Розвиток теорії і технології одержання модифікованих лляних волокон функціонального призначення
Зміни властивостей волокна залежно від умов проведення процесу розстилу лляної соломи під дією композиційних хімічних препаратів. Розробка технології отримання модифікованих волокон на основі нового фізико-хіміко-механічного способу модифікації льону.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | автореферат |
Язык | украинский |
Дата добавления | 30.10.2013 |
Размер файла | 84,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
доктора технічних наук
Розвиток теорії і технології одержання модифікованих лляних волокон функціонального призначення
Кузьміна Тетяна Олегівна
1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
лляний волокно модифікація
Для сучасного стану економічного розвитку України характерною є необхідність швидкої зміни технологічних процесів та асортименту продукції. У зв'язку з цим вітчизняні підприємства мають своєчасно адаптуватися до умов випуску конкурентоспроможної продукції, коли нагальним є питання виробництва тільки того, що потрібно, коли потрібно і скільки потрібно. Отже, важливим стає пошук альтернативних шляхів створення та переробки текстильних матеріалів відповідно до сучасних екологічних вимог, визначення критеріїв ухвалення рішень із застосуванням відповідних кількісних і якісних показників. Фактично йдеться про економічне та технологічне прогнозування, в якому наукова складова має посідати чільне місце у забезпеченні технологічного розвитку виробництва текстилю та інших виробів завдяки поєднанню таких чинників, як нові технології, бізнес, наука і освіта.
Світова практика виготовлення волокнистих матеріалів свідчить, що пріоритетом на цей час є створення нанотехнологій з метою одержання волокон з новими властивостями та функціональним призначенням.
Цілеспрямована зміна властивостей волокон може бути досягнута внаслідок їх суперорієнтації в процесі одночасного витягування та нагрівання, застосування в одному волокні двох і більше компонентів, створення на основі суміші полімерів ультратонких волокон, які за своїми властивостями наближаються до натуральних, введення в структуру волокон мікрокапсул з різноманітними середовищами: засобами захисту від комах, абсорбентами для поглинання поту, диму тощо.
Актуальність теми. Перспективним напрямом розвитку галузі є поєднання властивостей хімічних і натуральних волокон, на базі яких можна створити широкий асортимент конкурентоспроможних матеріалів і виробів, включаючи папір, вату й ватоподібні вироби, марлеві пов'язки, атравматичні серветки та багато іншої корисної для людини продукції. При цьому виникає необхідність відновлення в повному обсязі можливостей України з вирощування й комплексної переробки льону та конопель, що дасть можливість вирішити питання заміни закуповуваної за валюту бавовни, вовни та медичної вати вітчизняною сировиною. Економічна доцільність вирішення цього питання може бути проілюстрована такими показниками: переробка 5 тис. т короткого лляного волокна дозволяє не тільки зекономити до 7,5 млн. дол. США порівняно із закупівлею відповідної кількості бавовни, а й виготовити на його основі майже 20 тис. т пряжі, з якої можна отримати понад 130 млн. м2 конкурентоспроможних тканин. Ще вагоміших показників можна досягти у разі застосування певних фракцій коротких волокон замість деревини під час виготовлення паперу, целюлози та інших видів продукції.
Аналіз існуючих способів модифікації короткого лляного волокна свідчить, що на цей час вже розроблено ефективні технології та промислові лінії підготовки низькономерного лляного волокна до спільного прядіння з бавовною, вовною та іншими волокнами, які ґрунтуються на хімічній, механічній, фізико-механічній дії на оброблюваний матеріал, проте в конкретних умовах кожного підприємства не завжди можна застосовувати найефективнішу з них через високу вартість або складність устаткування і створення необхідних умов екологічної та технічної безпеки. До того ж не всі способи мають науково-теоретичне обґрунтування.
Отже, переробка льоносировини на базі нових технологій модифікації може не тільки вирішити питання забезпечення легкої та інших галузей промисловості постійно оновлюваною натуральною сировиною, а й розширити сферу її застосування, створити економічно вигідні умови в аграрному секторі для вирощування та первинної переробки луб'яних культур, забезпечити гарантовану зайнятість сільгоспвиробників, вирішити деякі екологічні питання. Тому розробка нових теорій і технологій переробки лляної сировини, які дозволять отримати волокна із заданими властивостями для різних галузей використання, є необхідним і актуальним завданням сьогодення.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема досліджень є складовою частиною науково-дослідних робіт, що проводяться кафедрою переробки, стандартизації і сертифікації сировини Херсонського національного технічного університету за темами: «Розробка ресурсозберігаючих технологій переробки льону та конопель для створення екологічно чистих товарів народного вжитку», номер державної реєстрації 0199U001229, протокол № 2 від 04.11.1998 р. та «Отримання луб'яної сировини підвищеної якості за матеріало- та енергозберігаючими технологіями», номер державної реєстрації 0102U0055291, замовник - Міністерство освіти і науки України, дата реєстрації - 30.10.2001 р., протокол № 2, за проектом 05.06.02/000042 (5.6.12Б) договору № ДП /330-2003 від 25.07.2003 р. за темою: «Нові ресурсозберігаючі технології поглибленої переробки конопель в південному регіоні з метою одержання целюлозних напівфабрикатів», затвердженою рішенням експертної ради Міністерства освіти і науки України № 197 від 01.04.2003 р., за темою: «Ресурсозберігаючі та енергозберігаючі технології комплексної переробки луб'яних культур», номер державної реєстрації 0107U006817 від 24.07.2007 р. та за проектом NФ 25.4/147 договору NФ 25/570-2007 від 03.09.2007 р. за темою: «Наукова концепція ресурсозберігаючих технологій одержання целюлозовмісних і біологічно активних матеріалів та альтернативного палива з луб'яних культур», номер державної реєстрації 0107U006784, замовник - Міністерство освіти і науки України.
Особистий внесок автора полягає у формулюванні гіпотези про можливі сит отримання лляних волокон з новими властивостями за рахунок застосування композиційних хімічних препаратів у процесі розстилу лляної соломи та емульсування короткого волокна, встановленні механізму дії композицій хімічних препаратів на основі фосфату карбаміду та поверхнево-активних речовин на структурні й хімічні зміни лляного волокна та розробці науково обґрунтованої технології отримання модифікованих волокон функціонального призначення з використанням фізико-хіміко-механічної дії на оброблювану сировину.
