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:   || 2 |

Разработка технологии получения пряжи из отходов параарамидных нитей и тканей для изделий, эксплуатируемых в условиях повышенных температур

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

МОРОЗ ОЛЬГА НИКОЛАЕВНА

Разработка технологии получения пряжи из отходов параарамидных нитей и тканей для изделий, эксплуатируемых в условиях повышенных температур

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 05.19.02

Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2008 ГОД

Диссертация выполнена на кафедре механической технологии волокнистых материалов в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор. ТРУЕВЦЕВ Николай Николаевич
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор МИХАЙЛОВ Борис Сергеевич кандидат технических наук ПОБОРОЗНЮК Евгений Григорьевич

Ведущая организация: ООО «Институт технических сукон»,

г. Санкт-Петербург

Защита состоится « 2 » декабря 2008 года в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.236.01 при ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна» по адресу 191186

г. Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, д.18, ауд.241.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна.

Автореферат разослан «30» октября 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, А.Е. Рудин

Общая характеристика работы

Актуальность темы диссертации. В условиях современных производственно-экономических отношений особое внимание уделяется разработке ресурсосберегающих технологий, которые при минимальных материальных затратах позволяют обеспечить производство конкурентоспособных изделий для разных отраслей промышленности.

Все большее значение при этом приобретает производство материалов, используемых при изготовлении изделий, эксплуатируемых в условиях повышенных температур, которые кроме защитных должны обладать комплексом эргономических, потребительских и стоимостных показателей, что определяет конкурентоспособность таких материалов в условиях рынка.

Поэтому особую актуальность имеет создание технологии получения таких материалов на основе текстильных отходов производства параарамидных нитей и лоскута, позволяющих обеспечить российские текстильные предприятия новым видом более дешевого сырья и получить конкурентоспособные материалы с новыми свойствами для эксплуатации в условиях повышенных температур, что имеет большое технико-экономическое и социальное значение.

Отдельные этапы диссертационного исследования проводились:

  • в рамках госбюджетной НИР 09.02.012 по научно-технической программе

Минобрнауки РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники РФ» по теме «Ресурсосберегающая технология совместной переработки регенерированных СВМ волокон в смесях с шерстяными волокнами»;

  • в рамках госбюджетной НИР Лентек 1.3.04 по тематическому плану НИР Минобрнауки РФ по теме «Исследование взаимодействия разнородных волокон в процессах формирования текстильных структур и оптимизация технологических параметров их производства» (2004-2006 гг.).

Цель и задачи исследований:

Целью работы является разработка технологии получения пряжи из смесей, содержащих отходы параарамидных (ПАА) нитей и тканей, предназначенной для производства текстильных материалов, используемых для специальной защитной одежды работников МЧС.

В соответствие с поставленной целью решались следующие задачи:

  • выбор оборудования для получения регенерированных ПАА волокон из тканого лоскута и оптимизация режимов его работы;
  • оценка свойств волокнистого материала, полученного в результате разволокнения текстильных отходов ПАА нитей и тканей;
  • исследование влияния вложения в смесь ПАА отходов на процесс чесания на чесальном аппарате «Бефама СR-24»;
  • разработка состава смесей и выбор технологических режимов для производства опытной пряжи;
  • исследование структурных, деформационных и физико-механических свойств пряжи, содержащей отходы производства ПАА нитей и тканей;
  • исследование воздействия высоких температур на изменение физико-механических свойств пряжи;
  • исследование физико-механических и теплофизических свойств образцов тканых и трикотажных полотен, полученных из пряжи, содержащей отходы производства ПАА нитей и тканей;
  • оценка экономической целесообразности использования отходов производства ПАА нитей и тканей в производстве пряжи, пригодной для изготовления текстильных материалов для специальной защитной одежды работников МЧС.

Объекты и методы экспериментальных и теоретических исследований

Работа содержит экспериментальные и теоретические исследования, проводившиеся с целью разработки эффективной технологии получения пряжи из смесей разволокняемых отходов производства ПАА нитей и тканей и шерсти, и создания нового ассортимента тканей и трикотажа, для использования в производстве специальной защитной одежды для МЧС.

