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 |

Композиции на основе нового метакрилатстирольного сополимера для печати текстильных материалов пигментами

-- [ Страница 2 ] --

Рис. 2 Зависимость напряжение-деформация (а) и относительного удлинения пленок дисперсий препаратов от температуры (б) (номера препаратов см. табл.1)

В ходе анализа кривых (рис.2) получены основные физико-механические характеристики полимеров, представленные в таблице 2.

Различие в свойствах пленок обусловлено наличием специфической физической структуры сополимеров и многообразием функциональных групп. Из данных таблицы видно, что с увеличением температуры стеклования полимеров увеличиваются модули упругости, а также предельная прочность пленок полимерных дисперсий, что говорит об образовании межмолекулярных водородных связей между ориентированными функциональными группами макромолекул, приводящих к увеличению плотности их упаковки.

Наличие в структуре полимеров таких составляющих, как акрилонитрил и стирол (препараты Ларус 32 и Ларус 33), повышает прочность полимера, его упругость и температуру стеклования и текучести. Видно, что, несмотря на схожесть составов большинства изучаемых препаратов, свойства их различны и обусловлены, вероятно количественным соотношением мономеров в структуре сополимеров и условиями проведения процессов полимеризации.

Таблица 2

Характеристика полимерных эмульсий

Название препарата Тс, оС Тт, оС Начальный модуль, ед Разрушающее напряжение при растяжении, МПа Секущий модуль, ед. Твердость пленки усл.ед. Характеристика ткани
G ткани, ед. k/s окрасок
Лакротен Э-72 - 28 + 79 0,3 1,96 0,07 0,08 0,81 6,5
МБМ-3 - 12 + 83 0,2 2,94 0,10 0,08 0,89 7,7
Акремос 601 - 7 + 92 0,2 4,12 0,15 0,04 0,83 6,4
Акремос 101 - 2 + 97 0,7 2,94 0,33 0,29 0,95 4,0
Акремос 805 + 3 + 102 2 4,31 0,14 0,06 0,84 3,6
Акремос 703 + 4 + 116 2 9,71 0,37 0,1 0,95 6,0
МБМ-5с + 6 + 110 4 5,78 0,20 0,03 0,85 8,1
Лакротен Э-61 + 12 + 127 5 14,71 0,88 0,19 0,98 6,7
Рузин 16 + 16 + 131 7 17,65 1,07 0,23 0,94 7,1
Ларус 32 + 29 + 130 12 20,59 1,15 0,28 0,91 6,0
Ларус 33 + 31 + 146 15 20,11 4,00 0,34 0,89 6,6

Важно отметить, что изучаемые препараты предназначены для лакокрасочных систем. Их свойства (мономерный состав, температуры минимального пленкообразования, температуры стеклования, размеры частиц в эмульсиях, природа эмульгаторов, реология поведения при нанесении покрытий и др.) адаптированы к условиям применения и обеспечивают получение таких качеств, как высокая атмосферо- и водостойкость, стойкостью к действию УФ-излучения и пожелтению покрытий на их основе.

Для связующих, используемых в технологиях пигментной печати, эти свойства существенно должны отличаться, так как условия применения связаны с особенностями работы печатного оборудования, режимами приготовления композиций, спецификой нанесения рисунка через сетчатые шаблоны. Кроме того, должны учитываться и климатические условия цеха при печати, и условия, в которых эксплуатируются набивные ткани, в том числе и бытовые многократные стирки.

Полимеры, температура стеклования которых выше +10оС, в условиях печатания не смогут обеспечить стабильность работы оборудования из-за преждевременного протекания процессов пленкообразования в ячейках сетчатого шаблона, а, следовательно, быстром выходе его из строя. А те полимеры, у которых Тст ниже –10оС не могут обеспечить прочную и качественную фиксацию пигмента на ткани.

В табл.2 приведены данные по твердости пленок, отлитых на стекле и измеренных с использованием маятникового прибора, а также гриф ткани, напечатанной с использованием этих полимеров. Показано, что между показателями жесткости полимера и грифом ткани взаимосвязь очевидна.

