни­за­ции ор­га­низ­мов. В то же вре­мя на­бор жир­ных кис­лот, вхо­дя­щих в со­став ли­пи­дов, под­вер­жен из­ме­не­ни­ям. Напр., по­ни­же­ние темп-ры, дав­ле­ния и со­лё­но­сти сре­ды оби­та­ния ор­га­низ­мов со­про­во­ж­да­ют­ся уве­ли­че­ни­ем ко­ли­че­ст­ва не­на­сы­щен­ных свя­зей и/или ко­рот­ко­це­по­чеч­ных жир­ных ки­слот в фос­фо­ли­пи­дах и про­ис­хо­дя­щим вслед­ст­вие это­го умень­ше­ни­ем плот­но­сти упа­ков­ки бис­лоя. Ли­пи­дам свой­ст­вен­на оп­ре­де­лён­ная под­виж­ность внут­ри бис­лоя. Они спо­соб­ны к быст­ро­му вра­ще­нию во­круг оси (вра­ща­тель­ная диф­фу­зия), к сво­бод­но­му пе­ре­ме­ще­нию в пре­де­лах од­но­го слоя мем­бра­ны (ла­те­раль­ная диф­фу­зия), а так­же к пе­ре­хо­ду с од­ной сто­ро­ны бис­лоя на дру­гую (та­кое пе­ре­дви­же­ние обес­пе­чи­ва­ет­ся спец. ме­ха­низ­ма­ми). Для кле­точ­ных мем­бран жи­вот­ных кле­ток ха­рак­тер­но вы­со­кое со­дер­жа­ние хо­ле­сте­ри­на (в ср. ок. 21%), ко­то­рый уча­ст­ву­ет в ре­гу­ля­ции те­ку­че­сти мем­бра­ны, пре­пят­ст­вуя плот­ной упа­ков­ке фос­фо­ли­пи­дов. В рас­тит. клет­ке роль хо­ле­сте­ри­на иг­ра­ет его ана­лог – дес­мо­сте­рин. В мем­бра­нах бак­те­рий и вну­три­кле­точ­ных ор­га­нелл сте­ри­ны от­сут­ст­ву­ют. До 10% су­хо­го ве­ще­ст­ва мем­бран при­хо­дит­ся на до­лю уг­ле­во­дов, ко­то­рые экс­по­ни­ро­ва­ны на внеш­ней сто­ро­не кле­точ­ной мем­бра­ны и яв­ля­ют­ся со­став­ной ча­стью мем­бран­ных гли­ко­ли­пи­дов и гли­ко­про­теи­нов.

Схема структурной организации интегрального белка. Спиральный участок встроен в гидрофобную часть липидного бислоя; N-концевой участок с прикреплёнными к нему олигосахаридными цепями расположен на вне…

Со­дер­жа­ние бел­ка в разл. мем­бра­нах ко­леб­лет­ся от 20 до 75% (в пе­ре­счё­те на сухую мас­су). Мем­бран­ные бел­ки мо­гут быть встрое­ны в бис­лой (ин­те­граль­ные бел­ки). При этом они по­гру­же­ны в мем­бра­ну и про­ни­зы­ва­ют её (ино­гда неск. раз) та­ким об­ра­зом, что дос­та­точ­но про­тя­жён­ные уча­ст­ки бел­ка, об­ра­зо­ван­ные гид­ро­фоб­ны­ми ами­но­кис­ло­та­ми, ока­зы­ва­ют­ся в её тол­ще, а гид­ро­филь­ные – на по­верх­но­сти, по обе сто­ро­ны Б. м. Вы­сту­паю­щие над внеш­ней сто­ро­ной мем­бра­ны уча­ст­ки бел­ко­вых мо­ле­кул обыч­но не­сут неск. ко­ва­лент­но свя­зан­ных, час­то раз­ветв­лён­ных це­пей оли­го­са­ха­ри­дов, об­ра­зо­ван­ных ос­тат­ка­ми ман­но­зы, фу­ко­зы, глю­ко­зы, N-аце­тил­глю­ко­за­ми­на и др. Эти ком­по­нен­ты иг­ра­ют роль мар­ке­ров при рас­по­зна­ва­нии кле­точ­ной по­верх­но­сти. Мо­леку­лы пе­ри­фе­ри­че­ских бел­ков рас­по­ло­же­ны гл. обр. на внутренней по­верх­но­сти мем­бра­ны, не про­ни­кая внутрь би­слоя, и удер­жи­ва­ют­ся на ней с по­мо­щью элек­тро­ста­тич. взаи­мо­дей­ст­вий и во­до­род­ных свя­зей; они свя­зы­ва­ют­ся с мем­бра­ной об­ра­ти­мо и мо­гут пе­ре­хо­дить в ци­то­плаз­му при мо­ди­фи­ка­ции бел­ков (напр., пу­тём их фос­фо­ри­ли­ро­ва­ния) в от­вет на из­ме­не­ния функ­ци­о­наль­но­го со­сто­я­ния клет­ки. Мн. бел­ки ор­га­ни­зо­ва­ны в ви­де слож­ных ком­плек­сов (напр., бел­ки ды­ха­тель­ной це­пи ми­то­хон­д­рий). В клет­ках про­ис­хо­дит по­сто­ян­ное об­нов­ле­ние ком­по­нен­тов Б. м. пу­тём вве­де­ния но­вых молекул липидов и бел­ков, од­на­ко струк­тур­ная ор­га­ни­за­ция Б. м. в те­че­ние всей жиз­ни клет­ки ос­та­ёт­ся не­из­мен­ной.