При проведении работы использовались стандартные методы исследования геометрических, физических и физико-механических свойств волокнистых материалов; на основе количественного химического анализа определялось долевое содержание компонентов параарамидно-шерстяной смеси в полуфабрикатах и пряже и оценивалось его влияние на основные свойства тканых и трикотажных полотен; использовались специальные методы для определения возможности применения разработанных материалов для изготовления СЗО работников МЧС. Среднестатистическая погрешность измерений в стандартных условиях не превышала 5-7%.

Научная новизна полученных автором результатов

  • Разработан и научно обоснован состав смесей на базе ПАА отходов, позволяющий вырабатывать текстильные материалы, пригодные для использования в производстве специальной защитной одежды работников МЧС.
  • Изучены корреляционные связи между показателями основных свойств пряжи, содержащей ПАА регенерированные волокна, различных способов прядения;
  • Разработаны научно обоснованные технологические параметры, обеспечивающие стабильность технологического процесса кольцевого прядения и получение качественной пряжи на базе переработки смесей параарамидных отходов и шерсти;
  • Пряжа, полученная на базе смесей из ПАА отходов, защищена патентом РФ №2241082 и может быть рекомендована для производства тканых и трикотажных полотен, используемых в производстве специальной защитной одежды для МЧС;

Практическая значимость результатов диссертационной работы:

  • Разработана ресурсосберегающая технология переработки смесей на базе ПАА отходов на шерстопрядильном оборудовании;
  • Разработаны рациональные сырьевые композиции для получения пряжи, содержащей отходы производства ПАА нитей и ткани, пригодной к использованию в производстве текстильных материалов специального назначения;

Результаты работы использованы на ООО «Институт технических сукон». Выпущено с 2003 года 52 тонны пряжи и 46 тонн ткани.

Апробация работы. Результаты работы были доложены, обсуждены и получили положительную оценку на международных и всероссийских конференциях:

  • «Текстиль, одежда, обувь: дизайн и производство» (г.Витебск, 2002 г.) – «Новые текстильных материалы на основе ресурсосберегающей технологии переработки регенерированного огнестойкого СВМ волокна в чистом виде и в смеси с натуральными волокнами»;
  • «Отходы в доходы» (г.Санкт-Петербург – 2004г.) - «Использование регенерированных волокон СВМ в чистом виде и в смеси с натуральными волокнами для получения текстильных материалов специального назначения»;
  • «Поиск-2004» (г. Иваново) - «Исследование свойств новых текстильных материалов, полученных на основе ресурсосберегающей технологии переработки регенерированного огнестойкого параарамидного волокна в чистом виде и в смеси с натуральными волокнами».

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ, включая две статьи в журнале Известия вузов. Технология текстильной промышленности. Получен патент РФ №2241082 «Одиночная пряжа для текстильных изделий».

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и двух приложений. Работа изложена на 187 страницах машинописного текста, содержит 49 рисунков, 25 таблиц, список используемой литературы включает 115 наименований.

Основное содержание работы.

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулирована цель и задачи исследований, научная и практическая значимость результатов работы.

В первой главе представлен анализ литературных источников, в которых рассматривается актуальность проблемы подготовки и переработки вторичных материальных ресурсов (ВМР) из натуральных и химических волокон. Наиболее значимые результаты в этой области получены в работах, выполненных такими научно-исследовательскими организациями как «ЦНИХБИ», «ИВГТА», «НПЦ «Унитекс», «ЦНИИшерсти», «ЦНИИШВ», «ВНИИНТМ», зарубежными фирмами «Бефаматекс» (Польша); «Прато» (Италия); «Ларош» (Франция);«Кемафил», «Темафа», «Аутефа» (Германия).

Применяются различные способы подготовки и переработки ВМР, включая технологию мокрого расщипывания, механический способ и действие ультразвука, но наибольшее распространение получил все же механический способ переработки ВМР.

