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 |   ...   | 4 | 5 ||

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

-- [ Страница 6 ] --

Зависимости, приведенные на рис. 14, показывают, что гидролиз олигомеров в присутствии ивлана-2 и карбамида протекает очень интенсивно, в результате чего в растворе образуются преимущественно продукты их полной деструкции (кривые 2, 3). Очевидно, что ивлан-2 и карбамид также можно использовать для проведения очистительной обработки красильного оборудования, на стенках которого образован осадок олигомеров.

В табл. 9 приведены данные, характеризующие результаты очистительной обработки растворами карбамида аппаратов для крашения полиэфирных тканей в условиях АО «Московский шелк».

Из таблицы видно, что промывка красильных аппаратов раствором карбамида при температуре 100оС в течение 30 мин. позволяет удалить с их стенок более 1,5 кг олигомеров, тогда как при использовании классической щелочно-восстановительной обработки на достижение подобного результата требуется около 3 час. Это свидетельствует о высокой эффективности новой очистительной технологии.

7.3. Разработка способа придания антистатических свойств волокнистому материалу на основе полиэтилентерефталата

Выше было показано, что при обработке полиэфирного волокна водным раствором аммиака часть реагента расходуется на взаимодействие с олигомерами. По всей видимости, аммиак вступает в реакцию кислотно-основного взаимодействия с линейными олигомерами и терефталевой кислотой, образовавшимися в результате гидролиза циклических олигомеров ПЭТФ. Аммонийные соли линейных олигомеров находятся как в растворе, так и на поверхности полимера, на которой при определенных условиях способны образовать электропроводящий слой, достаточно прочно связанный с полимером за счет межмолекулярного взаимодействия. Таким образом, наличие на поверхности полимера прочно зафиксированного слоя аммонийных солей линейных олигомеров, обладающего ионной проводимостью и гигроскопичностью, может вызывать значительное снижение электрического сопротивления полиэфирного материала. Однако, как свидетельствует экстремальный характер кривых, приведенных на рис. 16 и 17, формирование такого слоя возможно лишь при строго определенных условиях. При увеличении концентрации аммиака в растворе и продолжительности обработки волокна сверх оптимального уровня линейные олигомеры гидролизуются с образованием аммонийных солей ТФК и переходят в раствор, нарушая целостность электропроводного слоя, в результате чего электрическое сопротивление волокна возрастает.

Методом адсорбции п-нитрофенола установлено, что при оптимальных условиях обработки увеличивается удельная поверхность полиэфирного материала. Это свидетельствует об изменении морфологии агрегатов олигомеров на поверхности пленки. По всей видимости, под действием аммиака происходит дробление их крупных кристаллических образований на более мелкие, расположенные на близких расстояниях друг от друга. Они образуют единую поверхность рыхлой структуры, которая характеризуются большей площадью.

Проведенные исследования послужили основой для создания принципиально новой технологии снижения электризуемости полиэфирных текстильных материалов без использования традиционных антистатических препаратов (Патент SU №1806236). Данная технология заключается в обработке полиэфирных материалов водным раствором аммиака концентрации 0,02 – 0,03 моль/л в течение 10 мин. при 130оС.

Величина снижения электрического сопротивления полиэфира под действием водного аммиака и высоких температур существенно превышает аналогичный показатель, достигаемый при использовании одного из традиционных антистатиков – неионогенного препарата ОС-20. Так, после воздействия аммиака в оптимальных условиях электрическое сопротивление полиэфира снижается с 6,1·1014 Ом до 3,8·108 Ом, тогда как при использовании ОС-20 эта характеристика снижается лишь до 2,5·1012 Ом.

Новый способ антистатической обработки полиэфирных материалов обеспечивает устойчивый эффект снижения электрического сопротивления волокна (выдерживает до 5 стирок) и позволяет отказаться от дорогостоящей, нестойкой обработки ПАВ. Обработка волокнистого материала может осуществляться в аппаратах любого типа, работающих под давлением.

