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 ||

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

-- [ Страница 2 ] --
№№Вар. Номер смески Фактическая линейная плотность, текс Удельная разрывная нагрузка, сН/ текс Относительное разрывное удлинение, % Коэффициент крутки, план Коэффициент крутки факт. Коэффициент вариации, %, по
линейной плотности., % разрывной нагрузке, % Разрывному удлинению, % крутке, %
1 1 - 100 % ПАА отходы 81.2 43.40 5.1 34.2 31.7 7.40 17.02 8.48 7.16
4 2 - 70 % ПАА отходы + 30% шерсть 88.0 35.90 5.3 34.2 34.3 11.60 27.24 19.29 6.84
8 3 - 45% ПАА отходы + 33% тварон +22% шерсть 80.8 34.64 4.5 34.2 31.6 8.00 13.38 12.37 7.12

Примечание - Кроме указанных выше в диссертации представлены физико-механические показатели и для других 6 вариантов опытной пряжи, отличающиеся волокнистым составом и круткой. В диссертации представлены физико-механические показатели ПМ пряжи.

Разрывная нагрузка и разрывное удлинение пряжи определялись на разрывной машине STATIGRAPH- L, позволяющей получить как диаграмму растяжения пряжи, приведенную на рис.1, так и значения разрывной нагрузки и удлинения, указанные в таблице 1.

Из таблицы 1 видно, что образцы пряжи имеют высокие прочностные показатели (особенно вариант № 1), что еще раз подтверждает возможность использования данной пряжи в производстве материалов для спецодежды.

Из рис.1 видно, что добавление шерстяного волокна в смеску (вар.4) существенно не меняет характер диаграммы растяжения, однако, видно, что вар.1, содержащий ПАА отходы, имеет большую разрывную нагрузку и упругость, по сравнению с вар. 4, который, в свою очередь, является более податливым и менее жестким. Особенно это видно, начиная с деформации равной 2%.

 Диаграмма растяжения пряжи КП-0 Рис. 1 - Диаграмма растяжения пряжи КП вар.1 и вар.4

Для анализа связей между характеристиками основных физико-механических свойств опытной пряжи (разрывной нагрузки-Pp,разрывным удлинением-ep и массой образца пряжи – m), выработанной разными способами прядения – кольцевым (КП) и пневмомеханическим (ПМ) строились регрессионные графы (рис.2а и рис.2б).

Рис. 2а - Регрессионный граф для анализа связей между характеристиками ПМ пряжи из смеси 50% ПАА + 50%шерсти Рис. 2б - Регрессионный граф для анализа связей между характеристиками КП пряжи из смеси 70% ПАА отходы + 30% шерсти

Можно видеть, что разрывная нагрузка пряжи Х1 положительно связана с линейной плотностью (масса образца Х3) и разрывным удлинением Х2, тогда как сами они связаны между собой в случае КП отрицательно, а ПМ – положительно; взаимовлияние, по сути дела, отсутствует, так как влияния разрывного удлинения и массы образцов на разрывную нагрузку значительно выше, чем обратное влияние.

Высокий уровень коэффициентов аккореляции R123, R213, R312, свидетельствует о существенной зависимости таких свойств как разрывная нагрузка (для КП пряжи из смеси 70% ПАА отходы + 30% шерсти), разрывное удлинение (для всех вариантов) и масса (для КП пряжи из смеси 50% ПАА отходы + 50% шерсти) от внешних воздействий, т.е. от факторов, не включенных в число исследуемых, что указывает на необходимость дальнейшего совершенствования технологии подготовки волокнистого сырья к прядению.

Были проведены исследования, позволяющие охарактеризовать структурные особенности смешанной пряжи, содержащей ПАА отходы.

На рис. 3 представлены результаты цифровой микрофотосъемки продольного вида КП пряжи из смеси 70% ПАА отходы и 30% шерсти, полученные при помощи оптической компьютеризированной системы "Мicrocolor 2000" при увеличении х297.

