авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |

Направленное изменение свойств поверхности волокнистых материалов в процессах химико-текстильного производства

-- [ Страница 5 ] --

Данные, позволяющие сравнить эффективность применения при крашении по способу «Рапид колор» промышленного и нового красильного составов, приведены в табл. 5. Как видно из таблицы, крашение нити с использованием нового состава приводит к повышению выхода красителя на волокнистый материал в 1,2 – 1,4 раза при сохранении высокой равномерности окраски. Кроме того, обеспечивается существенное (в 4,7 раза) уменьшение содержания циклических олигомеров на поверхности волокнистого материала, что свидетельствует об улучшении его способности к дальнейшей переработке. Использование нового состава позволяет исключить из технологического цикла щелочно-восстановительную обработку нити – операцию продолжительную, дорогостоящую и материалоемкую.

Разработанный состав защищен авторским свидетельством (А.с. № 1835444). Состав успешно апробирован на заводе полиэфирных нитей Светлогорского производственного объединения «Химволокно» (Белоруссия) и рекомендован к промышленному внедрению.

В процессе проведения расширенных производственных испытаний аммиачно-солевого красильного состава на Светлогорском производственном объединении «Химволокно», подтвердивших его высокую эффективность, также было отмечено, что при крашении больших объемов волокнистого материала аммиак довольно неудобен при дозировке. Кроме того, хотя новый состав и обеспечивает достижение высокого качества окраски при колорировании полиэфирного материала большинством дисперсных красителей, использование красителей с высоким сродством к ПЭТФ может привести к появлению неровноты окраски паковки по слоям. Для устранения этих недостатков и придания красильному составу универсальности, позволяющей использовать его при крашении всех видов полиэфирных волокнистых материалов любыми дисперсными красителями по любой периодической технологии, была создана серия жидкофазных препаратов типа ивлан (интенсификатор - выравниватель для крашения лавсана). Наиболее эффективным из этой серии является препарат ивлан-2.

Ивлан-2 представляет собой композиционный препарат на базе карбамида и слабого катионного ПАВ. Карбамид выбран среди ряда веществ, выделяющих аммиак в процессе термического гидролиза, на основании результатов исследования их влияния на олигомеры ПЭТФ и растворимость дисперсных красителей в воде при высоких температурах. Он заменяет в красильной системе водный аммиак и соль аммония, оказывая, подобно им, интенсифицирующее воздействие на процесс крашения. Показано, что в присутствии карбамида заметно возрастает растворимость красителя, усиливается миграция олигомеров из внутренних областей волокна и значительно активизируется процесс гидролиза поверхностно расположенных олигомеров. Данные табл. 6 позволяют сопоставить интенсифицирующее действие на сорбцию дисперсного красителя аммиачно-солевого состава и водного раствора карбамида.

Таблица 6.

Содержание красителя на полиэфирном волокне, окрашенном с использованием

различных интенсификаторов

Интенсификаторы Содержание дисперсного красителя в волокне, г/кг
синий 2 пэ ярко-розовый
Водный аммиак – 0,5 г/л, ацетат аммония – 0,8 г/л 26,5 27,4
Карбамид – 2,5г/л 53,6 46,7

Из таблицы видно, что за счет замены смеси водного аммиака и соли аммония на карбамид значительно увеличивается сорбция дисперсных красителей полиэфирным волокном. При наличии такого активного интенсификатора во избежание получения неравномерной окраски в состав композиционного препарата необходимо ввести компонент, способствующий выравниванию окраски.

При периодическом крашении синтетических текстильных материалов повышение равномерности окраски можно обеспечить замедлением скорости сорбции красителей на первой стадии процесса за счет солюбилизирующего действия ПАВ, а также за счет перераспределения внутри полимерного материала поверхностно сорбированного красителя. Было проведено изучение выравнивающего действия ПАВ при крашении большой группы природных и синтетических материалов красителями различных классов. Оно позволило установить, что первый механизм является универсальным – по нему происходит выравнивание окраски красителей всех видов на различных волокнистых материалах. Второй механизм характерен лишь для случаев колорирования дисперсными красителями синтетических волокон, имеющих малое количество активных центров. Поскольку они не образуют прочных химических связей, контролируемое перераспределение красителя, быстро сорбировавшегося на поверхности, в массу волокна является достаточно простым методом достижения высокой равномерности окраски. Именно этот механизм является определяющим при крашении полиэфирных материалов дисперсными красителями в присутствии выравнивающего компонента препарата ивлана-2. О воздействии препарата ивлана-2 на формирование окраски полиэфирного материала дисперсными красителями можно судить по данным, приведенным на рис. 12.

Из рис. 12 видно, что красильная система при концентрации ивлана-2 1 г/л характеризуется высоким значением эффекта миграции, превосходящим значение соответствующей характеристики промышленного состава «Рапид колор». Это свидетельствует об интенсивном перераспределении красителя в полимере.

Таблица 7.