Функции мембран

Осн. функ­ции мем­бран свя­за­ны с бел­ка­ми. Мн. мем­бран­ные бел­ки – фер­мен­ты, обес­пе­чи­ваю­щие про­те­ка­ние окис­ли­тель­но-вос­ста­но­ви­тель­ных, гид­ро­ли­тич. и био­син­те­тич. ре­ак­ций как на по­верх­но­сти мем­бра­ны, так и внут­ри неё. Важ­ней­шая функ­ция бел­ков мем­бран – транс­порт­ная. Жи­ро­ра­с­тво­ри­мые со­еди­не­ния (напр., сте­ро­ид­ные гор­мо­ны) лег­ко про­ни­ка­ют в ли­пид­ный бис­лой, но для боль­шин­ст­ва др. со­еди­не­ний (в т. ч. ами­но­кис­лот, са­ха­ров) и не­ор­га­нич. ио­нов он не­про­ни­ца­ем. Спе­ци­аль­но пред­на­зна­чен­ные для этих це­лей мем­бран­ные бел­ки обес­пе­чи­ва­ют как ак­тив­ный (тре­бую­щий за­трат энер­гии), так и пас­сив­ный (за счёт гра­ди­ен­та кон­цен­тра­ций) транс­порт ве­ществ и ио­нов (см. Ион­ные ка­на­лы). Спе­ци­фич. бел­ки – ион­ные на­со­сы ($\ce{Na/K}$-на­сос и $\ce{Ca}$-на­сос) от­вет­ст­вен­ны за асим­мет­рич­ное рас­пре­де­ле­ние ио­нов $\ce{Na^+, K^+}$ и $\ce{Ca^{2+}}$ по обе сто­ро­ны кле­точ­ной мем­бра­ны (напр.+}$). Та­кая асим­мет­рия обес­пе­чи­ва­ет мн. про­яв­ле­ния жиз­не­де­ятель­но­сти (элек­тро­воз­бу­ди­мость, ос­мо­ти­чес­кую ус­той­чи­вость и др.). Мем­бран­ные бел­ки ак­ва­по­ри­ны об­ра­зу­ют в мем­бра­не спец. ка­на­лы, ре­гу­ли­рую­щие про­ник­но­ве­ние в клет­ку мо­ле­кул во­ды. Взаи­мо­дей­ст­вие клет­ки с внеш­ней сре­дой, ре­гу­ля­ция внут­ри­кле­точ­ных про­цес­сов осу­ще­ст­в­ля­ют­ся по­сред­ст­вом ре­цеп­тор­ных бел­ков (ре­цеп­то­ров), от­вет­ст­вен­ных за фо­то-, тер­мо-, ме­ха­но- и хе­мо­ре­цеп­цию.