Основные результаты и общие выводы

  1. В целях обеспечения улучшения способности к переработке в ткачестве суровой хлопчатобумажной пряжи исследовано влияние жидкого аммиака на химический состав образующих её элементарных волокон и основные физико-механические характеристики пряжи. Показано, что под действием жидкого аммиака происходит существенное (~ на 30%) снижение содержания в хлопковых волокнах нецеллюлозных примесей, в том числе на 7 – 27% уменьшается содержание воскообразных веществ, существенно влияющих на свойства хлопка. Отмечено также значительное изменение физико-механических характеристик пряжи, определяющих её способность к переработке в ткачестве: до 31% возрастает разрывная нагрузка пряжи, однако уменьшаются её усталостные характеристики (на 18 – 31% – выносливость к истиранию и до 48% – выносливость к многократному растяжению).
  2. Проанализированы причины изменения важнейших физико-механических характеристик пряжи под действием жидкого аммиака. Показано, что главными причинами увеличения её разрывной нагрузки являются возрастание прочности образующих пряжу элементарных волокон, плотности их упаковки и упорядоченности расположения волокон вдоль оси пряжи. Установлено, что одной из основных причин ухудшения усталостных характеристик пряжи является нарушение целостности слоя, образованного природными воскообразными веществами на поверхности элементарных хлопковых волокон.
  3. Предложен и обоснован новый метод регулирования свойств текстильной нити, который позволяет сохранить (и даже усилить) их положительные изменения, вызванные действием жидкого аммиака, при одновременной компенсации его отрицательного влияния. Он заключается в регулируемом удалении с поверхности образующего пряжу хлопкового волокна природных нецеллюлозных примесей и целенаправленном формировании на поверхности элементарных волокон слоя ПАВ, прочно зафиксированного на поверхности хлопкового волокна и в его порах.
  4. С использованием нового метода регулирования свойств волокна разработаны высокоэффективные способы подготовки хлопчатобумажной пряжи к ткачеству: однованный, предусматривающий нанесение на пряжу анионных ПАВ непосредственно из среды жидкого аммиака, и двухванный, при реализации которого неионогенные ПАВ наносятся из водной ванны в процессе удаления аммиака из пряжи (А.с. № 933843, № 31032065). Установлено, что хлопчатобумажная пряжа, обработанная жидким аммиаком и ПАВ по обоим способам, обладает лучшим комплексом свойств, чем подготовленная к ткачеству шлихтованием, и отличается высокими сорбционными свойствами. Совокупное действие жидкого аммиака и ПАВ способствует удалению из хлопчатобумажной пряжи большого количества примесей, обеспечивая возможности существенного смягчения режима отварки тканей из них или крашения ткани в суровом виде. Метод направленного изменения поверхностных свойств текстильной нити также послужил основой создания составов для улучшения способности к текстильной переработке синтетических (хлориновых) волокон (А.с. № 1479562, № 1742378).
  5. Результаты, полученные при разработке новых составов для подготовки хлопчатобумажной пряжи к ткачеству, использованы при выдаче совместно с ИвНИТИ исходных требований на проектирование экспериментального образца линии для мерсеризации и шлихтования пряжи с использованием жидкого аммиака. Расчетный экономический эффект от внедрения линии и осуществления на ней разработанных способов составляет 1 млн. руб. в год на одну линию (в ценах 1982 г.).
  6. В целях улучшения качественных характеристик полиэфирных материалов изучено влияние на олигомеры полиэтилентерефталата, содержание и размещение которых в текстильном материале в значительной степени определяет его свойства, воды, водных растворов аммиака и ряда солей аммония при температурах, превышающих 100оС.
    Выявлена сущность физико-химических процессов, в которых участвуют олигомеры при крашении и отделке полиэфирных текстильных материалов по высокотемпературным периодическим технологиям.