Логично предположить, что представленные в табл.2 показатели, в комплексе могут служить критериями выбора пленкообразующего полимера из разнообразия полимерных дисперсий, с помощью которых можно получить целенаправленно заданные печатные свойства.

В разделе 3.3 на основе полученных результатов исследования и данных литературных источников сформулированы следующие требования к свойствам пленкообразующего препарата:

  • быть совместимым с компонентами печатной краски;
  • твердость пленки по маятниковому прибору должна быть 0,1 усл.ед. для получения мягкого грифа на ткани;
  • иметь функциональные группы, способные образовывать связи как межмолекулярные (карбоксильные, гидроксильные), так и с волокном (эпоксидные);
  • разрушающее напряжение пленок, отлитых из полимеров, при растяжении должно быть 7-10 МПа для образования в условиях термообработки прозрачной, эластичной, мягкой пленки, способной удерживать частицы пигмента;
  • температура стеклования должна быть в пределах от – 10 до +5 оС для устранения проблем, связанных с «забиванием» шаблонов.

Выданы требования фирме ООО «СВАН» (г. Дзержинск), где был создан препарат Рузин 14и, представляющий собой сополимер на основе метилметакрилата, 2-этилгексилакрилата, стирола, бутилакрилата и глицидилметакрилата, способный образовывать в условиях высокотемпературной фиксации устойчивую, эластичную пленку, прочно удерживающую в своей пространственной структуре частицы пигмента, и склонный к образованию «сшивок» с функциональными группами волокнистого материала. Состав сополимера отражен на следующей схеме:

 Основные характеристики нового-3

Основные характеристики нового акрилового сополимера Рузин 14и:

  • температура стеклования – 5оС;
  • твердость пленки по маятниковому прибору 0,09;
  • начальный модуль упругости - 1,3, секущий модуль - 0,21 ;
  • разрушающее напряжение при растяжении - 9,2 МПа;
  • мономерный состав сополимера: бутилакрилат, метилметакрилат, 2-этилгексилакрилат, глицедилметакрилат, стирол.
 ависимость-4  ависимость напряжение-деформация-5

Рис.3 Зависимость напряжение-деформация Рис.4 Спектры отражения пигмента

изучаемых пленок из эмульсий полимеров зеленого ТП на ткани

Рузин 14и обеспечивает получение мягкого грифа, прочно закрепляет пигмент на текстильном материале, улучшает устойчивость окрасок к трению и стирке, не способствует «забиванию» шаблонов в условиях печати.

Характер кривых, отвечающих за поведение пленок, отлитых из Рузина 14и и импортных связующих (рис.3), интенсивности окрасок (рис.4), при использовании Рузина 14и в композиции в сравнении с зарубежными связующими, свидетельствует об идентич-ности получаемых характеристик и высоких показателях окрасок, не уступающих зарубежным анало-гам. На рис.5 показано реологичес-кое поведение загущенных систем на основе Рузина 14и.

По рассчитанным значениям сдвиговых напряжений системы, при которых начинается процесс вязкопластического течения, и напряжений в момент полного разрушения системы установлено, что характер поведения печатных композиций на основе зарубежных связующих и Рузина 14и аналогичен. Это подтверждает совместимость и возможность использования Рузина 14и с загустителями импортного производства.

Раздел 3.4 Без учета технологических факторов (температура, влажность воздуха цеха, степень подготовки производственной воды, скорость работы оборудования, реологические свойства композиции, наличие добавок отвечающих за печатно-технические свойства, скорость формирования пленки и адгезии ее к текстильному материалу и металлическим деталям оборудования (сетка шаблона, ракля, прутки)) возникают такие проблемы, как снижение вязкости печатных красок при высоких сдвиговых напряжениях, налипание печатной

краски к деталям машины и забивание сетки шаблонов, низкая прочность получаемых окрасок. Комплексным подхо-дом к решению вышеназванных проблем является научно-обоснованный выбор основных компонентов краски и дополнительных ТВВ.

С целью улучшения печатно-технических свойств компози-ции, обеспечения оптимальных условий пленкообразования и устранения проблем при пе-чатании изучены кинетические закономерности процесса суш-ки текстильных материалов с нанесенной печатной композицией. Выявлено (рис. 6) влияние добавок на время полного высыхания композиций, а, следовательно, и формирования пленки. Наилучшим замедлителем сушки является Лупринтол MCL, а наиболее близок к импортному аналогу – диэтиленгликоль.