Сравнительный анализ технологических параметров отечественных и зарубежных щипальных машин (ЩМ) показал, что для разработки лоскута, состоящего из прочных синтетических волокон, требуется применение трехбарабанных машин, а в случае переработки тонкого лоскута дополнительно необходима модернизация ЩМ путем увеличения количества игл на гарнитуре разволокняющих барабанов. Увеличение количества барабанов на ЩМ приводит к увеличению площадей, необходимых для их размещения, и больших энергозатрат. В отдельных случаях целесообразно перерабатывать лоскут на концервальных машинах различного типа, так как это дает возможность получения более длинного волокна. При получении пряжи из регенерированных волокон возникают значительные трудности, так как их смеси содержат большое число коротких волокон и отличаются высокой степенью неравномерности по свойствам. Поэтому переработка таких смесей требует применения специальных технологических режимов и совершенствования прядильного оборудования. В настоящее время большинство предприятий для производства пряжи указанного типа используют кольцепрядильные машины, на которых отсутствуют устройства дополнительной очистки перерабатываемого сырья, из-за чего получаемая пряжа характеризуется большим количеством утолщений, утонений и непсов.

Подробно рассматривались свойства параарамидных волокон и нитей, и анализировались работы, направленные на создание защитных материалов на их основе.

Проведен анализ материалов для СЗО и представлены стандарты, в которых приводятся требования к теплофизическим и физико-механическим характеристикам материалов, применяемых в производстве одежды для работников МЧС.

Вторая глава посвящена обоснованию выбора объектов, методов и средств исследования регенерированных ПАА волокон, уточнению вариантов производства опытной пряжи и текстильных материалов, содержащих ПАА отходы.

Применен экспертный опрос и метод математического планирования эксперимента для выявления наиболее важных технологических факторов и оценки степени их влияния на ход технологического процесса прядения. Представлены методы исследования физико-механических свойств пряжи и текстильных материалов, применяемые в ходе исследования, описаны методы количественного химического анализа состава двухкомпонентных смесей ПАА

волокон и шерсти по переходам, рассмотрены методы определения теплофизических характеристик, включая стойкость тканых образцов, полученных на базе смесей из ПАА отходов, к прожиганию.

Используемые ПАА отходы включают два вида отходов: отходы производства комплексных ПАА нитей и регенерированное ПАА волокно, причем отходы из ПАА нитей, представляющие собой массу перепутанных неразделенных обрезков нитей с гладкой поверхностью существенно повышают неоднородность смеси и способствуют росту потерь ПАА волокон в процессе их переработки.

Было разработано три варианта сырьевых композиций с вложением от 45 до 100% ПАА волокнистых отходов. Для улучшения прядильной способности смеси и обеспечения необходимых гигиенических свойств проектируемыми изделиями в двух вариантах смеси предусматривалось вложение гидрофильных шерстяных волокон в количестве 22-30% от массы смеси.

Ниже представлены избранные для исследования варианты смесок:

смеска №1: ПАА -100% (состоит на 50 % из разволокненных отходов производства комплексных параарамидных нитей и на 50% из регенерированного параарамидного волокна из лоскута);

смеска №2 : ПАА-70% (состоит на 50 % из отходов производства комплексных параарамидных нитей и 50% из регенерированных параарамидных волокон из лоскута) и шерсть -30%;

смеска №3: ПАА-45% (состоит на 50 % из отходов производства комплексных параарамидных нитей и 50% из регенерированных параарамидных волокон из лоскута), штапелированное параарамидное волокно Тварон-33 и шерсть-22%;

Третья глава посвящена исследованию технологического процесса прядения и прядильной способности полученных механическим способом регенерированных ПАА отходов и отходов производства комплексных нитей как в чистом виде так и в смеси с шерстяными волокнами.