Мета і завдання дослідження. Метою дослідження є одержання модифікованих лляних волокон відповідного функціонального призначення шляхом розволокнення луб'яних пучків композиційними хімічними препаратами в процесі розстилу лляної соломи та емульсування короткого лляного волокна. Для розв'язання цієї важливої науково-практичної проблеми необхідно:
- теоретично обґрунтувати наукову гіпотезу одержання модифікованих волокон з визначеним ступенем елементаризації, який обумовлює їх різне функціональне призначення;
- запропонувати механізм руйнування зв'язків між елементарними волокнами в процесі розстилу лляної соломи та емульсування перед механічною обробкою під дією композиційних хімічних препаратів;
- експериментально підтвердити теоретичні залежності зміни морфологічної структури та хімічного складу лляного волокна під дією хімічних композицій;
- розробити науково обґрунтовану технологію одержання модифікованого лляного волокна з різним ступенем елементаризації фізико-хіміко-механічним способом;
- встановити структурні та фізико-механічні критерії, за якими будуть визначати галузі використання модифікованих лляних волокон та здійснити техніко-економічну оцінку запропонованого фізико-хіміко-механічного способу модифікації;
- розробити нові оптичні методи оцінки геометричних параметрів модифікованого лляного волокна на основі сучасної комп'ютерної техніки.
Об'єкт дослідження - процес модифікації лляних волокон.
Предмет дослідження - модифіковане лляне волокно, одержане за різними технологіями.
Методи дослідження. Методологічною основою дисертаційної роботи є новітні методи досліджень із застосуванням ЕОМ у галузі первинної переробки сировини, технології текстильних матеріалів, текстильного матеріалознавства, загальної та колоїдної хімії.
Завдання, поставлені в роботі, вирішувалися за допомогою сучасних методів теоретичних і експериментальних досліджень:
- визначення змін морфологічної структури лляного волокна у різних способах первинної обробки проводили методом світлової мікроскопії із застосуванням обробки результатів на ЕОМ;
- вплив композиційних хімічних препаратів на хімічний склад лляного волокна на різних стадіях первинної переробки здійснювали аналітичними методами кількісного аналізу та УФ-спектроскопії;
- мікробіологічні дослідження видового складу мікроорганізмів під час розстилу проводили методом граничних розведень;
- розробку оптичного методу визначення геометричних властивостей модифікованого лляного волокна здійснювали методом комп'ютерного моделювання у програмному середовищі MATLAB 7.0;
- аналіз впливу способу одержання трести розстилом здійснювали аналітичними методами з використанням факторного планування експерименту та прикладної програми SТATISTICA 6.0;
- оцінку якості лляної трести й одержуваного волокна проводили за допомогою загальноприйнятих методик відповідно до ДСТУ 4149:2003 «Треста лляна. Технічні умови» і ДСТУ 4015-2001 «Лен трепаный. Технические условия»;
- порівняльний аналіз якості модифікованого лляного волокна, отриманого різними способами, здійснювали згідно з технічними умовами ТУ.У.05495816.005 - 2000 «Котонізоване льоноволокно. Технічні умови» та ТУ 17 У 00306710.079 - 2000 «Котонин из короткого льняного волокна. Технические условия»;
- результати експериментальних досліджень обробляли із застосуванням методів математичної статистики за допомогою прикладних програм SТATISTICA 6.0, MathCAD-2000, Maple 6.5, Curve Expert 1.3 та Microsoft Excel (offiсе XP).
Наукова новизна одержаних результатів:
- теоретично обґрунтовано нову гіпотезу одержання лляного волокна, яка базується на розволокненні технічних комплексів волокон за рахунок зміни морфологічної структури та хімічного складу лляного волокна під дією нових композицій хімічних препаратів у процесі розстилу та механічної обробки;
- вперше запропоновано з метою інтенсифікації процесу видалення пектинових речовин і лігніну з технічних комплексів луб'яних волокон застосовувати під час розстилу композиційні хімічні препарати, дія яких полягає у прискоренні руйнування зв'язків елементарних волокон з інкрустами;
- запропоновано і теоретично обґрунтовано механізм інтенсифікуючої дії композиційних хімічних препаратів, який базується на гідротропних та солюбілізуючих властивостях компонентів, що входять до складу хімічних композицій;
- вперше запропоновано під час модифікації короткого лляного волокна здійснювати попереднє емульсування композиційними хімічними препаратами, ефективність якого теоретично обґрунтовано і експериментально підтверджено;
- розроблено методологію визначення геометричних параметрів модифікованого лляного волокна на основі обробки цифрового зображення волокон у програмному середовищі МАТLAВ;
- запропоновано нові критерії оцінки структурних параметрів лляних волокон: середня кількість елементарних волокон у пучку на поперечному мікрозрізі волокна (ісер.) та коефіцієнт розволокнення (Ср), необхідні для встановлення функціонального призначення лляних волокон;
- вперше розроблено класифікацію модифікованих лляних волокон за функціональним призначенням на основі кількісних характеристик морфологічної структури та геометричних параметрів волокон.
Практичне значення одержаних результатів. Поставлені в роботі наукові завдання вирішено та реалізовано в новому фізико-хіміко-механічному способі отримання модифікованих волокон функціонального призначення із застосуванням емульсування композиційними хімічними препаратами на основі фосфату карбаміду та поверхнево-активних речовин, який дозволяє одержати волокнистий продукт з високим ступенем очищення від інкрустуючих речовин і необхідними фізико-механічними показниками. Створено науково обґрунтовану технологію одержання модифікованих лляних волокон, що базується на інтенсивному розволокненні комплексів волокон під дією хімічних композицій та оптимізації параметрів роботи технологічного обладнання, яка дозволяє отримати волокнистий продукт з широким спектром якісних показників, розроблено рекомендації з впровадження її у виробництво та визначено галузі застосування модифікованого лляного волокна залежно від значень критеріїв якості волокон, які забезпечуються шляхом диференціації технологічних режимів обробки сировини.
Теоретичні розробки автора використовують інші науковці для інтерпретації результатів досліджень процесу переробки льоносировини та визначення групи функціонального призначення лляних волокон для виготовлення конкурентоспроможної продукції.
