РЕСУРСОЗБЕРіГАЮЧі ТЕХНОЛОГії ГіДРОФОБНОї ОБРОБКИ ТЕКСТИЛЬНИХ МАТЕРіАЛіВ КРЕМНіЙОРГАНіЧНИМИ ПОЛіМЕРАМИ Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

Восточно-Европейский журнал передовым технологий

----1

ТЕХНОЛОГИИ ОРГАНИЧЕСКИХ И НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ И ЭКОЛОГИЯ

УДК 677.027.625

I----

Стаття стосуеться проблем завершальног обробки текстильних матерiалiв, зокрема, апретуван-ня кремншоргатчними гидрофобпза-торами. На основi вивчення проце-су адсорбци полiмерiв текстильним волокном розглянуто можливi шляхи зниження концентраци ги)ро-фобiзуючого препарату у робочих розчинах та температури тепловог обробки текстильного матерiалу. Розраховано економiчний ефект вiд впровадження запропонованих тех-нологiчних режимiв обробки розро-бленими складами для гiдрофобiзацiг текстильних матерiалiв

РЕСУРСОЗБЕР1ГАЮЧ1

ТЕХНОЛОГИ Г1ДРОФОБНОТ ОБРОБКИ ТЕКСТИЛЬНИХ МАТЕР1АЛ1В КРЕМН1Й-ОРГАН1ЧНИМИ ПОЛ1МЕРАМИ

В. В. Назарова

Астрант*

Контактний тел.: 8(0552)23-67-89 E-mail: [email protected]

Г. В. Mi щен ко

Доктор техычних наук, професор, завщувач кафедри*

Т.А. Попович

Кандидат техшчних наук, старший викладач* *Кафедра загальноТ та неоргашчноТ xiMiT Херсонський державний уыверситет вул.40-ромв Жовтня 24, м. Херсон, 73000

Текстиль на протязi штори людства залишався головним прюритетом буття, потребою людини та сустльства, задовольняючи спочатку утилiтарнi нуж-ди, а потiм все бшьш ширшi потреби. Серед головних прюритепв ХХ1 столiття бiльшiсть з футуролопв саме текстиль поставили на перше мкце не тiльки як основ-ну потребу суспiльства, а i як найбiльш розповсюдже-ний та випдний вид бiзнесу [1].

Ввдомо, що якiсть i конкурентоспроможнiсть готово! текстильно! продукцп в значнiй мiрi визначаеться опо-ряджувальним виробництвом - останшм етапом текстильно'! промисловост [2]. Тiльки пiсля останнього етапу - завершально! обробки - суворий текстильний матерiал здобувае необхiдний комплекс споживчих вла-стивостей. Завершальна обробка представляе собою сукупшсть технологiчних операцiй, спрямованих на полшшення якостi й зовнiшнього вигляду тканин, як спрямованi на подовження строку !хньо! служби й полег-

шують !хню експлуатацiю в побут [3]. Як правило, бшь-шкть процесiв завершально! обробки е безперервними та енергоемними. В тш ситуацп, яка склалася на вичизня-ному та свгговому ринках текстильно! продукцп, в остан-нi роки спостеркаеться тенденцiя до введення таких технологш, якi б забезпечували мiнiмальнi матерiало- та енерговитрати при високiй якосп готово! продукцп.

Задача завершально! обробки полягае в тому, щоб надати тканинi гарний зовтшнш вигляд, покращити !! експлуатацшш властивостi - зменшити зминаемiсть, усадку, збшьшити стiйкiсть до стирання, мехашчним деформацiям, надати тканинi ряд специфiчних власти-востей, якi визначаються безпосередньо призначенням готового текстильного матерiалу - вогне-, бiо-, масло-стiйкiсть, а також гвдрофобш властивостi [4].