Барь­ер­ная функ­ция Б. м. обес­пе­чи­ва­ет со­хра­не­ние оп­ре­де­лён­но­го со­ста­ва клет­ки и кон­цен­тра­ции со­став­ляю­щих её ве­ществ, а так­же за­щи­ту от воз­дей­ст­вия разл. чу­же­род­ных фак­то­ров и ток­си­нов. Бла­го­да­ря Б. м. внут­ри кле­ток воз­мож­но од­но­врем. про­те­ка­ние мно­же­ст­ва не­со­вмес­ти­мых друг с дру­гом ре­ак­ций. Напр., не­об­хо­ди­мые клет­ке бел­ки син­те­зи­ру­ют­ся на ри­бо­со­мах, при­кре­п­лён­ных к эн­до­плаз­ма­ти­че­ско­му ре­ти­ку­лу­му, а их рас­пад про­ис­хо­дит в ли­зо­со­мах. В Б. м. про­те­ка­ют про­цес­сы энер­го­об­ме­на кле­ток. Внутр. мем­бра­ны ми­то­хон­д­рий и мем­бра­ны ти­ла­кои­дов – важ­ней­шие пре­об­ра­зо­ва­те­ли энер­гии, иг­раю­щие клю­че­вую роль в за­па­са­нии энер­гии, об­ра­зую­щей­ся в хо­де ды­ха­ния и фо­то­син­те­за, в энер­гию пи­ро­фос­фат­ной свя­зи аде­но­зин­три­фос­фа­та. Б. м. ней­ро­нов мо­гут ге­не­ри­ро­вать и осу­ще­ст­в­лять пе­ре­да­чу элек­трич. сиг­на­ла, уча­ст­вуя тем са­мым в про­цес­сах воз­бу­ж­де­ния и про­ве­де­ния нерв­но­го им­пуль­са.

Бел­ко­вые и ли­пид­ные ком­по­нен­ты вы­пол­ня­ют ряд др. функ­ций. Фраг­мен­ты фос­фо­ли­пи­дов мо­гут вы­сту­пать в ка­чест­ве пред­шест­вен­ни­ков сиг­наль­ных мо­ле­кул (мес­сен­дже­ров). Напр., при ак­ти­ва­ции мем­бран­ной фос­фо­ли­па­зы А из би­слоя вы­сво­бож­да­ет­ся ара­хи­до­но­вая ки­сло­та, даль­ней­шие пре­вра­ще­ния ко­то­рой при­во­дят к об­ра­зо­ва­нию био­ло­гич. ре­гу­ля­то­ров – тром­бок­са­нов, лей­ко­три­е­нов и про­ста­глан­ди­нов. Фос­фа­ти­дил­се­рин, ло­ка­ли­зо­ван­ный на внутр. сто­ро­не мем­бра­ны, при ини­ци­а­ции апоп­то­за ми­гри­ру­ет на её внеш­нюю сто­ро­ну. Его по­яв­ле­ние слу­жит сиг­на­лом для фа­го­ци­тов, ко­то­рые име­ют ре­цеп­то­ры на этот фос­фо­ли­пид; они «уз­на­ют» де­фект­ные клет­ки и унич­то­жа­ют их. Гли­ко­ли­пи­ды на­ря­ду с гли­ко­про­теи­на­ми иг­ра­ют важ­ную роль в яв­ле­ни­ях меж­кле­точ­ной ад­ге­зии, участ­ву­ют в им­мун­ных ре­ак­ци­ях.

Методы изучения биологических мембран

Для изу­че­ния струк­ту­ры и функ­ции мем­бран ис­поль­зу­ют­ся элек­тро­фи­зи­о­ло­гич. и им­му­но­ци­то­хи­мич. ме­то­ды, жид­ко­ст­ная хро­ма­то­гра­фия (для иден­ти­фи­ка­ции и ана­ли­за ли­пид­ных ком­по­нен­тов), про­точ­ная ци­то­мет­рия, по­зво­ляю­щая про­сле­дить от­вет клет­ки на взаи­мо­дей­ст­вие спе­ци­фич. ли­ган­дов с кле­точ­ной мем­бра­ной, раз­но­об­раз­ные фи­зич. ме­то­ды, ха­рак­те­ри­зую­щие струк­ту­ру мем­бран, упа­ков­ку и под­виж­ность ли­пи­дов в бис­лое (в т. ч. элек­трон­ная мик­ро­ско­пия, ма­ло­уг­ло­вое рас­сеи­ва­ние ней­тро­нов, флуо­рес­цент­ная спек­тро­ско­пия, кру­го­вой дих­ро­изм), и др. ме­то­ды.