Розроблені теоретичні основи одержання модифікованих лляних волокон функціонального призначення використовуються в процесі підготовки магістрів за спеціальністю 8.091802 - переробка, стандартизація і сертифікація продукції легкої промисловості під час вивчення спеціальних розділів фундаментальних дисциплін та основних напрямків наукових досліджень в галузі первинної обробки волокнистих матеріалів.
Розроблені технології одержання лляної трести та модифікованого волокна застосовуються на передових підприємствах України: ВАТ “Житомирльон” (акт виробничих випробувань від 27.12.2006 р.), ВАТ “Льонокомбінат Старосамбірський” Львівської області (акт виробничих випробувань від 02.11.2006 р.) і можуть бути реалізовані на інших підприємствах льонопереробної галузі.
Особистий внесок здобувача полягає в обґрунтуванні гіпотези одержання лляних волокон з широким спектром властивостей шляхом використання композиційних хімічних препаратів під час розстилу лляної соломи та емульсування короткого волокна, встановленні механізму дії хімічних композицій препаратів на основі фосфату карбаміду та поверхнево-активних речовин на структурні й хімічні зміни лляного волокна та розробці науково обґрунтованої технології отримання модифікованих волокон функціонального призначення із застосуванням фізико-хіміко-механічних дій на оброблювану сировину, постановці завдань, виборі об'єктів та методів досліджень, організації проведення експериментів, застосуванні в дослідженнях методів математичного планування, встановленні закономірностей, формулюванні загальних висновків, розробці й впровадженні розроблених технологій одержання модифікованого лляного волокна. Розроблено теоретичні уявлення про вплив умов проведення процесу розстилу лляної соломи на розволокнення луб'яних пучків і зміну властивостей лляного волокна та визначено його функціональне призначення.
На основі глибокого теоретичного аналізу автор встановив механізм дії компонентів емульсії на інкрустуючі речовини модифікованого лляного волокна.
Розроблено критерії визначення груп функціонального призначення модифікованих лляних волокон, причому автором запропоновано нові параметри оцінки структурних змін волокна - середня кількість елементарних волокон у пучку на поперечному мікрозрізі волокна (ісер.) та коефіцієнт розволокнення (Ср), які обумовлюють інші фізико-механічні параметри волокон. Розроблено новий оптичний метод визначення геометричних параметрів модифікованих волокон з використанням комп'ютерних технологій.
Основний внесок автора полягає в розвитку теорії та технології одержання модифікованих лляних волокон функціонального призначення в процесі первинної обробки льону.
В усіх наукових працях, що опубліковані у співавторстві, здобувачу належать: формулювання наукових ідей, які підтверджуються експериментальними даними, аналіз і узагальнення результатів роботи, висновки.
Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи було представлено й обговорено:
-на міжнародному симпозіумі в Інституті натуральних волокон м. Познань, Польща, 1998 р.;
-на Всеукраїнській науковій конференції «Проблеми легкої промисловості на порозі нового століття», м. Херсон, 1999 р.;
-на міжнародній конференції «Льон - 2002», м. Кострома, Росія, 2002 р.;
-на науково-технічних конференціях молодих вчених «Проблеми і перспективи в селекції, генетиці, технології вирощування, збирання, переробці та стандартизації луб'яних культур», м. Глухів, 2004-2007 рр.;
-на науково-технічних конференціях «Проблеми легкої і текстильної промисловості України», м. Херсон, 2004-2005 рр.;
-на ІV Всеукраїнській ювілейній науковій конференції молодих вчених і студентів «Наукові розробки молоді на сучасному етапі», м. Київ, 2005 р.;
-на ІV Міжнародній науково-практичній конференції «Динаміка наукових досліджень - 2005», м. Дніпропетровськ, 2005 р.;
-на ювілейній міжнародній науково-технічній конференції «Сучасні екологічно безпечні тепломасообмінні процеси в технологіях легкої промисловості», м. Київ, 2006 р.;
-на міжнародній науковій конференції «Інтелектуальні системи прийняття рішень та прикладні аспекти інформаційних технологій», м. Євпаторія, АР Крим, 2007 р.;
-на засіданнях кафедри переробки, стандартизації і сертифікації сировини Херсонського національного технічного університету, м. Херсон, 2004-2007 рр.;
-на технічній раді Інституту землеробства південного регіону УААН, м. Херсон, сел. Наддніпрянське, 2008 р.
Публікації за темою дисертації. Основні положення дисертаційної роботи викладено в 44 публікаціях, у тому числі статей в провідних фахових наукових виданнях України - 30, навчальних посібників - 2, патентів України - 2, тез доповідей на конференціях - 10.
Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається із загальної характеристики роботи, 6 розділів, висновків, списку використаних літературних джерел і додатків. Дисертацію викладено на 296 сторінках машинописного тексту, вона містить 132 рисунки, 93 таблиці та 71 сторінку додатків. Список використаних джерел охоплює 253 найменування.
2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі подано загальну характеристику роботи, обґрунтовано актуальність теми дисертації, сформульовано мету та завдання досліджень, розкрито наукову новизну і практичне значення одержаних результатів, охарактеризовано об'єкт та методи досліджень.
У першому розділі наведено аналіз літературних джерел, присвячених проблемам і перспективним тенденціям розвитку асортименту продукції льонопереробної галузі, та огляд існуючих технологій модифікації лляного волокна й промислових ліній для її здійснення. Відзначено, що значний внесок у вирішення проблеми модифікації лляних волокон зроблено вченими Росії з Федерального державного унітарного підприємства «Центральний науково-дослідний інститут комплексної автоматизації легкої промисловості», ВАТ «Костромський науково-дослідний інститут лляної промисловості», Всеросійського науково-дослідного інституту по переробці луб'яних культур, Костромського державного технологічного університету, Московського державного текстильного університету, Санкт-Петербурзького університету технології і дизайну, Іванівського інституту хімії розчинів Російської академії наук, українськими науковцями зі Київського національного університету технологій та дизайну, Херсонського національного технічного університету, Українського науково-дослідного інституту текстильної промисловості, колективами Херсонського та Донецького бавовняних комбінатів, зарубіжними фірмами країн Європейського союзу «Laroche» (Франція), «Truzshler», «Schlafchorst», «Temaffa» (Німеччина), «Rieter» (Швейцарія), Інститутом натуральних волокон у м. Познань (Польща) та іншими організаціями.