  7. Установлены закономерности протекания процессов миграции олигомеров из внутренних областей полимерного материала наружу и гидролиза поверхностно локализованных олигомеров, используя которые можно направленно влиять на интенсивность каждого из них. Обоснован новый метод направленного изменения ряда свойств полиэфирных текстильных материалов, заключающийся в регулировании хода указанных физико-химических процессов с участием олигомеров. Показано, что регулирование можно осуществлять посредством варьирования параметров обработки волокна разбавленными водными растворами аммиака, солей аммония или композиций на их основе, изменяя за счет этого концентрацию циклических олигомеров во всем объеме полиэфирного волокнистого материала и, главное, на его поверхности.
  8. Разработан состав для интенсифицированного крашения полиэфирных текстильных материалов дисперсными красителями (А.с. № 1835444). Использование состава способствует повышению выхода красителя на волокно в 1,2 – 1,4 раза при сохранении высокой равномерности окраски и отличной устойчивости её к трению. Введение в состав аммиака и соли аммония обеспечивает, наряду с известным эффектом повышения растворимости дисперсных красителей в воде, уменьшение содержания олигомеров во внутренних областях волокна и удаление их с его поверхности. Он успешно апробирован на заводе полиэфирных нитей Светлогорского производственного объединения «Химволокно» (Белоруссия).
  9. Создан препарат для периодического крашения полиэфирных текстильных материалов – ивлан-2 (интенсификатор – выравниватель для крашения лавсана). За счет наличия в нем карбамида осуществляется интенсификация процесса крашения волокна, а специально подобранное ПАВ способствует перераспределению внутри полимерного материала поверхностно сорбированного красителя, обеспечивая формирование равномерной окраски. Применение красильного состава на основе ивлана-2 обеспечивает повышение выхода красителя на волокно в 1,1 – 1,4 раза, формирование при крашении плохо выравнивающимися красителями более ровной, чем при использовании промышленного состава, окраски, отличающейся высокой устойчивостью к сухому и мокрому трению. Значительно (в 3,8 – 7 раз) снижается содержание олигомеров на поверхности волокна. Выдано техническое задание на выпуск опытных партий препаратов серии ивлан Ивановским ОАО «Ивхимпром», проведены расширенные производственные испытания препарата на Светлогорском производственном объединении «Химволокно» (Белоруссия). Экономический эффект от использования ивлана-2 составляет 64,2 тыс. руб. на 1 т полиэфирной нити (в ценах 1993 г.).
  10. Разработана технология крашения дисперсными красителями в светлые тона полиэфирного плетеного шнура технического назначения. Показано, что для получения равномерной окраски в присутствии ивлана-2 крашение полиэфирного шнура нужно проводить при температуре 95 – 100оС. Новая технология испытана и внедрена в производство на фирме «Ремиз» (г. Иваново).
  11. Определены параметры обработки полиэфирного волокна водными растворами аммиака, при которых обеспечивается удаление с поверхности волокна максимального количества олигомеров. На основе полученных данных разработаны эффективные, экономичные и простые технологии очистки окрашенных полиэфирных материалов и оборудования для их крашения. Новый способ очистки окрашенных текстильных материалов с использованием водного аммиака обеспечивает удаление с их поверхности ~ 80% олигомеров при одновременном достижении отличной устойчивости окраски к сухому и мокрому трению. Способ очистки окрашенного трикотажного полотна испытан и внедрен на ЗАО «Искож» (г. Нефтекамск, Башкирия). Экономический эффект от использования нового способа за январь – июль 2000 г. составил 55,57 тыс. руб. Для очистки окрашенных полиэфирных материалов и красильного оборудования, на стенках которого имеется осадок олигомеров, рекомендован также способ, предусматривающий использование ивлана-2 или карбамида. Высокая эффективность способа подтверждена результатами очистки растворами карбамида концентрации 1 г/л аппаратов для крашения полиэфирных тканей на АО «Московский шелк» (г. Москва).
  12. Определены условия обработки полиэфирного волокна разбавленным раствором водного аммиака, при которых удается достичь образования на поверхности волокна прочно связанного с полимером целостного электропроводящего слоя аммонийных солей линейных олигомеров полиэтилентерефталата, образованного их мелкими агрегатами. На основе проведенных исследований разработан способ устойчивого снижения электризуемости полиэфирных текстильных материалов (Патент SU №1806236). Использование способа обеспечивает снижение электрического сопротивления полиэфирного материала в ~ 1000000 раз. Достигаемый эффект устойчив к пяти стиркам.