 Микросъемка продольного вида КП-1 Рис.3 - Микросъемка продольного вида КП пряжи из смеси 70% ПАА отходы и 30% шерсти На рис.3 видна оболочка, состоящая из промежуточного слоя-2, образованного преимущественно шерстяными волокнами со спиралевидным их расположением, и прерывистого внешнего слоя, образованного ворсом из параарамидных волокон - 1, закрепленных в стержневом слое. Такая структура пряжи способна обеспечить текстильным материалам комплекс свойств, включающих

термостойкость и прочность, за счет высокомодульных параарамидных волокон, а также гибкость и улучщенные гигиенические свойства за счет содержания шерстяных волокон в оболочке пряжи. Разработанную смешанную пряжу можно использовать как в изготовлении ткани верха и трикотажа для защитной одежды, так и специальных материалов для изготовления ее отдельных элементов (подшлемник, воротник, напульстник и др.).

Были проведены исследования изменения прочности КП пряжи на базе ПАА отходов вар.1 и вар.4 при действии высоких температур. Вначале варианты исследовались в нормальных условиях, а затем при температуре от

100-300 0С через каждые 50 0С (разрыв пряжи проходил непосредственно в термокамере сразу после нагрева образцов), причем верхний температурный

предел 300 0С был принят в соответствии НПБ 157-97. Установлено, что увеличение температуры существенно влияет на механические свойства исследуемых образцов, причем с увеличением температуры прочность обоих вариантов снижается. Из рис. 4 видно, что падение прочности наблюдается уже при значении температуры 100 0С, когда прочность пряжи составляет примерно 65 - 85 % от исходного ее значения при нормальных условиях. Далее с увеличением температуры до 200 0С прочность падет почти на 50 % и с дальнейшим увеличением температуры падение прочности существенно возрастает у пряжи всех исследуемых вариантов.

 Гистограммы изменения прочности в-2 Рис.4.Гистограммы изменения прочности в зависимости от температуры для КП пряжи, содержащей регенерированные пара-арамидные волокна (1-200С; 2-1000С; 3-1500С; 4-2000С;5- 2500С; 6-3000С)

Четвертая глава посвящена наработке и исследованию образцов тканых и трикотажных полотен, выработанных из пряжи, содержащей ПАА отходы.

Получение опытных образцов ткани проходило на оборудовании предприятия ООО «Институт технических сукон». Был изучен полный комплекс физико-механических показателей и исследовано изменение прочности ткани под действием высоких температур.

В таблице 2 представлены значения показателей физико-механических свойств тканых образцов, отличающихся между собой волокнистым составом и круткой пряжи. Как видно из таблицы 2 все варианты тканых образцов имеют достаточно высокие прочностные показатели.

Совместно с кафедрой материаловедения СПГУТД было проведено исследование стойкости тканого образца к прожиганию, чтобы изучить возможность применения материала в условиях повышенных температур.

Cравнение полученных результатов с нормами пожарной безопасности

НПБ 157-99 свидетельствуют о пригодности ткани для использования ее в производстве боевой одежды пожарных. Также получено заключение о возможности применения опытной ткани для изготовления специальной одежды, выданное лабораторией средств индивидуальной защиты - ФНПР-НИИОТ в г. Иваново. Проводилась наработка опытных образцов трикотажа из опытной пряжи вариантов 1 и 4. Трикотажные полотна изготавливались в лаборатории кафедры ТиОТП СПГУТД на плосковязальной машине ПВКМ 3 и 8 классов переплетением ластик 1+1. Основные показатели опытных трикотажных полотен представлены в таблице 3.