Останнім часом в Україні та Росії багато уваги приділяється розвитку вітчизняних технологій і розробці технічних засобів отримання модифікованого лляного волокна. Це обумовлено необхідністю вирішення проблеми забезпечення сировиною текстильної промисловості та більш раціонального використання короткого лляного волокна, що набула особливої актуальності після розпаду СРСР, коли бавовна стала імпортною сировиною. Пошук шляхів вирішення цієї проблеми виявив, що відомі на кінець ХХ століття технології модифікації лляного волокна не були придатними до використання на льонопереробних підприємствах. Їх адаптація потребувала значних фінансових затрат, великих виробничих площ, створення додаткових систем комунікацій. Механізми здійснення технологій не дозволяли швидко змінювати параметри отримуваного волокна у зв'язку з переходом на випуск нового асортименту продукції, оскільки кожна галузь застосування та асортиментної групи продукції з використанням модифікованого лляного волокна потребує індивідуального підходу у вирішенні сировинних, технічних і технологічних питань їхнього виробництва й реалізації.
Так, для створення нових видів лляних тканин для літнього та всесезонного одягу необхідна розробка технології виробництва льоновмісної пряжі різноманітного асортименту, зміна її пластичних властивостей, надання нових фактурних ефектів (меланжу, фламме, непсу тощо) та більш виразної колірної гами.
Проблеми, що виникають під час впровадження нових технологій одержання модифікованого лляного волокна, активізували розробку нетрадиційних способів модифікації з використанням фізичних, хімічних та біологічних дій на льоноволокно. Для формування наукової гіпотези про можливість отримання модифікованих волокон з необхідними властивостями для різного функціонального призначення в дисертаційній роботі було розроблено уніфіковану класифікацію способів модифікації та характеристику дій факторів, що впливають на структуру лляного волокна під час її проведення.
Аналіз відомих вітчизняних і зарубіжних способів отримання модифікованого лляного волокна виявив, що зараз найчастіше застосовуються механічні способи модифікації з використанням різання сформованої на стрічкових машинах стрічки з очищеного та перемішаного шару волокон для подальшої їх переробки на очисних машинах і змішування з бавовною або з хімічними волокнами та неорієнтованого розриву. Однак отримати волокно необхідної тонини при використанні цих способів досить складно, оскільки зміна структури та властивостей волокна відбувається завдяки інтенсивним механічним діям, що призводять до руйнування цілісності природної форми волокна льону, утворення значної кількості угарів та нерівномірності волокон за довжиною. Крім того, не забезпечується необхідне регулювання процесу модифікації, що знижує його функціональні можливості.
Вихідною умовою пошуку нових шляхів здійснення модифікації було прийнято напрямок зі збереженням існуючих систем механічної модифікації у поєднанні з інтенсифікуючими факторами для більш ефективної елементаризації технічних комплексів лляного волокна, що дозволяють уникнути надмірного руйнування елементарних волокон. Для забезпечення цих умов в основу запропонованої гіпотези було покладено ідею руйнування комплексів елементарних волокон шляхом обробки лляної соломи композиційними хімічними препаратами на основі фосфату карбаміду й поверхнево-активних речовин під час розстилу соломи та емульсування короткого лляного волокна перед механічною модифікацією.
Проведений критичний аналіз наукових праць, присвячених проблемі модифікації лляного волокон, показав, що на відміну від хімічних і механічних, комбіновані способи модифікації є недостатньо теоретично обґрунтованими. Тому розвиток наукових основ механізму руйнування технічних комплексів лляних волокон, що сприяє одержанню модифікованих волокон з різним ступенем елементаризації, є необхідним і актуальним завданням.
Таким чином, аналіз науково-технічної літератури дав можливість сформулювати мету і завдання дисертаційної роботи та гіпотезу про можливі шляхи розволокнення луб'яних комплексів, створення і реалізації комбінованих способів модифікації лляних волокон різного функціонального призначення, розробити механізм дії композиційних хімічних препаратів на основі фосфату карбаміду та поверхнево-активних речовин на структуру лляного волокна під час розстилу лляної соломи та емульсування короткого лляного волокна перед механічною модифікацією, а також запропонувати технологію отримання модифікованих волокон із широким спектром основних властивостей.
У другому розділі наведено характеристику методів та об'єктів дослідження.
Для дослідження процесу розстилу лляної соломи в роботі використовували лляну солому селекційного сорту Мрія, для здійснення експериментальних досліджень з модифікації волокна застосовували коротке лляне волокно № 2 і № 3. Якість вихідної сировини і кінцевого волокнистого продукту для кожного досліджуваного процесу визначали згідно з чинною нормативно-технічною документацією. Різні хімічні матеріали, які застосовувалися в технологічних процесах, теж відповідали вимогам нормативно-технічної документації.
Теоретичні уявлення про зміну структури та властивостей лляного волокна під час первинної переробки зумовили вибір експериментальних методів дослідження для опису явищ і оцінки вірогідності виведених автором закономірностей. У роботі використано відомі методи визначення якісних показників волокнистих продуктів, виділених на різних стадіях обробки лляного волокна за досліджуваними варіантами, наведені в нормативно-технічній документації. Разом з цим використано сучасні методи дослідження, спрямовані на визначення особливостей впливу різних способів модифікації на якісні та кількісні зміни у структурі волокна льону: УФ-спектроскопії, мікробіологічний, мікроскопічний, метод комп'ютерного моделювання в програмному середовищі MATLAB 7.0. На всіх стадіях дослідження використовували математичні методи планування - ротатабельне планування другого порядку та повний факторний експеримент, а під час обробки експериментальних даних - регресійний аналіз із застосуванням типових прикладних програм SТATISTICA 6.0, MathCAD-2000, Maple 6.5, Curve Expert 1.3 та Microsoft Excel (offiсе XP).
У третьому розділі наведено результати теоретичних досліджень розробки нового методу отримання та обробки інформації про геометричні властивості модифікованого лляного волокна, що базується на сучасних цифрових технологіях.