Завдяки високш ефективностi все бiльше викори-стання для гiдрофобiзацi! текстильних матерiалiв здо-бувають кремнiйорганiчнi препарати (КОП), яю, крiм

пдрофобних, надають тканинам цiлу низку корисних властивостей, збержаючи при цьому гтешчш показни-ки тканини. Обробка тканин силжонами не потребуе додаткового обладнання, а навпаки, в окремих випадках дозволяе скоротити технолопчну схему обробки тканини. Препарати на осшж кремншоргашчних сполук не мктять токсичних речовин, тому мають ще одну низку переваг: можливгсть безпосереднього контакту зi шкiрою людини, а значить, безпечшсть при використаннi; оздо-блення тканин рiзного призначення; безпечнiсть виробiв на стадii '¿х утилiзацii; захист людей, безпосередньо пра-цюючих з препаратами. Саме тому силжони займають лiдируючi позицii серед речовин для оздоблювального виробництва i привертають увагу багатьох дослвдниюв.

Однак, не дивлячись на вiдмiченi переваги, широке використання КОП на текстильних виробництвах потребуе виршення як технолопчних, так i економiчних питань.

Типова технологiчна схема обробки текстильних матерiалiв передбачае наступш операцii:

1. Просочення тканини робочим розчином КОП та каталiзатору (концентращя полiмеру становить 50-100 г/л; концентращя каталiзатору - вiд 1 до 30 г/л);

2. Вщжим 60-70%;

3. Висушування при температурi 80-100 °С.

4. Термообробка при температурi 150-170 °С 3-5 хвилин.

Аналiз лггературних джерел свiдчить, що концентращя полiмеру в робочому розчинi становить близько 50-100 г/л [5], тому використання кремншорганжи в завершальнш обробщ стримуеться, по-перше, iх висо-кою цiною, i, по-друге, необхiднiстю високо' температу-ри на стадii термообробки (150-170оС впродовж 3-5 хв.) [6], тому навиь якщо технологiчна схема застосування КОП передбачае виключення одше'-двох стадiй обробки, загальна рентабельность виробiв знижуеться.

З метою створення матерiало- та енергозберiгаючоi технологii гiдрофобноi обробки текстильних мате-рiалiв КОП шляхом зменшення концентрацii гщро-фобiзуючого полiмеру в робочiй ваннi та зниження температури на стадп термообробки, в данш роботi дослiджували процес адсорбцп кремнiйорганiчних полiмерiв текстильним волокном.

Не дивлячись на те, що процеси адсорбцп вдагра-ють суттеву роль в комплекс кшцевих фiзико-хiмiч-них i фiзико-механiчних властивостей матерiалiв, це питання практично не вивчалося.

Процес адсорбцii лежить в основi першого етапу завершальноi обробки - просочення тканини апрету-ючим розчином. Адсорбцшний комплекс, який утво-рюеться мiж оздоблювальним полiмером та волокном, визначае в кшцевому рахунку яюсть обробки.

Адсорбцiя полiмерiв суттево вiдрiзняеться вiд ад-сорбцii низькомолекулярних речовин. Щ вiдмiнностi пов'язанi не пльки з макромолекулярною природою молекул адсорбату, але i з тим, що кожнш концентрацii розчину полiмеру вiдповiдають рiзнi конформацii ма-кромолекулярного клубку, стутнь взаемопроникнен-ня клубюв та ступiнь '¿х агрегацii, тобто рiзнi форми i розмiр частинок, яю адсорбуються [7].

У якоси гiдрофобiзатора використовували 50% емульсiю препарату 136-157 М, який представляе собою полiметилгiдросилоксан з концентращею активного Пдрогену 1,5-1,8%. Дослiдження проводилися

на бавовняних та плащових тканинах iз вмiстом по-лiефiрного волокна 47 i 76% асортименту Черкаського шовкового комбiнату. Сорбцiю полiмеру визначали ваговим методом i оцiнювали у вщсотках по вщно-шенню до маси сухо' тканини. На основi отриманих експериментальних даних побудовано кшетичш кривi адсорбцп гiдрофобiзатора текстильним матерiалом.