Приводятся результаты экспериментов по производству двух-и трехкомпонентной смешанной пряжи на пневмомеханической прядильной машине ППМ-240-Ш содержащей ПАА отходы (до 50%); шерстяное волокно (от 40 до 50%), ПАН волокна (20%). Были исследованы физико-механические свойства пряжи, которые подтвердили, что пряжа всех трех вариантов обладает малой неровнотой как по разрывной нагрузке, так и по линейной плотности и хорошими прочностными показателями, причем добавление ПАН волокна привело к существенному увеличению прочности пряжи, но в тоже время вызвало повышенную электризуемость смеси даже при дополнительной обработке замасливателем параарамидного тканого лоскута, что потребовало повторной обработки замасливателем смеси во время чесания на чесальной машине.

В производственном эксперименте пряжа вырабатывалась по аппаратной системе прядения из смеси, включающей регенерированные волокна из ПАА тканого лоскута, пропущенного через концервальную машину К-11-Ш. Смешивание регенерированных ПАА волокон, отходов из ПАА нитей и волокон шерсти осуществлялось слоями, причем компоненты смеси накладывались друг на друга в пропорции, соответствующей рецептуре смеси.

Для улучшения процесса смешивания компонентов, что особо необходимо в случае переработки ПАА отходов из комплексных нитей, смесь дополнительно пропускалась через щипально-замасливающую машину.

Для улучшения прядильной способности компонентов смеси проводилось замасливание и вылеживание смеси, а затем осуществлялось чесание на трехпрочесном аппарате «Бефама CR -24». Пряжа вырабатывалась на кольцепрядильной машине ПБ-114-Ш1 с тремя вариантами крутки. В ходе исследования технологического процесса получения пряжи из отходов в смеси с шерстью производилась оценка фактического содержания компонентов в смеси по переходам, которая показала, что процентное содержание компонентов смеси находится в пределах запланированного.

На основании проведенного экспертного опроса (коэффициент конкордации W=0.64) было установлено, что наиболее существенными технологическими параметрами, влияющими как на стабильность технологического процесса, так и на свойства полученных вариантов пряжи, являются крутка пряжи и процентное содержание ПАА отходов в смеси.

В соответствии с этим исследовалась зависимость изменения основных физико-механических показателей пряжи номинальной линейной плотности 90 текс, содержащей ПАА отходы от заправочных параметров прядильной машины ПБ-114-Ш1 и количества содержания ПАА волокон в смеске.

В качестве основных варьируемых параметров были выбраны:

Х1 – крутка пряжи, которая варьировалась в пределах 260-360 кр/метр;

Х2 - содержание ПАА отходов, которое изменялось 70-100%.

В качестве выходных параметров исследования были выбраны:

Y1 – удельная разрывная нагрузка, сН/текс;

Y2- относительное разрывное удлинение, %

Y3- удельная разрывная нагрузка при t0=3000C

В результате статистической обработки проведенного полного факторного эксперимента получены математические модели для каждого из исследуемых показателей свойств КП пряжи:

Y1=36.7+ 2.0X1 + 1.3Х2 (1)

Y2=4.5+0.36X1+0.28X2 (2)

Y3 =7.75+ 9.2 X1 + 6.2 X2 (3)

Как видно из формул (1-3) наибольшее влияние на исследуемые показатели оказывает крутка пряжи, с увеличением которой в исследуемых пределах их значения возрастают.

Процентное содержание волокон ПАА в смеси оказывает несколько меньшее влияние, причем, значения контролируемых показателей в исследуемых пределах возрастают, что объясняется более высокими механическими свойствами волокон ПАА в сравнении с шерстью.

На основании полученных результатов были рекомендованы технологические параметры заправки кольцепрядильных машин для выработки опытной пряжи, содержащей ПАА отходы на предприятии ООО «Институт технических сукон». Были выработаны опытно-промышленные партии из всех предложенных вариантов смесей и изучены их физико-механические свойства, результаты частично представлены в таблице 1.

Таблица1 - Физико-механические свойства опытных образцов КП пряжи



Pages:   || 2 |
 





 
© 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.