Показано, що для текстильних підприємств характерний широкий і досить часто поновлюваний асортимент продукції, яка випускається. При цьому виробничі процеси відрізняються складністю й великою кількістю технологічних переходів. Щоб забезпечити необхідну якість, контролю піддаються численні характеристики властивостей вихідної сировини, напівфабрикатів і готової продукції. Для цього використовують різноманітні методи й технічні засоби. Однак рівень технічної оснащеності українських текстильних підприємств контрольно-вимірювальним устаткуванням не можна вважати задовільним. Протиріччя між необхідністю забезпечення високої якості продукції та неможливістю здійснення оперативного й достовірного контролю параметрів стає все більш очевидним. Тому сьогодні назріла нагальна потреба в розробці й оснащенні текстильних підприємств новими інструментальними засобами випробувань. Для розв'язання цієї проблеми досить перспективним є напрям, що ґрунтується на використанні останніх досягнень засобів комп'ютерної техніки й інформаційних технологій.
Очевидною перевагою комп'ютерних технологій є можливість їх використання на всіх етапах вимірювального процесу, включаючи операції збирання, передачі й перетворення інформації, обробки зібраних даних. Потрібно також відзначити їх високу оперативність і вірогідність, необхідні при прийнятті обґрунтованих рішень на будь-якому рівні керування виробництвом або підприємством.
Для визначення довжини й тонини модифікованого лляного волокна зараз застосовуються методи, передбачені чинними нормативними документами на цей вид сировини. Вони є трудомісткими і потребують багато часу на їх здійснення, бо вихідні дані для обчислення одержуються шляхом прямих вимірювань, які при використанні існуючого лабораторного устаткування пов'язані з тривалими операціями, впливом суб'єктивних факторів, внаслідок чого точність цих вимірювань невисока. Використання високопродуктивних оптичних аналізаторів пов'язане з високою вартістю приладів, складністю і трудомісткістю вимірювань, що обмежує їхнє практичне застосування. До того ж для лляного модифікованого волокна характерний досить великий ступінь розщепленості волокон, що значно ускладнює визначення лінійної густини.
У зв'язку з цим для автоматизації процесу контролю, скорочення термінів перевірки й часу ухвалення рішення про якість сировини доцільно здійснювати сканування стандартних зразків на звичайних сканерах і застосовувати комп'ютерні методи обробки та аналізу зображень.
Для підвищення якості зображень, що ґрунтується на перетворенні локальних контрастів, для кожного елемента зображення спочатку визначається локальний контраст, а потім відбувається його нелінійне посилення й відновлення яскравості даного елемента зображення із вже скоректованого локального контрасту.
Для обраного елемента L(i,j) із координатами (i,j) вихідного зображення L, L(i,j)L обчислюють локальний контраст елемента:
(1)
де m = 3n, n >1
(2)
(3)
Зони W1 і W2 являють собою змінні вікна у вигляді квадрата із центром в елементі з координатами (i,j). При змінному розміщенні вікна W1 усередині змінного вікна W2 слід враховувати оптимальну апертуру вікна.
Локальний контраст підсилюють згідно з формулою (2) і відновлення елемента зображення з координатами (i,j) й скоректованого контрастом C*(i,j) має вигляд:
(4)
де - нелінійна монотонно зростаюча і визначена на інтервалі [0,1] функція, що відповідає умовам:
, , (5)
Розрахунок за формулами (1-5) проводять для кожного елемента зображення L.
Недоліками цього підходу є розмитість результуючого зображення. Для усунення цього недоліку необхідно використати замість усередненого значення значення центрального елемента L(i,j). При цьому зона W1 вироджується в центральний елемент L(i,j) і набуває розмірів n = 1.
(6)
(7)
Наведену методику обробки зображень застосовують для визначення параметрів модифікованого волокна льону.
Серед спеціального програмного забезпечення, здатного виконувати ефективну обробку цифрових сигналів і зображень, найдоцільніше використовувати середовище комп'ютерного моделювання MATLAB.
Згідно з розробленим у даній дисертаційній роботі методам пропонується визначати структурні характеристики лляних волокон за їх зображенням з виконанням нижчезазначених етапів:
1.Приготування зразка за існуючими стандартами. Підготовка зразка короткого лляного волокна для аналізу здійснюється в такий спосіб: для визначення тонини зразки піддаються нормуванню за довжиною, шириною, масою і вклеюються в рамки розміром 12 х 7,5 см; для визначення довжини - нормуванню за масою та шириною.
2.Одержання цифрового зображення зразка (сканування, цифрове фото).
3.Обробка зображення в програмному середовищі MATLAB.
Обробка зображення виконується в два етапи: попередня та кінцева обробка. Попередня обробка полягає у виконанні алгоритмів поліпшення зображення та виділенні границь об'єктів. Під час кінцевої обробки знаходять границі об'єктів та визначають їх геометричні характеристики.
Узагальнений алгоритм, який було розроблено й реалізовано в системі контролю структурних параметрів лляного волокна, наведено на рис. 1.
Послідовність виконання алгоритму обробки зображення зразка волокон льону:
- зчитування й відображення зображення;
- оцінка та апроксимація значень пікселей фону, перегляд поверхні фону;
- створення зображення з рівномірним фоном;
- поліпшення контрасту на оброблюваному зображенні;
- створення бінарного зображення;
- визначення кількості об'єктів на зображенні;
- аналіз і перегляд матриці міток;
- подання матриці міток у вигляді псевдоколірного зображення;
- вимірювання параметрів об'єктів на зображенні;
- обчислення статистичних параметрів об'єктів зображення;
- побудова гістограми розподілу елементів зображення за їхніми розмірами.
Таким чином, розроблено алгоритм і створено програмне забезпечення для здійснення лабораторного контролю геометричних параметрів модифікованого лляного волокна. Цей метод було застосовано в дисертаційній роботі для визначення ступеня розволокнення лляних комплексів.
Розроблені алгоритми можуть бути реалізовані як автономний програмний продукт у вигляді Windows-додатка для непрограмуючого користувача, призначеного для функціонування в IBM PC-сумісних комп'ютерах під керуванням операційної системи Windows ХР. Вибір програмного середовища дозволяє успішно реалізувати розроблені алгоритми визначення геометричних параметрів волокон, причому акцент зроблено якомога більшу візуалізацію всіх компонентів програми та простоту її застосування користувачем.
У четвертому розділі отримано математичні залежності впливу композиційних хімічних препаратів на якісні показники одержуваної трести і волокна та досліджено зміни морфологічної структури тіпаного льону.