Таблица 2 - Физико-механические свойства тканых полотен на базе ПАА отходов

№№Вар. Состав Поверхностная плотность, г/м2 Количество нитей на 10 см ткани по Разрывная нагрузка, Н (200С) по Разрывное удлинение, % (200С) по Разрывная нагрузка, Н (3000С) по Разрывное удлинение, % (3000С) по Раздирающая нагрузка, Н по
основе утку основе утку основе утку основе утку основе утку основе утку
1 основа-вар.1 уток-вар.1 210 130 130 1180 1236 9.0 11.6 697 678 13.5 21.0 465 444
4 основа -вар.1 уток -вар.4 220 130 130 1202 1038 10.2 13.6 729 670 13.9 17.9 406 413
7 основа -вар.4 уток -вар.1 260 130 130 1013 1454 10.0 16.4 567 780 14.8 22.1 409 458
10 основа -вар.4 уток -вар.4 260 130 130 1030 1090 11.3 17.8 693 692 16.4 28.3 315 327

Таблица 3 - Физико-механические показатели трикотажных полотен на базе ПАА отходов

№№Вар. Класс машины Поверхностная плотность, г/м2 Толщина, мм Плотность по горизонтали, петель на 100 мм Плотность по вертикали, петель на 100 мм Растяжимость по горизонтали, % Растяжимость по вертикали, % Разрывная нагрузка, Н Разрывное удлинение, %
1 3 209 1.46 23 34 28.5 14.0 806 58.0
4 8 320 2.06 38 64 25.6 8.6 1371 80.0
9 8 384 2.06 41 52 25.0 7.3 1200 81.3

Примечание - Кроме выше указанных вариантов, в диссертации представлены физико-механические показатели свойств еще 8 образцов тканых полотен и 8 образцов трикотажных полотен, отличающихся между собой волокнистым составом и круткой пряжи.

Показано, что гигроскопичность у трикотажных полотен, выработанных из пряжи вар.4 на базе смеси ПАА отходов и шерсти, в 1,3 раза выше, чем у полотен из пряжи, состоящей из 100% ПАА отходов вар.9, что свидетельствует о возможности применения трикотажных вставок и деталей, выработанных их пряжи вар.4 в СЗО.

Пятая глава посвящена расчету себестоимости тканей, отличающиеся волокнистым составом: из пряжи, полученной на основе 100% ПАА отходов и из смешанной пряжи, полученной на основе волокон из отходов производства ПАА материалов и волокон шерсти.

Расчет выполнен в средних ценах на сырье на 2007 год. Затраты на производство тканей взяты в соответствии с затратами предприятия «ООО «Институт технических сукон» (г. Санкт-Петербург).

Показано, что себестоимость 1 кг. ткани на основе 100% ПАА отходов составляет 770.42 рублей, а себестоимость 1 кг. смесовой ткани на основе 70 % волокон из отходов производства ПАА материалов и 30 % шерсти составляет 583.82 рублей. Сравнивая полученные данные с себестоимостью ткани из 100% комплексной ПАА нити (2538.66 рублей) можно отметить, что эта цена в 3.3 раза выше цены на ткань из 100% ПАА отходов и в 4.3 раза выше цены на смесовую ткань из 70% ПАА отходов и 30 % шерсти, что подтверждает актуальность применения ПАА отходов как в чистом виде, так и в смеси с шерстью для производства материалов специального назначения.

Общие выводы и рекомендации

  1. Рост спроса на материалы специального назначения из особопрочных и термостойких волокон и нитей требует разработки методов рационального применения отходов в производстве изделий и материалов на базе ПАА волокон и нитей.
  2. Разработана технологическая схема производства в промышленных условиях пряжи на базе ПАА отходов с разным волокнистым составом и круткой.
  3. Проанализированы диаграммы распределения волокон по длинам первого и второго прочесов чесального аппарата и получены регрессионные модели зависимостей свойств пряжи от изменения технологических параметров прядения.
  4. Исследованы и проанализированы физико-механические показатели пряжи разных способов прядения.
  5. Построены и изучены регрессионные графы для анализа связей между основными физико-механическими свойствами опытной пряжи разных способов прядения.
  1. Изучены деформационные характеристики опытной пряжи и даны рекомендации как по ее переработки в тканые и трикотажные полотна, так и по области применения изделий из них.
  2. Установлены особенности структуры пряжи из смеси ПАА отходов и шерсти, с учетом которых даны рекомендации по области ее применения в производстве СЗО.
  3. Проведены исследования изменения механических свойств пряжи при действии высоких температур. Даны рекомендации по предельно-допустимой температуре эксплуатации изделий из материалов на базе ПАА отходов.
  4. Предложена технология получения ткани и трикотажа с использованием ПАА отходов. Установлены рациональные технологические параметры наработки тканых и трикотажных полотен из опытной пряжи на ткацком станке СТБ-175 и на плосковязальном автомате ПКВМ 3-8 класса.
  5. Установлено, что физико-механические и теплофизические свойства тканых и трикотажных полотен соответствуют требованиям НПБ-157-99 и могут использоваться в производстве одежды для пожарных.
  6. Приведен расчет себестоимости тканей, отличающихся между собой волокнистым составом, подтверждающий экономическую целесообразность применения пряжи на базе ПАА отходов.