Сравнительная эффективность использования различных составов для крашения

полиэфирной текстурированной нити по изотермическому высокотемпературному

способу «Рапид колор» красителем дисперсным синим 2 пэ

Критерии оценки Промышленный состав Состав на основе ивлана-2
Содержание красителя в нити, г/кг 24,4 33,4
Ровнота прокраса* (баллы серой шкалы) 1,0 0,5
Поверхностное содержание олигомеров, % масс. 0,14** 0,02
Устойчивость окраски к сухому трению 5 5
Устойчивость окраски к мокрому трению 5 5
*Ровнота прокраса оценивалась по разнице в оттенках при размотке паковки на три слоя **Содержание олигомеров на поверхности нити, окрашенной промышленным составом, определялось после её щелочно-восстановительной обработки.

Результаты крашения полиэфирной нити плохо выравнивающимся красителем, приведенные в табл. 7, подтверждают эффективное выравнивающее действие препарата ивлана-2.

Из таблицы видно, что применение красильного состава на основе ивлана-2 обеспечивает повышение выхода красителя на волокно в 1,5 раза. При этом формируется более ровная, чем при использовании промышленного состава, окраска, отличающаяся высокой устойчивостью к трению. Значительно (в 7 раз) снижается содержание олигомеров на поверхности нити, что делает ненужным проведение её щелочно-восстановительной обработки, обеспечивая тем самым снижение энерго- и материалоемкости процесса.

На основании проведенных исследований выдано техническое задание на выпуск опытных партий препаратов серии ивлан Ивановским ОАО «Ивхимпром». Результаты расширенных производственных испытаний препарата на Светлогорском производственном объединении «Химволокно» (Белоруссия) подтвердили высокую технологическую и экономическую эффективность новых препаратов серии ивлан. Экономический эффект от замены комплекса ТВВ, использование которых предусмотрено технологическим регламентом способа «Рапид колор», на препарат ивлан-2 составляет 64,2 тыс. руб. на 1 т полиэфирной нити (в ценах 1993 г.).

6.2. Разработка технологии крашения полиэфирного плетеного шнура технического назначения с использованием препарата ивлан-2

Как было показано выше, препарат ивлан-2 является универсальным и может быть использован для крашения всех полиэфирных волокнистых материалов по любым периодическим технологиям. В частности, с применением препарата ивлана-2 была разработана технология крашения дисперсными красителями в светлые тона полиэфирного плетеного шнура технического назначения.

Необходимость крашения плетеного шнура, изготовленного из полиэфирных нитей высокой прочности (арката), определяется условиями его использования в жаккардовом производстве. Шнур должен быть равномерно окрашен в ненасыщенные, светлые тона, не утомительные для зрения. Сложность получения равномерной окраски связана со свойствами арката: в соответствии с предъявляемыми к нему требованиями, он отличается высокой плотностью и жесткостью, а, вследствие технологии плетения, обладает значительной неравномерностью структуры.

Исследование процесса крашения полиэфирных волокнистых материалов с использованием ивлана-2 показало, что присутствие препарата обеспечивает интенсивное перераспределение красителя внутри полимера, определяющее высокую равномерность его окрашивания, уже при температуре 95 – 100оС. Хотя при этой температуре полимер сорбирует сравнительно малое количество красителя, в связи с отсутствием необходимости получения ярких, насыщенных окрасок, она была рекомендована для проведения процесса крашения аркатов. Для повышения степени полезного потребления красителя красильная ванна используется многократно, с постепенной подпиткой красителем и препаратом.

На фирме «Ремиз» (г. Иваново) проведены расширенные производственные испытания принципиально новой технологии крашения аркатов, которые показали, что поверхность полиэфирного шнура прокрашена равномерно, а разрывная нагрузка и разрывное удлинение шнура не изменились. Созданная технология внедрена в производство.

Глава 7. Разработка технологий улучшения способности к переработке полиэтилентерефталатных текстильных материалов и очистки от олигомеров оборудования для их крашения

Выше было показано, что при крашении по промышленным периодическим технологиям на поверхности текстильных материалов из полиэфира накапливается большое количество олигомеров, затрудняющих процессы их дальнейшей текстильной переработки. Проведение щелочно-восстановительной обработки уменьшает поверхностное содержание олигомеров на полиэфирном материале, но не решает проблему полностью. Кроме того, важно отметить, что, поскольку олигомеры на поверхности волокна, как известно из литературы, располагаются в виде больших ассоциатов, при увеличении их содержания свыше определенного критического уровня происходит отрыв ассоциатов от волокнистого материала и переход в жидкую фазу. Вследствие этого при крашении ПЭТФ накопление олигомеров происходит не только на поверхности волокнистого материала, но и в растворе. Ассоциаты циклических олигомеров в жидкой фазе дополнительно укрупняются и выпадают в осадок, образуя на стенках красильного оборудования плотный налет, нарушающий теплообменный и гидродинамический режимы работы оборудования, что способствует непроизводительным потерям энергии и химматериалов. Налет этот уплотняется и утолщается с каждым циклом крашения. На большинстве предприятий для его ликвидации применяется щелочно-восстановительная обработка, однако такая очистка оборудования является дорогостоящей и недостаточно эффективной.