На підставі проведених досліджень показано, що для підвищення ступеня розволокнення та якісних показників льоноволокна перед розстиланням необхідно здійснювати обробку лляної сировини композиційними хімічними препаратами на основі фосфату карбаміду та поверхнево-активних речовин.
Основними недоліками технології розстилання лляної соломи на льонищі є залежність процесу формування якісних показників трести від погодних умов, нерівномірність відокремлюваності та міцності волокна за всією масою розісланого шару льоносоломи, велика тривалість технологічного процесу, що призводить до кількісних втрат трести, ураженої патогенними, гнильними мікроорганізмами. З метою зменшення впливу негативних факторів на процес перетворення лляної соломи в тресту на льонищі в роботі запропоновано гіпотезу, що льоносолому перед розстилом необхідно обробляти такими хімічними препаратами, які здатні пригнічувати розвиток гнильних, патогенних грибів і бактерій, будуть сприяти рівномірному розподілу вологи та хімічних препаратів на стеблах льоносоломи і створювати живильне середовище для рівномірного та інтенсивного розвитку пектиноруйнівної мікрофлори, що в свою чергу збільшить її активність, покращить деструкцію деревинної частини стебел і ступінь елементаризації отримуваного волокна.
Аналіз результатів дослідження волокна, отриманого із сланкої трести, свідчить, що внаслідок обробки льоносоломи хімічними композиційними препаратами одержують волокно більш тонкої структури з достатньо низькими значеннями показників масодовжини та лінійної густини довгого волокна, яке може бути використане для виготовлення більш тонкої пряжі.
Також визначено позитивну динаміку зміни вмісту інкрустуючих речовин у лляних матеріалах в процесі отримання трести розстиланням лляної соломи, що обумовлено гідротропною дією препаратів на супутники целюлози.
Отримано УФ-спектри діоксанових екстрактів лляного волокна, виділеного з трести після розстилу (рис. 2). Результати кількісного аналізу з визначення вмісту основних компонентів у лляному волокні, одержаному після розстилу із застосуванням композиційних хімічних препаратів, наведено в табл. 1.
Отримані результати свідчать, що відбувається зниження інтенсивності поглинання за всією довжиною спектра. Смуга поглинання при 280 - 290 нм відповідає поглинанню групувань ароматичної природи. Це свідчить про зниження вмісту лігніну під дією композиційних хімічних препаратів, що використовувалися при розстилі соломи і кількісно підтверджується результатами визначення вмісту основних компонентів у тіпаному лляному волокні.
Дослідження мікрозрізів різних типів лляних волокон виявило морфологічні зміни в їх структурі при проведенні технологічного процесу отримання довгого тіпаного льону з використанням інтенсифікуючої дії композиційних хімічних препаратів на основі фосфату карбаміду та поверхнево-активних речовин. Спостерігається більший ступінь розволокнення пучків технічних волокон, що спричиняє зменшення тонини і довжини тіпаного льону.
Таблиця 1. Хімічний склад лляного волокна, одержаного за різними варіантами досліджень
Варіанти досліджень |
Склад компонентів, % |
|||
целюлоза |
лігнін |
пектинові речовини |
||
1. Довге волокно, контрольний варіант |
70,64 |
5,37 |
4,62 |
|
2. Довге волокно, отримане після обробки соломи композицією на основі фосфату карбаміду та додецилдіоксіетилсульфокислоти |
71,65 |
4,78 |
4,41 |
|
3. Довге волокно, отримане після обробки соломи композицією на основі фосфату карбаміду та оксіетильованого нонілфенолу АФ 9-10 |
75,90 |
4,54 |
3,80 |
|
4. Довге волокно, отримане після обробки соломи композицією на основі фосфату карбаміду та додецилбензолсульфокислоти |
73,45 |
4,56 |
3,90 |
Фрагменти поперечних зрізів тіпаного волокна наведено на рис. 3 і 4.
Також на базі результатів, отриманих методом світлової мікроскопії, запропоновано нові критерії оцінки ступеня розволокнення комплексних лляних волокон за середньою кількістю елементарних волокон у пучку на поперечному мікрозрізі волокна (ісер.) та абстрактно за коефіцієнтом розволокнення (Ср), які визначають таким чином:
;(8)
; (9)
; (10)
, (11)
Де і - кількість елементарних волокон у пучку;
qi - кількість пучків з і волокнами на зрізі;
ni - кількість елементарних волокон у і-му пучку на зрізі;
Рі - відсоткова частка елементарних волокон у і-му пучку, %.
Результат розрахунку ісер. округлюють до цілого числа, а Ср - до 0,001.
Проведено також мікробіологічні дослідження перетворення лляної соломи в тресту. Отримані результати свідчать, що обробка лляної соломи перед розстиланням композиційними хімічними препаратами на основі фосфату карбаміду та неіоногенних і аніонактивних речовин зменшує інтенсивність утворення на стеблах соломи целюлозоруйнівної мікрофлори Fusarium graminear, Gоnatobotrys flava, Dothiorela gregaria, Septoria linicola, Fusarium gibosum в 5,4 - 12,9 разів порівняно з контрольним варіантом, що сприяє збереженню міцності волокна при одночасному підвищенні гнучкості й відокремлюваності, а також скороченню терміну розстилання до 14 - 18 діб.
3а результатами комплексного дослідження змін фізико-механічних властивостей, морфологічної структури, видового та кількісного складу мікроогранізмів і хімічного складу лляного волокна обґрунтовано доцільність використання хімічних композиційних препаратів на основі фосфату карбаміду та поверхнево-активних речовин у процесах отримання довгого волокна. Встановлено, що найбільш ефективний вплив на фізико-механічні показники трести та волокна спостерігається при використанні композиції: фосфат карбаміду - 20 %, оксіетильований нонілфенол АФ 9-10 - 10 %, вода - 70 % концентрацією 0,4 г/л.
У п'ятому розділі розроблено наукові основи модифікації лляного волокна для одержання волокон функціонального призначення фізико-хіміко-механічним способом.
Одним з актуальних напрямів розвитку асортименту продукції з використанням лляного короткого волокна є його спільна переробка в сумішах з іншими натуральними (бавовна, вовна) і хімічними волокнами за технологією прядіння основного волокна.