Фиксацию пигмента на ткани осуществляли горячим воздухом при температуре 160оС в течение 2 минут, что соответствует традиционным условиям закрепления пигментов с использованием импортных композиций.

Раздел 3.5. В зависимости от требуемых потребительских свойств (назначение, условия эксплуатации) введение специальных добавок в печатные краски позволяет целенаправленно регулировать свойства композиций, а, следовательно, и колористические показатели окрасок. Показано, что введение таких добавок, как полиуретановые полимерные дисперсии, приводит к увеличению прочности окраски напечатанной ткани вследствие того, что участки цепи в полиуретане, обеспечивают полимеру дополнительную прочность. Добавки эмульгаторов, таких, как Л-12 и глицерин способствуют значительному увеличению интенсивности окрасок, а при введении мягчителей в печатную краску, несмотря на более мягкий гриф, незначительно снижается качество окрасок по прочностным показателям. Наиболее высокая интенсивность и качество окрасок достигаются при использовании в печатных красках полиуретановых дисперсий и гибридных полиуретанакриловых смесей.

В разделе 3.6. с помощью математической аппроксимации экспериментальных данных по программе «Surfer» оптимизированы соотношения компонентов в пигментной композиции. Наиболее высокая интенсивность получаемых окрасок при сравнительно хороших показателях прочности и мягкости грифа достигается при сочетании Рузина 14и с МБМ-3 или полиуретановой дисперсии в соотношении 70:40 или 70:30, соответственно.

Отработанные и проверенные в лаборатории технологические параметры использования нового отечественного связующего для печати Рузина 14и рекомендованы к испытаниям в отделочном производстве.

В период с 2008 по настоящее время проведены испытания на предприятиях ОАО «ЗиМа», ОАО «НИМ», ОАО «Самтекс», ООО «Управляющая компания Тейковский ХБК», ООО «Вавилон С», ООО «Русские Узоры», ООО «Традиции Текстиля». На ряде предприятий технология печатания пигментами с использованием Рузина 14и в печатных красках внедрена в производство.

Результаты испытаний свидетельствуют об эффективности разработанной технологии с использованием Рузина 14и, так как при сравнительно низких ценах на связующее, качество окрасок повышается. Отмечается мягкий гриф ткани, высокая чистота цвета. Большинство предприятий отмечают высокую устойчивость окрасок к бытовой стирке при 60 оС, что дополнительно подтверждает высокую прочность пленок из полимерного связующего, выполняющего две функции - пленкообразующего и сшивающего препарата.

Экономический эффект при печати с использованием Рузина 14и на 1000 м ткани составляет от 400 до 2000 руб.

Выводы.