Раз­но­об­ра­зие ти­пов Б. м., их по­ли­функ­цио­наль­ность и вы­со­кая чув­ст­ви­тель­ность к внеш­ним воз­дей­ст­ви­ям яв­ля­ют­ся при­чи­ной то­го, что они во­вле­кают­ся в разл. па­то­ло­гич. про­цес­сы. По­вре­жде­ния кле­точ­ных мем­бран, при­во­дя­щие к об­ра­зо­ва­нию сво­бод­ных ра­ди­ка­лов и ги­бе­ли нерв­ных кле­ток, ле­жат в ос­но­ве ней­ро­де­ге­не­ра­тив­ных за­бо­ле­ва­ний (бо­лезнь Альц­гей­ме­ра, пар­кин­со­низм, бо­ко­вой амио­тро­фи­че­ский скле­роз), мо­гут слу­жить при­чи­ной ин­суль­та и ин­фарк­та мио­кар­да.

клеточная мембрана | Определение, функции и структура

Клеточная мембрана , также называемая плазматической мембраной , тонкая мембрана, которая окружает каждую живую клетку, отделяя клетку от окружающей среды. Этой клеточной мембраной (также известной как плазматическая мембрана) окружены составляющие клетки, часто большие, водорастворимые, высоко заряженные молекулы, такие как белки, нуклеиновые кислоты, углеводы и вещества, участвующие в клеточном метаболизме. Вне клетки, в окружающей среде на водной основе, находятся ионы, кислоты и щелочи, которые токсичны для клетки, а также питательные вещества, которые клетка должна поглощать, чтобы жить и расти.Таким образом, клеточная мембрана выполняет две функции: во-первых, быть барьером, удерживающим составляющие клетки внутри и нежелательными веществами, и, во-вторых, быть воротами, позволяющими переносить в клетку основные питательные вещества и перемещаться из клетки с отходами. товары.

Молекулярный вид клеточной мембраны

Внутренние белки проникают в липидный бислой и прочно связываются с ним, который состоит в основном из фосфолипидов и холестерина и обычно составляет от 4 до 10 нанометров (нм; 1 нм = 10 ⁻⁹ ) метр) по толщине.Внешние белки слабо связаны с гидрофильными (полярными) поверхностями, которые обращены к водной среде как внутри, так и снаружи клетки. Некоторые внутренние белки представляют собой боковые цепи сахара на внешней поверхности клетки.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Подробнее по этой теме

Клетка

: клеточная мембрана

Тонкая мембрана, обычно толщиной от 4 до 10 нанометров (нм; 1 нм = 10-9 метров), окружает каждую живую клетку, ограничивая ее границы…

Клеточные мембраны состоят в основном из липидов и белков на основе жирных кислот. Мембранные липиды в основном бывают двух типов: фосфолипиды и стерины (обычно холестерин). Оба типа разделяют определяющую характеристику липидов — они легко растворяются в органических растворителях, но, кроме того, у них обоих есть область, которая притягивается к воде и растворяется в ней. Это «амфифильное» свойство (обладающее двойным притяжением; то есть наличие как жирорастворимой, так и водорастворимой области) является основным для роли липидов как строительных блоков клеточных мембран.Мембранные белки также бывают двух основных типов. Один тип, называемый внешними белками, слабо прикреплен ионными связями или кальциевыми мостиками к электрически заряженной фосфорильной поверхности бислоя. Они также могут присоединяться ко второму типу белков, называемым внутренними белками. Внутренние белки, как следует из их названия, прочно встроены в фосфолипидный бислой. В целом мембраны, активно участвующие в метаболизме, содержат более высокую долю белка.

Химическая структура клеточной мембраны делает ее чрезвычайно гибкой, идеальной границей для быстрорастущих и делящихся клеток.Тем не менее, мембрана также является мощным барьером, позволяющим проходить одним растворенным веществам или растворенным веществам, блокируя другие. Липидорастворимые молекулы и некоторые небольшие молекулы могут проникать через мембрану, но липидный бислой эффективно отталкивает множество крупных водорастворимых молекул и электрически заряженных ионов, которые клетка должна импортировать или экспортировать, чтобы жить. Транспорт этих жизненно важных веществ осуществляется определенными классами внутренних белков, которые образуют множество транспортных систем: некоторые из них представляют собой открытые каналы, которые позволяют ионам диффундировать непосредственно в клетку; другие — «посредники», которые помогают растворенным веществам проходить сквозь липидный экран; третьи — это «насосы», которые заставляют растворенные вещества проходить через мембрану, когда они недостаточно концентрированы для самопроизвольной диффузии.Частицы, слишком большие для диффузии или перекачивания, часто проглатываются или выбрасываются целиком при открытии и закрытии мембраны.