Вивчення процесу адсорбцii полiмеру в присутно-стi неорганiчних та оргашчних солей металiв, а також деяких оргашчних кислот дозволило зробити висно-вок, що додавання солей металiв при гiдрофобiзацii текстильних матерiалiв полiалкiлгiдросилоксаном збiльшуе сорбцiю полiмеру, тим самим дозволяючи знизити його концентращю в просочувальнш ваннi.

Подальшi дослiдження були спрямоваш на роз-робку складiв, що дозволяють одержати стiйкий до багаторазового прання гщрофобний ефект за схемою, що виключае стадт термообробки.

У результат проведено' роботи був знайдений ком-плексний каталiзатор для гiдрофобiзацii текстильних матерiалiв, використання якого дозволяе завершити процес обробки стадiею висушування.

Розроблена технологiя обробки текстильних ма-терiалiв емульсiею полiметилгiдросилоксану з добавкою запропонованого каталiзатора реалiзувалася за однованним та двованним способами.

Однованний спосiб:

1. Просочення тканини робочим розчином полiме-ру з додаванням комплексного каталiзатору (з концентращею гiдрофобiзатора 30 г/л);

2. Вщжим 60-70%;

3. Висушування при температурi 100-120 °С.

Двованний споиб:

1. Просочення тканини в першш плюсовцi розчином каталiзатора (першо' його складово');

2. Вщжим до 60% приросту ваги;

3. Просочення тканини в другш плюсовщ розчином гiдрофобiзатору (концентрацiею 30 г/л) та друго' складово' частини складного каталiзатору;

4. Вiджим до приросту ваги 80-90 %;

5. Висушування тканини при температурi 100-120 °С.

За двованним способом на оброблену тканину на-

носять роздiльно складовi частини каталiзатору: в першiй плюсовцi неоргашчна його складова, в другiй плюсовщ - гiдрофобiзатор та органiчна складова ка-талiзатору.

У другу плюсовку тканина надходить мокровщжа-та, внаслщок чого для забезпечення необхiдноi адсорбцп полiмеру повинен здiйснюватися суворий контроль за ступенем вщжиму в першш плюсовщ, у якш вш повинен бути не нижче 60%.

Перевагою двованного способу е зниження витрат гiдрофобiзатору в 2 рази в порiвняннi з розробленим однованним способом, i мiнiмум в 4 рази в порiвняннi з типовим [5].

В таблиц 1 наведено порiвняльнi розрахунки вар-тостi гiдрофобноi обробки 1000 м тканин рiзних арти-кулiв за типовою, а також запропонованими однован-ною та двованною технолопчними схемами.

Як бачимо з наведених даних, економiчний ефект вщ впровадження запропонованого однованного режиму гщрофобно' обробки текстильних матерiалiв складае вщ 400 до 500 грн. на 1000 м тканини в за-лежност вiд артикулу та вщ 612 до 740 грн. на 1000 м

я ■с

а

г?

=

о о\

в

О

О)

тз

м

н

<<

■с

м

К Я

о м

о ¡а

1. ь*

■н к

° м -

ч 3 м ■3 Я * се

Я О Й 43 й 43 »Ко Я * "

к 5 » »

й Я. О

к

й о

- и

Со о

И >3

я 3 »

м к д

о я м

м И ^

й м

М ж

о о

о м

» к 5 й

и

ЯЯ= о я

о ^

к

о

£ о\ В » О Д

2х к

2 м к -

о я

о §

л о

V! О

3

й и и

^ О В

•в* м

о и н

ох 3 м

5 № н

3 о о

К= н х

Й ^ §

г в о

3 н я

к 2

со о в

« В' 5

В ъ 3

а я &

тз к

о м о\ се

ян»

НМД К

Я Ч

О м И н О

со >ТЗ К м

ОХ -й

V!