Публикация основных результатов диссертации

  1. Иванова, Т.В. Обработка хлопчатобумажной пряжи в среде жидкого аммиака [Текст] / Т.В. Иванова, Г.И. Виноградова, Б.Н. Мельников, Н.П. Бажанова (Пророкова), Е.А. Осминин // Текст. пром-сть. – 1978. – № 7. С. 59 – 62.
  2. Бажанова (Пророкова), Н.П. Сопоставление влияния жидкого аммиака и едкого натра на физико-механические характеристики хлопчатобумажной пряжи [Текст] / Н.П. Бажанова (Пророкова), Г.И. Виноградова // Изв. ВУЗов. Технол. текст. пром-сти. – 1981. – № 1. – С. 65 – 68.
  3. Бажанова (Пророкова), Н.П. Влияние жидкого аммиака на химический состав сурового хлопкового волокна и физико-химические свойства изготовленной из него пряжи [Текст] / Н.П. Бажанова (Пророкова), Г.И. Виноградова, Б.Н. Мельников // Изв. ВУЗов. Технол. текст. пром-сти. – 1982. – № 2. – С. 61 – 63.
  4. Бажанова (Пророкова), Н.П. Свойства хлопчатобумажной пряжи, подвергнутой обработке жидким аммиаком с добавками анионактивных препаратов [Текст] / Н.П. Бажанова (Пророкова), Г.И. Виноградова, Б.Н. Мельников // Изв. ВУЗов. Технол. текст. пром-сти. – 1982. – № 3. – С. 59-62.
  5. Пророкова, Н.П. Влияние степени вытяжки пряжи, обработанной жидким аммиаком, на её основные физико-механические характеристики [Текст] / Н.П. Пророкова, Г.И. Виноградова, Б.Н. Мельников // Изв. ВУЗов. Технол. текст. пром-сти. – 1985. – № 3. – С. 56 – 59.
  6. Пророкова, Н.П. Подготовка хлопчатобумажной пряжи к ткачеству с использованием жидкого аммиака и неионогенных поверхностно-активных веществ. [Текст] / Н.П. Пророкова, Г.И. Виноградова, Б.Н. Мельников // Изв. ВУЗов. Технол. текст. пром-сти. – 1985. – № 5. – С. 44 – 46.
  7. Пророкова, Н.П. Особенности взаимодействия поверхностно-активных веществ с суровой хлопчатобумажной пряжей в среде жидкого аммиака [Текст] / Н.П. Пророкова, Г.И. Виноградова // Изв. ВУЗов. Технол. текст. пром-сти. – 1988. – № 2. – С. 61 – 65.
  8. Прусова, С.М. Периодическое крашение полиэфирного волокна дисперсными красителями [Текст] / С.М. Прусова, Н.П. Пророкова, Ю.А. Калинников, Н.И. Садовец // Текст. пром-сть. – 1990. – № 8. – С. 62 – 64.
  9. Пророкова, Н.П. Физико-механические характеристики полиэфирного волокна, окрашенного в водно-аммиачной среде. [Текст] / Н.П. Пророкова, С.М. Прусова, Ю.А. Калинников, Б.Н. Мельников // Изв. ВУЗов. Техн. текст. пром-сти. – 1991. – № 1. – С. 68 – 71.
  10. Пророкова, Н.П. Подготовка хлоринового волокна к прядению с использованием органических растворителей [Текст] / Н.П. Пророкова, Ю.А. Калинников, Б.Н. Мельников // Изв. ВУЗов. Химия и химич. технол. – 1991. – Т. 34. – № 8. – С. 115 – 118.
  11. Прусова, С.М. Растворимость дисперсных красителей в водосодержащих средах [Текст] / С.М. Прусова, Н.П. Пророкова, Е.С. Тувина, Ю.А. Калинников, Б.Н. Мельников // Изв. ВУЗов. Химия и химич. технол. – 1992. – Т. 35. – № 4. – С. 48 – 50.
  12. Прусова, С.М. Влияние добавок неорганических солей на растворимость дисперсных красителей в воде [Текст] / С.М. Прусова, Н.П. Пророкова, Ю.А. Калинников, Б.Н. Мельников // Ж. прикл. химии. – 1992. – Т. 65. – Вып. 6. – С. 1413 – 1416.
  13. Пророкова, Н.П. Удаление олигомеров с поверхности окрашенных текстильных материалов из полиэфира [Текст] / Н.П. Пророкова, С.М. Прусова, Ю.А. Калинников, С.Ю. Вавилова // Текст. пром-сть. – 1993. – № 2. – С. 30 – 31.