Вызывая трансмембранные движения больших молекул, сама клеточная мембрана подвергается согласованным движениям, во время которых часть жидкой среды вне клетки интернализуется (эндоцитоз) или часть внутренней среды клетки выводится наружу (экзоцитоз). Эти движения включают слияние поверхностей мембран с последующим воссозданием неповрежденных мембран.

рецептор-опосредованный эндоцитоз

Рецепторы играют ключевую роль во многих клеточных процессах. Например, рецептор-опосредованный эндоцитоз позволяет клеткам поглощать молекулы, такие как белки, которые необходимы для нормального функционирования клеток.

Encyclopædia Britannica, Inc. Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

типов клеточных мембран | Типы

Поскольку мы являемся частью человеческого тела, жизненно важно, чтобы мы все знали многие типы клеточных мембран.В основном это те части тела, которые отделяют клетки от остальной части тела. Существуют различные типы клеточных мембран, о которых вы должны знать, чтобы быть уверенными в том, что ваше тело будет здоровым и ваши клетки будут функционировать правильно в любое время.

Липиды — это типы клеточных мембран. На самом деле клеточная мембрана состоит из трех липидов. Это три фосфолипидов, стеринов и гликолипидов. Основное назначение этих типов клеточных мембран может различаться в зависимости от клеток, в которых они находятся.В основном существуют типы клеточных мембран, которые содержат жиры и другие витамины, растворимые в жире. Эти витамины включают витамины A, D, E и K. Известно, что они заключены в нечто, называемое двойным слоем. Они нужны для того, чтобы клетки не высыхали и были защищены этими липидами.

Сарколеммы — это типы клеточных мембран, которые состоят из плазматической мембраны. Эти типы клеточных мембран сокращаются, чтобы доставить в мышцы коллагены и другие белки. В основном они служат барьером для отделов клеточных мембран, как внеклеточных, так и внутриклеточных.

Аксолемма — это тип клеточных мембран, окружающих аксон. Аксон — это нервные волокна, которые видны в ткани и молекулах. В клетках также видны аксоны. Возвращаясь назад, аксолеммы — это типы клеточных мембран, которые гарантируют, что нейроны тела способны поддерживать свой мембранный потенциал. Эти типы клеточных мембран тоже состоят из каналов. Эти ионные каналы представляют собой проходы, которые позволяют ионам перемещаться по всему телу. Когда это происходит, внутри аксона возникает напряжение, и могут произойти изменения в клеточной мембране.Здесь могут произойти две вещи: либо мембрана подвергнется деполяризации, либо они претерпят гиперполяризацию. Деполяризация — это изменение, которое происходит, когда мембранный потенциал клеточной мембраны положительный. С другой стороны, гиперполяризация возникает, когда в аксоне обнаруживается больше отрицательных зарядов, чем положительных.

Человеческое тело — сложное дело. Это то, что не многие знают и понимают. Типы клеточных мембран являются его частью, и они являются одной из самых недооцененных частей тела, поскольку они настолько малы, что их практически не замечают.Однако, чтобы быть уверенным, что вы всегда будете в отличной форме, убедитесь, что вы едите здоровую пищу и регулярно занимаетесь спортом. Спи тоже хорошо и спи по ночам. Способность организма перезаряжаться во время сна, поэтому очень важно, чтобы вы могли хорошо спать. Таким образом, ваше тело может перезарядить и восстановить клетки, которые были повреждены во время долгого и тяжелого рабочего дня.

PPT — Типы мембран: 1- Эпителиальные мембраны 2- Соединительнотканные мембраны PowerPoint Presentation

МЕМБРАНЫ Мембраны — это листы тканей, которые покрывают или выстилают поверхности или разделяют органы или части (доли) органов друг от друга.Типы мембран: 1-Эпителиальные мембраны 2-Соединительнотканные мембраны

ЭПИТЕЛИАЛЬНЫЕ МЕМБРАНЫ • два типа эпителиальных мембран: • серозные • и слизистые. • Каждый тип обитает в определенных местах тела и выделяет жидкость. * Эти жидкости называются серозной жидкостью и слизью.