О ^

О се

_ к о и се о о тз 1-1 яя

О V

н

0) и

п н

яя

№ к

яя

X ТЗ

Н о ¡й

¡а к ж- В м н=

К о М и

й тз о

-е-

о о\ к о.

о о\

м П

и се

X м

яя= к

к 8 л

» п к

н Н Я

м X

Е' й и

К О й

яя Я

43 5

ГО ОТ

К 8

К н

М О « №

н и м

к яя к яя

яя=

о ^

к

Й й

5 к=

и п « к

й о о

то н

1-н 43

М О § *

° I

л к

яя

х

й о

тз

о

СО

тз

к я

се Я.

К й

о се

Я яя

0)

п К

к Е

о Ё

я яя= о

и ш

ъ м

К к

£ й

0) м

К ~

й я 2

-е- в

к-. Вс

и м

к яя к яя

я

тз яя се Я

тз о се м й

к

3.

й се о се м

к к

о

к

а

=< =

Я ^

О н

со о

1: со

Й =< ; 3

я р

Р

я

«3 о

оо а

а

О

а

со й

о

х

=

2

х

г

=

о

а

X

г

я

та

а о 5 -о

3е ы

1= а

т

^

т

х г

X а

С} ^

оо ¡5 '| а

о

н- ас

а

о -о

о

а

а

§

К

>

а й ■с

о

133

133 н со

а

а

н- о

58 ас

ы

ю 2

я =

ас

К ся

я

та

оо со

¡а

а г

К

си я

со та

Р а

а л

3 2

а й

5 к

» а

^ ас

та т

ас

§

^ а

СП л

^

я > °

о

^ в

О ч>

«з 2 оо £

43

о =

О-

х =

2 х

а

а та

0

а

^

1

о й

О Е

© »

Я Н та

н ;

2 И

ас ^

Е

та ^

К

га

о й

о а о со

СЯ

Ш

ас и я

й; 2 ^ I I 'Я

а =

В

а та

о

о Ч я

О

ЗАПРОПОНОВАНИЙ ДВОВАННИЙ РЕЖИМ

Я а

5'

я ^ СЯ а н о

СЯ а

н та

Я

^ Л

а ^

н 3 а

а а

„ о я о\ ^

ю та а

со о а д 2х а

й' Ш н а

^ о та ^ В

и

со

й та

с

о _

о\ Я

„II

I—I "О со м о о

а й

о СЛ

г и

о

о 3

а.«- 5

о: о ш' й 2>й

ЗАПРОПОНОВАНИЙ ОДНОВАННИЙ

Я а

5'

я . СЯ а н о

я ^ 9

£ Л р

3 й та

а ^ и а а

95 н „ о я о\ ^ ю та а со о а д 2х а

о СЛ

^ та н о

е е

и. о

О

я й ^ та н о

е е

и. о о: о\

ТИПОВИЙ РЕЖИМ

Я а

5'

я . СЯ а н о

Я !» ^ Л

а ^

н 3 а

~ а

1: О

ОХ I

[о та 1

со о !

Т 2х !

о ,3 1

со а й я

3 ^ ся в1 та а 43 § <2 й с

и о В

н ^ СО

о\ а

Я щ

¡а а

^ РО

РЯ

З.1©*

СО о ^ о\

о

нй ^

та н

'—ч о со та ° сл о

О

я й ^ та н о

та а

«з

та т а та • а

~ £ ¡3

а

Я та а а

та ю Й 00 со

«3

оо

со

СП

ой"1 т т Я та та 12 а а г

«з й; ю со

й ^ й-сл ^

УЗ о ^ сл та т а та • а

а "а

■з 5

а

п и н ^

ю Ё

(О Й

О со

та и а

"О

о ы тз 0)

X <

В)

тз

3=1

тз о

■е-

о о\

о о\ тз о о\

X

ж

В)

-1

ф

тз

В)

о ь

с я