Модифікація короткого лляного волокна являє собою цілеспрямовану зміну його складу, надмолекулярної структури, фізико-механічних та інших властивостей за спеціальною технологією під дією механічних хімічних, фізико-механічних та інших чинників. У виробничих умовах модифікацію короткого льоноволокна здійснюють шляхом руйнування структури технічних волокон до дрібних комплексів та елементарних волоконець. Найбільше поширення, як порівняно технологічно простий і екологічно чистий, одержав механічний спосіб модифікації лляного волокна, що має низку різновидів. Однак волокно, отримане чисто механічним способом модифікації, недостатньо елементаризоване і за своїми параметрами не завжди відповідає необхідним якісним показникам для його спільної переробки в сумішах з іншими натуральними (бавовна, вовна) і хімічними волокнами.
Розробку науково обґрунтованої технології модифікації лляного волокна проведено на базі існуючих механічних методів модифікації з використанням додаткової фізико-хімічної дії на льоноволокно та оптимізації параметрів його механічної обробки на обладнанні, що використовується для очищення й потоншення короткого лляного волокна на льонопереробних підприємствах (рис. 5).
Отримання волокна, придатного для змішування з бавовною і проведення процесу прядіння за кардною системою, а також для виготовлення санітарно-гігієнічних матеріалів неможливо без додаткового хімічного розволокнення, очищення і потоншення.
Волокнистий матеріал після тіпальної машини являє собою пучки комплексних недостатньо елементаризованих волокон, в яких ще зберігається сміття та вузлики волокон. Цю волокнисту масу треба подати на чесальні машини для бавовни, наприклад, марки ЧМД-4. Саме на цій ділянці виробництва здійснюється значне розволокнення й укорочення волокон у волокнистому потоці за допомогою механічного впливу двох кардних поверхонь на волокнистий матеріал, що знаходиться у вільному стані між цими поверхнями: суцільно-металевою пилчастою стрічкою (СМПС) і голчастою гарнітурою головок.
Для оптимізації технологічних параметрів процесу чесання відповідно до технологічної схеми (рис. 5) отримання модифікованого лляного волокна проведено комплексне дослідження впливу параметрів настроювання чесального обладнання на якісні показники волокнистого продукту за такими переходами: чесання на машині Ч-600-Л та подвійна обробка на ЧМД-4.
Вивчення залежності якісних показників модифікованого лляного волокна від параметрів механічної обробки проведено з використанням ротатабельного планування другого порядку за центральним композиційним експериментом (ЦКЕ).
Як вхідні фактори розглядаються х1 - частота обертання головного барабана, хв-1 та х2 - величина розведення між приймальним і головним барабанами, мм.
Критеріями оптимізації обрано: У1 - масодовжину лляного волокна, мм; У2 - лінійну густину лляного волокна, текс; У3 - вміст костриці та смітних домішок, %.
За результатами регресійного аналізу процесу чесання на машині Ч-600-Л були одержано статистичні моделі (12 - 14) залежності середньої масодовжини та лінійної густини модифікованого волокна, а також вміст в ньому костриці та смітних домішок від параметрів механічної обробки в кодованих значеннях факторів.
y1 = 36,10 -3,82х1+ 3,43x2 + 0,45х1х2 +5,36х12 + 2,16x22; (12)
y2 = 2,95 - 0,65х1+ 1,45x2 - 0,33х1x2 + 0,31х12 +0,59х22; (13)
y3 = 2,77 - 0,03х1 + 1,28x2 - 0,11х1 х2 + 0,93x12 + 0,74х22. (14)
Рівняння регресії в натуральних значеннях факторів мають такий вигляд:
Y1 = 1343 -16,64х1 - 48,86x2 + 0,11х1х2 +5,36М10-2х12 + 13,52x22; (15)
Y2 = 66,17 - 0,87х1+ 5,15x2 - 8,25М10-2х1x2 + 3,08М10-3х12 + 3,61х22; (16)
Y3 = 212,9 - 2,76х1 - 6,72x2 - 2,69М10-2х1 х2 + 9,34М10-3x12 + 4,65х22. (17)
Аналіз отриманих моделей (12-17) свідчить, що мінімальну масодовжину волокна 33,70-36,10 мм , лінійну густину 2,10-2,52 текс, вміст костриці та смітних домішок 2,60-2,70 % можна отримати при частоті обертання головного барабана 150-160 хв-1 і величині розведення між приймальним і головним барабанами 0,93-1,1 мм. Таке волокно можна використовувати для виробництва нетканих матеріалів різного призначення.
Для досягнення показників якості лляного волокна: масодовжини, лінійної густини і, головне, розподілу волокон за групами довжини, необхідних для сумісної переробки з бавовною, настроювання машини Ч-600-Л недостатньо. Волокнистий продукт треба подати на чесальні машини для бавовни, наприклад, марки ЧМД-4 для подальшого подрібнення технічних комплексів волокон й очищення від смітних домішок.
За результатами регресійного аналізу одержано статистичні моделі (18-20) зміни середньої масодовжини та лінійної густини модифікованого льоноволокна, а також вмісту в ньому костриці та смітних домішок від параметрів механічної обробки в кодованих значеннях.
y1 = 34,22 -1,17х1+ 1,32x2 - 0,01х1х2 +1,02х12 + 0,74x22; (18)
y2 = 2,22 - 0,02х1+ 0,09x2 - 0,05х1x2 + 0,08х12 +0,03х22; (19)
y3 = 2,30 - 0,04х1 + 0,29x2 - 0,19х1 х2 + 0,59x12 + 0,42х22. (20)
Графічні відображення отриманих результатів наведено на рис. 6, де рівняння регресії представлено в натуральних значеннях.
Отримано статистичні рівняння залежності масодовжини:
y1 = 34,54 - 0,88х1+ 0,32x2 + 0,15х1х2 - 0,21х12 + 1,14x22, (21)
лінійної густини:
y2 = 1,41 - 0,10х1+ 0,05x2 - 0,01х1x2 + 0,14х12 - 0,04х22 (22)
і вмісту костриці та смітних домішок:
y3 = 2,03 - 0,20х1 + 0,23x2 - 0,19х1 х2 + 0,37x12 + 0,04х22 (23)
модифікованого лляного волокна від параметрів чесальної машини ЧМД-4 при другому прочісуванні.