Слизистые оболочки • Слизистые оболочки выстилают те системы организма, которые имеют выходы в окружающую среду. (респираторный, пищеварительный, мочевой и репродуктивный).• Эпителий слизистой оболочки (слизистой оболочки) различается: — слизистая оболочка пищевода и влагалища многослойная плоская • слизистая трахеи — мерцательный эпителий • слизистая оболочка желудка — цилиндрический эпителий

Слизистые оболочки • состоит из эпителия, покоящегося на рыхлой соединительнотканной мембране, называемой собственной пластинкой. • Выделенная слизь сохраняет выстилающие эпителиальные клетки влажными и действует как смазка. полости тела и покрывают органы в этих полостях • 1-плевральные оболочки — это серозные оболочки грудной полости.• Париетальная плевра выстилает грудную стенку. • висцеральная плевра покрывает легкие. • Он выделяет серозную жидкость, которая предотвращает трение между ними.

2-перикард • Сердце имеет собственный набор серозных оболочек. • Париетальный перикард выстилает грудную полость • висцеральный перикард или эпикард находится на поверхности сердечной мышцы • Вырабатывается серозная жидкость для предотвращения трения во время сердцебиения

3-перитонеальные мембраны

Мембраны плевры и перикарда

МЕМБРАН СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ • Они состоят из соединительной ткани без каких-либо эпителиальных клеток • Они смягчают движение органов друг относительно друга во время мышечной активности

• Покровная система : кожа, ее вспомогательные структуры, такие как волосы и потовые железы, и подкожная ткань под кожей.* Кожа считается органом.

Функции кожи 1-Защищает более глубокие ткани от: • -механического повреждения • -химического повреждения (кислоты и основания) • -бактериального повреждения • -ультрафиолетового излучения (солнечного света) • термического (тепла или холода) повреждения • — обезвоживание (высыхание)

Функции кожи (продолжение) 2-помощь в регуляции тепла -в холоде: сужение сосудов -в горячем состоянии: вазодилатация + потоотделение 3-помогает вывести мочевину и мочевую кислоту 4- синтезирует витамин D

СТРУКТУРЫ КОЖИ • два основных слоя эпидермис и дерма.• Эпидермис: • состоит из многослойной плоской ороговевшей эпителиальной ткани и имеет наибольшую толщину на ладонях и подошвах. Наиболее распространенные клетки называются кератиноцитами, и между ними нет капилляров.

Эпидермис: • Хотя эпидермис может быть дополнительно • разделен на четыре или пять подслоев, два из них имеют наибольшее значение: • самый внутренний слой, stratum germinativum, • и самый внешний слой, stratum corneum .

Stratum Germinativum (BASALE) • Прорастать означает «прорастать» или «расти». Базальный означает «основание» или «нижняя часть». Stratum germinativum — это основа эпидермиса, самый внутренний слой, в котором происходит митоз. Постоянно производятся новые клетки, выталкивая старые клетки к поверхности кожи. Эти клетки производят протеин кератин, и по мере удаления от капилляров дермы они умирают.

Stratum Corneum • самый внешний эпидермальный слой, • состоит из множества слоев мертвых клеток; все, что осталось, — это кератин, который представляет собой волокнистый белок, который делает эпидермис: — прочным защитным слоем — относительно водонепроницаемым (предотвращает испарение, предотвращает попадание воды).-барьер для патогенов и химикатов. * Роговой слой медленно трется и отслаивается, приводя к совершенно новому эпидермису каждые 25-45 дней

Клетки Лангерганса • также называются дендритными клетками (разветвленный вид). Эти клетки образуются в красном костном мозге и довольно подвижны. Они способны фагоцитировать инородный материал, такой как бактерии, которые попадают в организм через кожные разрывы. С такими проглоченными патогенами клетки Лангерганса мигрируют в лимфатические узлы и представляют патоген лимфоцитам.Это вызывает иммунный ответ, такой как выработка антител.

Меланоциты • Другой тип клеток, обнаруженных в нижнем эпидермисе • Меланоциты производят другой белок, пигмент под названием меланин. • У людей с темной кожей меланоциты постоянно производят большое количество меланина. Меланоциты людей со светлой кожей производят меньше меланина. Активность меланоцитов регулируется генетически.

Меланин • У всех людей выработка меланина увеличивается из-за воздействия на кожу ультрафиолетовых лучей, которые являются частью солнечного света и повреждают живые клетки.• Люди со смуглой кожей уже имеют хорошую защиту от разрушительного воздействия ультрафиолетовых лучей.