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 |

Разработка новых загущающих систем на основе эфиров целлюлозы и крахмала для текстильной печати

-- [ Страница 2 ] --

Продолжение табл. 1

1 2 3 4 5 6
AlCl3 5H2O 40 10 6,1 129,0 258,0
50 10 5,9 142,4 142,4
60 10 5,2 186,0 186,0
Al(NO3)3 9H2O 40 10 5,4 153,1 153,1
50 10 5,3 146,1 146,1
60 10 6,2 140,5 140,5
Al(OН)3 30 10 6,1 135,8 135,8
25 9 6,5 132,3 132,3
20 8,5 6,5 132,3 135,3

Не менее важным компонентом при получении как пористых, так и гелеобразных систем является ПАВ, в качестве которого использовался стеарат натрия. При концентрации 20 г/кг он обеспечивает наилучшие показатели по кратности и устойчивости пористой структуры, а также наивысшую вязкость гелеобразной. Это объясняется тем, что при меньшем его содержании не происходит структурирование системы в полной мере, а с превышением оптимальной концентрации наступает перенасыщение системы поверхностно-активным веществом, что приводит к снижению стабильности пористой структуры и вязкости гелеобразной (рис.2).

3.1.2. Определение температурно-временных условий образования низкоконцентрированных систем

Как показали исследования, важным условием при получении новых низкоконцентрированных вязких составов являются температурно-временные параметры образования пористых структур, т.к. динамическая вязкость и кратность пористой загустки изменяются в зависимости от температуры окружающей среды и температуры вводимого раствора стеарата натрия. В результате исследований было установлено, что пористая система обладает оптимальной кратностью и хорошей устойчивостью во времени, если ее приготовление осуществляется при температуре окружающей среды 2025 С, а раствор стеарата натрия вводится в композицию при температуре 4555 С.

3.1.3. Изучение структуры низкоконцентрированных составов

Представления о структуре разработанных гелеобразных и пористых составов можно сформировать на основании поведения систем при механическом деформировании, т.е. по их реологическим и тиксотропным характеристикам. Эти характеристики необходимы для оценки поведения загусток в процессе печатания. Оценка реологических характеристик исследуемых вязких систем как гелеобразных, так и пористых показала, что все они являются динамически устойчивыми, а по тиксотропности не уступают гидрогелям из немодифицированных КМЦ и КМК, а также импортным загустителям той же природы, в частности, Сольвитозе С-5.

Таким образом, разработанные составы по реологическим свойствам можно признать пригодными для использования в качестве загустителей печатных красок.

С целью выявления возможности взаимодействия компонентов гелеобразной и пористой композиций на различных стадиях их приготовления использовалась закономерность, установленная Эйрингом: , на основании которой рассчитана энергия активации вязкого течения для каждого состава (табл. 2).

Таблица 2

Энергия активации вязкого течения составов, используемых при получении

низкоконцентрированных систем

Состав Линейное уравнение Достоверность аппроксимации, R2 Энергия активации (Еа), кДж/моль
ПАЦ-В 2,5% 0,953 41,8
Гелеобразная структура на основе ПАЦ-В 2,5% 0 ч 0,867 25,5
24 ч 0,870 50,8
Пористая структура на основе ПАЦ-В 1,0% 0 ч 0,665 7,7
24 ч 0,863 48,9

Энергия активации вязкого течения свежеприготовленных гелеобразных и пористых составов достаточно мала (< 28 кДж/моль), что указывает на нестабильность систем. В то же время для разрушения этих же систем, выдержанных в течение суток, требуется большее количество энергии ( 50 кДж/моль), чем для разрушения гидрогеля исходного полимера (около 42 кДж/моль). Это указывает на то, что между компонентами низкоконцентрированных загусток происходит взаимодействие, факт которого и объясняет более высокую устойчивость новых структур по сравнению с известными пенными.

С целью определения вида связи между макромолекулами полимера и компонентами комплексного стабилизатора был определен тепловой эффект их взаимодействия. Соответствующие данные представлены в табл. 3.

Таблица 3.

Влияние вида исходного алюмосоединения на тепловой эффект процесса

взаимодействия ПАЦ-В и стабилизатора АЩ

Стабилизатор АЩ Тепловой эффект процесса взаимодействия, кДж/моль
Стабилизатор АЩ I (на основе Al2(SO4)318H2O) -4,42
Стабилизатор АЩ II (на основе Al(OH)3) -13,02
Стабилизатор АЩ III (на основе AlCl35H2O) -3,48

Значения тепловых эффектов указывают на возможность образования водородных связей между макромолекулами полианионной целлюлозы посредством комплексных солей алюминия. Причем стабилизаторы АЩ I и АЩ III обеспечивают слабую связь (меньше 12 кДж/моль), а стабилизатор на основе Al(OH)3 – связь средней силы.

На основании полученных данных предложена возможная схема образования новой полимерной структуры, составляющей основу низкоконцентрированных загусток (рис. 3).

3.2. Оценка эффективности применения низкоконцентрированных вязких систем при печатании текстильных материалов активными красителями

3.2.1. Определение оптимального состава печатной краски

Основной задачей при использовании активных красителей является обеспечение максимально высокой степени фиксации красителя. Применение разработанных низкоконцентрированных загусток, особенно пористых, создает для этого благоприятные условия: во-первых, в результате исключения побочной реакции взаимодействия красителя с полимером; во-вторых, за счет образования очень проницаемой и тонкой пленки печатной краски, обеспечивающей более полный выход из нее красителя.