Основные результаты диссертационного исследования отражены в следующих публикациях:

  1. Цымаркина О.Н., Иванова Н.Д. Изучение взаимосвязи между основными физико-механическими характеристиками пряжи, содержащей огнестойкое волокно СВМ // Сборник трудов молодых ученых и студентов СПГУТД (Дни науки), 2001, с.37.
  2. Цымаркина О.Н., Труевцев Н.Н. Новые текстильные материалы на основе ресурсосберегающей технологии переработки регенерированного огнестойкого СВМ волокна в чистом виде и в смеси с натуральными волокнами//Вестник научно-технической конференции "Текстиль, одежда, обувь: дизайн и производство" – Витебск, 2002, с.20.
  3. Цымаркина О.Н., Иванова Н.Д. Труевцев Н.Н. Новые текстильные материалы на основе ресурсосберегающей технологии переработки регенерированного огнестойкого СВМ волокна в чистом виде и в смеси с натуральными волокнами // Сборник трудов молодых ученых и студентов СПГУТД (Дни науки), 2003, с.35.
  4. Цымаркина О.Н., Труевцев Н.Н., Гусаков А.В., Бородин С.В. Разработка ресурсосберегающей технологии получения текстильных материалов на основе регенерированного волокна СВМ // Сборник трудов аспирантов и докторантов «Проблема экономики и прогрессивной технологии в текстильной, легкой и полиграфических отраслях промышленности» - СПГУТД, №5, 2003, с.25.
  5. Цымаркина О.Н., Труевцев Н.Н. Исследование свойств новых текстильных материалов, полученных на основе ресурсосберегающей технологии переработки регенерированного огнестойкого СВМ волокна в чистом виде и в смеси с натуральными волокнами // Материалы Всероссийской н.т.к. «Молодые ученые развитию текстильной и легкой промышленности». «Поиск-2004».- Иваново, ИГТА, 2004, с.15.
  6. Цымаркина О.Н., Труевцев Н.Н. Использование регенерированных волокон СВМ в чистом виде и в смеси с натуральными волокнами для получения текстильных материалов специального назначения// 2-ая специализированная выставка-конференция «Отходы в доходы». – СПб, Выставочный центр Северо-Запада РФ,2004, с.28-30.
  7. Цымаркина О.Н., Иванова Н.Д. Разработка технологии и исследование физико-механических и огнестойких свойств ткани на базе регенерированного огнестойкого волокна для специальной защитной одежды// Материалы Всероссийской н.т.к. «Молодые ученые развитию текстильной и легкой промышленности». «Поиск-2005».- Иваново, ИГТА, 2005, с.61-62.

Публикации в перечне журналов ВАК

  1. Цымаркина О.Н., Шурыгина Н.В., Кузнецов Ю.И. Разработка технологии получения пряжи из регенерируемого волокна СВМ в смеси с шерстью (нитроном) по аппаратной системе прядения шерсти// Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 2002, №2, с. 42-45.
  2. Цымаркина О.Н., Столяров О.Н. Изменение механических свойств пряжи на базе регенерированных арамидных волокон под действием высоких температур// Известия вузов. Техноло

    Pages:     | 1 ||
     





 
© 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.