  14. Пророкова, Н.П. Новый состав для крашения полиэфирных материалов дисперсными красителями [Текст] / Н.П. Пророкова, С.М. Прусова, Ю.А. Калинников, С.Ю. Вавилова, В.Н. Докучаев, З.Ф. Петрова // Текст. пром-сть. – 1993. – № 6. – С. 38 – 40.
  15. Пророкова, Н.П. Влияние водно-аммиачных и водно-аммиачно-солевых растворов на содержание олигомеров на поверхности окрашенного полиэфира [Текст] / Н.П. Пророкова, С.М. Прусова, С.Ю. Вавилова, Ю.А. Калинников // Текст. химия. – 1993. – № 2 (4). – С. 105 – 108.
  16. Вавилова, С.Ю. Влияние водных растворов аммиака на полиэтилентерефталатное волокно [Текст] / С.Ю. Вавилова, Н.П. Пророкова, Ю.А. Калинников // Текст. химия. – 1995. – № 2 (7). – С. 70 – 77.
  17. Пророкова, Н.П. Новый способ придания полиэтилентерефталатному волокну антистатических свойств [Текст] / Н.П. Пророкова, И.И. Ильина, С.Ю. Вавилова, Ю.А. Калинников // Изв. ВУЗов. Технол. текст. пром-сти. – 1995. – № 5. – С. 60 – 63.
  18. Пророкова, Н.П. Способ снижения электрического сопротивления полиэфира без использования антистатиков [Текст] / Н.П. Пророкова, С.Ю. Вавилова, Ю.А. Калинников // Изв. ВУЗов. Хим. и химич. технол. – 1995. – Т. 38, – № 4 – 5. – С. 88 – 91.
  19. Пророкова, Н.П. Водные растворы аммиака – новая среда при отделке волокнистых материалов из полиэфира [Текст] / Н.П. Пророкова, С.Ю. Вавилова, Ю.А. Калинников // Хим. волокна. – 1996. – № 4. – С. 32 – 35.
  20. Prorokova, N.P. The Influence of Aqueous Ammonia Salt Solutions on the Content of the Oligomers on the Surface of Dyed Polyester Fiber [Теxt] / N.P. Prorokova, S.M. Prusova, S.Yu. Vavilova, Yu.A. Kalinnikov // Textil Chemistry – Theory, Technology and Equipment / by ed. A.P. Moryganov. – New York: Nova Science Publishers, Inc., 1997. – P. 287 – 292.
  21. Вавилова, С.Ю. Диффузионно-сорбционные процессы при крашении полиэтилентерефталата [Текст] / С.Ю. Вавилова, Н.П. Пророкова, Ю.А. Калинников // Текст. химия. – 1998. – № 3 (15). – С. 49 – 54.
  22. Вавилова, С.Ю. Природа снижения электрического сопротивления полиэтилентерефталата под действием водных растворов аммиака [Текст] / С.Ю. Вавилова, Н.П. Пророкова, Ю.А. Калинников // Хим. волокна. – 1998. – № 3. – С. 33 – 35.
  23. Вавилова, С.Ю. Удаление циклических олигомеров с окрашенных текстильных материалов [Текст] / С.Ю. Вавилова, Н.П. Пророкова, Ю.А. Калинников // Текст. пром-сть. – 1999. – № 5 – 6. – С. 30 – 31.
  24. Пророкова, Н.П. Изучение изменения удельной поверхности полиэтилентерефталата [Текст] / Н.П. Пророкова, С.Ю. Вавилова, Ю.А. Калинников, Л.Ю. Васянина // Ж. прикл. химии. – 2000. – Т. 73. – Вып. 2. – С. 294 – 297.
  25. Вавилова, С.Ю. Влияние четвертичных аммониевых соединений на деструкцию циклических олигомеров полиэтилентерефталата [Текст] / С.Ю. Вавилова, Н.П. Пророкова, Ю.А. Калинников, В.Н. Пророков // Текст. химия. – 2000. – № 1 (17). – С. 56 – 62.
  26. Калинников, Ю.А. Неординарные пути снижения экологической опасности ординарных химико-текстильных технологий [Текст] / Ю.А. Калинников, И.Ю. Вашурина, Н.П. Пророкова, С.Ю. Вавилова // Проблемы химии растворов и технологии жидкофазных материалов: сб. научных трудов. Спец выпуск к 20-летию образования ИХР РАН.

    Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 ||
     





 
© 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.