Однако отмеченные положительные факторы могут быть не столь значительными, если не обеспечить оптимальную щелочность печатной краски при ее приготовлении, хранении и в условиях фиксации красителя. В связи с тем, что водородный показатель разработанных загусток как гелеобразных, так и пористых имеет значение 10,0±5, в работе проводились исследования по выявлению влияния концентрации щелочного агента в печатной краске на степень полезного использования красителя (СПИК). Соответствующие данные для красителя Активного бирюзового 4КП иллюстрируются графиком на рис. 4., из которого видно, что при использовании разработанных пористых загусток концентрация гидрокарбоната натрия должна быть около 20 г/кг. Аналогичные зависимости получены и для других красителей.

При хранении печатной краски с достаточно высокой щелочностью (рН10) может происходить гидролиз активного красителя. Чтобы выявить влияние времени хранения печатной краски на степень гидролиза активного красителя осуществляли печать одной печатной краской сразу после ее приготовления и после выдерживания в течение 1, 2 и 24 часов.

При этом установлено, что степень полезного использования активных красителей при печати с использованием пористой загустки как свежеприготовленного состава, так и после выдерживания его в течение суток не снизилась и на 1025% выше, чем при использовании Сольвитозы С-5 (рис.5), что может говорить об отсутствии гидролиза. Кроме этого, следует отметить, что печать краской, выдержанной в течение 1 часа, обеспечила повышение интенсивности окраски. Предположительно, это может быть вызвано частичным оседанием пористой композиции.

Результаты исследования по изменению плотности печатной краски в течение суток, представленные в виде гистограммы на рис. 6, свидетельствуют о том, что плотность печатной краски несколько увеличивается (на 10 г/л) после выдерживания ее в течение часа, а потом при хранении до 24 часов остается неизменной, что очень важно для применения таких красок в производстве.

Важным компонентом печатной краски при печатании активными красителями является мочевина. В результате оптимизации ее концентрации в печатной краске установлено, что при фиксации красителя сухим горячим воздухом оптимальной концентрацией мочевины является 100 г/кг, а при запаривании насыщенным и перегретым водяным паром – 60 и 80 г/кг соответственно. Это наглядно видно из представленной гистограммы на рис. 7, отображающей зависимость степени полезного использования красителя от концентрации мочевины и способа фиксации.

Кроме этого, было показано, что в состав низкоконцентрированной печатной краски не следует включать лудигол, т.к. его наличие снижает степень полезного использования красителя.

3.2.2. Определение оптимальных условий фиксации красителя и промывки напечатанных тканей

Исследование влияния способа и температурно-временных параметров фиксации активных красителей при использовании низкоконцентрированных загусток показало, что как для пористых, так и гелеобразных загусток для фиксации красителя на волокне предпочтительнее использовать перегретый или насыщенный водяной пар. По сравнению с фиксацией сухим горячим воздухом эти способы обеспечивают более высокие показатели степени полезного использования красителей (рис. 7).

При разработке режима промывки напечатанных тканей выявлена возможность замены стадии «мыловка» на промывку горячей водой при сохранении общего количества промывных ванн. Достижение при этом высоких показателей устойчивости окрасок к физико-химическим воздействиям обусловлено наличием в низкоконцентрированных загущающих композициях анионактивного ПАВ (стеарат натрия), а также более благоприятными условиями для десорбции незафиксированного красителя.

3.3. Разработка состава пигментной композиции на основе низкоконцентрированных загусток и режима фиксации красителя.

3.3.1. Определение оптимального состава пигментной композиции

При разработке технологии печатания пигментами с использованием разработанных загусток прежде всего необходимо подобрать эффективное, совместимое с ними связующее. Разработанные низкоконцентрированные композиции имеют водородный показатель не ниже 9,0, что указывает на невозможность применения в качестве сеткоотразующего вещества предконденсатов термореактивных смол. Как было установлено ранее, новые составы имеют развитую структуру, и поэтому такие системы, возможно, смогут выполнять функции сеткообразующего компонента при использовании подходящего пленкообразующего вещества. При выборе такого соединения оценена эффективность применения отечественных бесформальдегидных препаратов – поливинилацетатной эмульсии (ПВА), Акремосов различных марок (ф. «Оргстекло») и препарата Р-14и, а также импортного связующего препарата Тубифаст ABN-10 (ф. «СНТ»). В результате установлено, что пигментные композиции, включающие в себя препарат «Акремос 101», взятый в концентрации 120 г/кг для пористых загусток и 130 г/кг для гелеобразных, обеспечивает качество отпечатка, сравнимое с импортной композицией фирмы «СНТ» как по устойчивости окраски к физико-химическим воздействиям, так и по жесткости ткани в площади рисунка.

Такие показатели могут говорить о том, что новые загущающие составы не являются инертными компонентами пигментной композиции, а вносят свой вклад в процесс закрепления пигмента на волокне. И вероятнее всего, справедливо предположение, что новые загустки выполняют функции сеткообразующего компонента и образуют связи с активными группами пленкообразующего вещества. Подтверждением этому является изменение во времени значения энергии активации вязкого течения гелеобразной композиции на основе ПАЦ-В и стабилизатора АЩ (A12(SO4)318H2O) с включением в нее препарата «Акремос 101» ( табл. 5).

Таблица 5

Энергия активации вязкого течения смеси гелеобразной загустки и препарата «Акремос 101»

Время выдерживания смеси Линейное уравнение Достоверность аппроксимации, R2 Энергия активации Еа, кДж/моль
0 часов 0,957 19,6
24 часа 0,887 51,7


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.