При использовании в крашении полиэфирных материалов составов на основе аммиака проблемы удаления олигомеров с волокнистого материала или оборудования просто не возникает, поскольку их поверхностное содержание на материалах, окрашенных с использованием содержащих аммиак составов, близко к нулю, а в раствор переходят в основном хорошо растворимые аммонийные соли линейных олигомеров и ТФК. Однако для производств, на которых применяются традиционные красильные составы, проблема очистки от олигомеров окрашенного волокнистого материала и красильного оборудования весьма актуальна. В связи с этим осуществлена разработка высокоэффективных, экономичных и достаточно простых технологий очистительной обработки. В их основу положены закономерности, выявленные при изучении влияния водных растворов аммиака и ряда других веществ на физико-химические процессы с участием олигомеров ПЭТФ.

7.1. Создание способа очистительной обработки окрашенных полиэфирных материалов с использованием разбавленных водных растворов аммиака

Зависимости поверхностного содержания олигомеров в полиэфирном волокне от условий его обработки разбавленными водными растворами аммиака, представленные на рис. 9 (глава 5), свидетельствуют, что можно целенаправленно подобрать такие температурные, временные и концентрационные условия проведения процесса, при которых происходит удаление с поверхности волокна значительной доли олигомеров. В табл. 8 приведены результаты очистительной обработки полиэфирного волокна водным раствором аммиака в сравнении с соответствующими характеристиками волокна, подвергнутого традиционной щелочно-восстановительной обработке.

Из таблицы следует, что очистительная обработка волокна разбавленным раствором водного аммиака обеспечивает более полное, по сравнению с известным способом, удаление олигомеров с поверхности окрашенного волокнистого материала. Одновременно с волокна удаляется также незафиксированный краситель, что обусловлено разрушением в результате гидролиза циклических олигомеров их ассоциатов, локализованных на поверхностности волокна, на которых сорбирован краситель. Кроме того, как известно, в разбавленном водном аммиаке растворимость красителя повышается, поскольку он, по отношению к дисперсному красителю, является сильно сольватирующей средой.

Таблица 8.

Технологические режимы и результаты очистительной обработки

окрашенного полиэфирного волокна

Состав очистительной ванны Температура процесса, оС Продолжи-тельность процесса, мин. Поверхностное содержание олигомеров, % масс. Устойчивость окраски к сухому / мокрому трению, баллы
Щелочно - восстановительная обработка: гидросульфит натрия - 2 г/л; гидроксид натрия - 2 г/л 70 20 0,20 5/5
Водно-аммиачная обработка: аммиак (25 %) – 0,75 – 1, 25 г/л 85 - 90 5 0,08 5/5
Содержание олигомеров на поверхности окрашенного волокна 0,27 %

Новый способ очистительной обработки окрашенных полиэфирных волокнистых материалов испытан в производственных условиях ЗАО «Искож» (г. Нефтекамск, Башкирия) при крашении ворсованного трикотажного полотна. В результате было отмечено улучшение прочностных показателей окраски. Важным преимуществом нового состава, указанным в акте испытаний, является экологичность рецептуры по сравнению с обычно применяемой в производстве. Технология внедрена на ЗАО «Искож». Экономический эффект от использования нового способа очистительной обработки за январь – июль 2000 г. составил 55,57 тыс. руб.

7.2. Способы очистки окрашенных полиэфирных материалов и красильного оборудования, предусматривающие использование ивлана-2 или карбамида

Для очистки окрашенных полиэфирных материалов и оборудования для их крашения, на поверхности которого имеется осадок олигомеров, рекомендован также способ, предусматривающий использование препарата ивлана-2 или карбамида. Как было показано выше, использование ивлана-2 в процессе крашения полиэфирных материалов приводит к значительному снижению поверхностного содержания олигомеров на волокне. Большого снижения содержания олигомеров на поверхности волокна можно также достичь, используя ивлан-2 (рис. 13, кривая 3) или его наиболее активный компонент – карбамид (рис. 13, кривая 2), при очистке волокнистого материала, окрашенного по классической технологии.

Под действием ПАВ, входящего в состав препарата, происходит диспергирование циклических олигомеров в жидкую фазу, где их гидролиз протекает значительно легче, чем когда они находятся на поверхности полимера.

Таблица 9.

Эффективность использования растворов карбамида для очистки

красильного оборудования от отложений олигомеров

Оборудование Температура обработки, оС Продолжительность обработки, мин. Концентрация карбамида, г/л Количество олигомеров в ванне, кг Количество ТФК в ванне, кг
Аппарат 1 80-100 30 1 1,84 0,04
Аппарат 2 80-100 30 1 1,52 0,03


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.