  1. Проведена сравнительная оценка влияния пленкообразующих полимеров зарубежного и отечественного производства на печатно-технические показатели напечатанных тканей. Показана принципиальная возможность использования таких отечественных пленкообразующих полимеров, как МБМ-5с, МБМ-3, Акремос 703, Акремос 805, Акремос 601, в качестве связующих печатной краски.
  2. Изучены деформационные и термопластические свойства пленок, отлитых из пленкообразующих дисперсий акриловой природы. Установлены корреляционные зависимости между свойствами пленок, и показателями качества колорированных в их присутствии текстильных материалов, а именно, с увеличением температуры стеклования увеличиваются модули упругости и твердость пленок, а также повышается интенсивность и прочность окрасок напечатанных текстильных материалов.
  3. Обоснован выбор критериев отбора пленкообразующих полимеров в качестве связующих для пигментной печати (температура стеклования и текучести, прозрачность, твердость, упруго-эластические свойства, совместимость с другими компонентами печатной краски) и сформулированы рекомендации к разработке нового связующего на основе сополимера метакриловых мономеров.
  4. Комплексная оценка свойств нового препарата Рузин 14и (деформационные свойства пленок, реологические свойства печатных красок, технические результаты получаемых окрасок) показала эффективность использования Рузина 14и в качестве связующего в пигментных композициях.
  5. Изучено влияние факторов (вида связующих, типа эмульгаторов, условий сушки и фиксации) на скорость протекания процесса сушки и пленкообразования. Показано, что наилучшие результаты пигментной печати достигаются в условиях фиксации пигментов при температуре горячего воздуха 140–160оС в течение 2-1 минут, что полностью соответствует температурно-временным параметрам работы печатного оборудования. При этом не наблюдается «забивания» сетки шаблонов и образования налипов на рабочих органах печатного оборудования.
  6. Показано, что реологическое поведение печатных композиций и красок на их основе при использовании Рузина 14и идентично поведению печатных систем, традиционно используемых в производстве.
  7. Оценено влияние ТВВ (эмульгаторов, мягчителей, модификаторов и др.), вводимых в печатный состав на основе Рузина 14и, на колористические и физико-химические свойства получаемых окрасок. Установлен факт снижения интенсивности окрасок при введении ПАВ и улучшении колористических свойств при дополнительном использовании в композиции полиуретановых добавок и гибридных полиуретанакриловых смесей.
  8. Определены оптимальные концентрации препарата «Рузин 14и» и полимерных добавок в композициях для пигментной печати. Показано, что высокая интенсивность получаемых окрасок при сравнительно хороших показателях прочности и мягкости отпечатков достигается при сочетании Рузина 14и и МБМ-3 в соотношении 70:40. Оптимальное сочетание компонентов в композиции, включающей полиуретановую дисперсию и Рузин 14и – 30:70.
  9. Проведенные производственные испытания технологии печати с использованием Рузина 14и подтвердили технологическую эффективность и экономическую целесообразность использования нового связующего. Экономический эффект от внедрения разработанной технологии печати составляет от 400 до 2000 руб. на 1000 м ткани в зависимости от используемой композиции.

Основные положения диссертационной работы изложены в следующих публикациях:

  1. Алешина, А.А. Современное состояние и перспективы развития пигментной печати / Алешина А.А., Козлова О.В., Мельников Б.Н. // Изв. вузов «Химия и химическая технология» – 2007. – Т.50, вып.6. – С.3-8.
  2. Козлова, О.В. Подработка цветов камуфлированного рисунка с использованием триады пигментов на базе данных спектрофотометрических исследований / Козлова О.В., Щитова Н.П., Алешина А.А. // Изв. вузов «Технология текстильной промышленности» – 2009 №2. – С.52-56.
  3. Применение отечественных связующих при печати пигментами льносодержащих тканей / Алешина А.А., Козлова ОВ.: сб. тез. докл. 56 Межвуз.научн.-техн. конф. «Студенты и молодые ученые КГТУ – производству», КГТУ – Кострома, 2004. – С. 72-74.
  4. Разработка композиций для пигментной печати на основе отечественных акриловых препаратов / Алешина А.А., Козлова О.В.: сб. тез. докл. Межвуз. конф. студ. и асп. «Поиск-2005», ИГТА – Иваново, 2005. – С. 38-39.
  5. Технология пигментной печати при использовании отечественных акриловых полимеров / Алешина А.А., Козлова О.В.: сб. тез. докл. I Всерос. науч.-техн. конф. студ. и асп. «Дни науки-2005», СПбГУТД. – С-Петербург, 2005. – С. 196.
  6. Пигментная печать с использованием акриловых связующих систем / Алешина А.А., Козлова О.В.: сб. тез. докл. IV Всерос. науч.-техн. конф. «Текстиль 21 века», МГТУ им. А.Н. Косыгина – Москва, 2005. – С. 39-40.

7. Применение отечественных акриловых препаратов в пигментной печати / Алешина А.А., Козлова О.В.: сб. тез. докл. Межвуз. студ. науч.-исслед. конф. «Дни науки-2005» ИГХТУ – Иваново, 2005. – С. 27.

8. Разработка пигментной композиции на основе отечественных связующих систем / Алешина А.А., Козлова О.В.: сб. тез. докл. Междунар.научн-практ. конф. «Коньюнктура рынка текстиля и пути создания конкурентоспособной продукции», МГТУ им. А.Н. Косыгина. – Москва, 2005 – С.12.



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 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.