Після переходу до натуральних значень вхідних факторів отримуємо нижченаведені рівняння:
Y1 = 299 - 1,98М10-2х1 - 3261x2 + 0,75х1х2 - 8,3М10-5х12 + 8906x22; (24)
Y2 = - 36,75 - 7,07М10-2х1 + 792,40x2 - 6,25М10-2х1x2 + 5,61М10-5х12 - 2328х22; (25)
Y3 = 27,47 - 6,36М10-2х1 - 81,43x2 - 0,93х1х2 + 1,47М10-4x12 + 2492х22. (26)
Усі рівняння регресії для першого і другого прочісування (18-26) мають значимі коефіцієнти й адекватні експериментальним даним з довірчою ймовірністю 0,95.
Отримані результати свідчать, що після другого прочісування, масодовжина, лінійна густина і вміст костриці та смітних домішок продовжують знижуватися. Найбільший вплив здійснюється при частоті обертання від 650 до 700 хв-1 і величині розведення від 0,150 до 0,158 мм.
Одержані статистичні моделі процесу чесання (18-26) дозволяють регулювати основні властивості волокна відповідно до майбутнього функціонального призначення. Однак, слід зазначити, що отримане таким чином волокно ще не може повноцінно перероблятися у сумішах з бавовною, тому бажано досягти більш високого ступеня розволокнення і якісних показників модифікованого лляного волокна. Навіть після другого прочісування параметри волокна не відповідають вимогам технічних умов на модифіковане лляне волокно, що підготовлюється для змішування з бавовною. Отримане за таких умов волокно може бути використане в сумішах з бавовною для виготовлення пряжі № 20-25 з вмістом льону до 65 % та нетканих матеріалів голкопробивним способом, а також вати для одягу.
Також слід зазначити, що, оскільки друге прочісування на машині ЧМД-4 не сприяє значному зменшенню масодовжини, лінійної густини і вмісту костриці та смітних домішок, нами рекомендовано при використанні досліджуваної технологічної схеми модифікації лляного волокна (рис. 5) після першого прочісування на машині ЧМД-4 з частотою обертання головного барабана 650-700 хв-1 і розведенням між приймальним і головним барабанами 0,150-0,158 мм, отримавши волокно з такими показниками: масодовжина 32,28-34,22 мм, лінійна густина 2,15-2,22 текс, вміст костриці та смітних домішок 2,26-2,30 %, переробити його у стрічку, а потім у пряжу сухого прядіння з лінійною густиною 83 текс (№ 12).
Таким чином, для отримання модифікованого волокна з більш високими показниками якості, придатного для виготовлення тонкого асортименту лляних виробів за досліджуваною технологічною схемою (рис. 5) необхідно на стадії отримання модифікованого лляного волокна, крім інтенсифікації механічної обробки, забезпечити роз'єднання технічних комплексів волокон під дією фізико-хімічних факторів з використанням хімічних композиційних препаратів на основі фосфату карбаміду та поверхнево-активних речовин, що збільшують розволокнення технічного волокна льону і знижують масодовжину при меншому ступені руйнування елементарних волокон.
За результатами досліджень розроблено новий спосіб розволокнення лляних комплексів, сутність якого полягає в тому, що коротке лляне волокно № 2 і № 3, отримане після куделеприготувального агрегату, перед фізико-механічною модифікацією піддається емульсуванню хімічними композиційними препаратами на основі фосфату карбаміду і поверхнево-активних речовин для інтенсифікації розщеплення склеєних технічних лляних волокон з терміном вілежування 24 години.
Склад емульсії, %:
Машинна олива (пальмова олія)18
Композиційний хімічний препарат0,4-0,6
Водарешта до100,0
Витрата емульсії становить 8 - 10% від маси волокнистого шару.
Проведено факторний експеримент з визначення впливу трьох хімічних композиційних препаратів, що застосовуються для емульсування льоноволокна перед інтенсивною фізико-механічною обробкою під час модифікації:
-перша композиція - фосфат карбаміду - 20 %; оксіетильований нонілфенол АФ 9-10 - 10 %, вода - 70 %.
- друга композиція - фосфат карбаміду - 10 %, натрієва сіль додецилбензолсульфокислоти - 10 %; вода - 70 %;
- третя композиція - фосфат карбаміду - 20 %, натрієва сіль додецилдіоксіетилсульфокислоти - 10 %, вода - 70 %.
У результаті розрахунку отримано статистичні моделі впливу концентрації композиційних хімічних препаратів на середню масодовжину:
- для композиції з оксіетильованим нонілфенолом АФ 9-10:
Y1I = 44,32 - 36,31x + 21,31x2; (27)
- для композиції з натрієвою сіллю додецилбензолсульфокислоти:
Y1П = 44,50 - 35,07x + 19,81x2; (28)
- для композиції з натрієвою сіллю додецилдіоксі-етилсульфокислоти:
Y1Ш = 42,49 - 19,24x + 7,62x2 (29)
Результати регресійного аналізу впливу концентрації кхп на масодовжину модифікованого лляного волокна (рис. 7) свідчать, що підвищення концентрації препарату призводить до зниження масодовжини модифікованого волокна від 40,10 до 29,00 мм при використанні першої композиції, від 40,12 до 29,15 мм при застосуванні другої композиції, від 40,10 до 32,78 мм, при використанні третьої композиції.
Також отримано статистичні моделі впливу концентрації композиційного хімічного препарату в емульсії на лінійну густину модифікованого лляного волокна:
- для композиції з оксіетильованим нонілфенолом АФ 9-10:
Y1I = 1,57 - 1,64x + 0,87x2; (30)
- для композиції з натрієвою сіллю додецилбензолсульфокислоти:
Y1П = 1,56 - 1,64x + 0,88x2; (31)
- для композиції з натрієвою сіллюдодецилдіоксіетилсульфокислоти:
Y1Ш = 1,43 - 0,45x + 0,30x2 (32)
і на вміст костриці та смітних домішок:
- для композиції з оксіетильованим нонілфенолом АФ 9-10:
Y1I = 1,60 - 0,70x + 0,28x2; (33)
- для композиції з натрієвою сіллю додецилбензолсульфокислоти:
Y1П = 1,59 - 0,60x + 0,16x2; (34)
для композиції з натрієвою сіллюдодецилдіоксіетилсульфокислоти:
Y1Ш = 1,54 - 0,34x + 0,01x2 (35)
Аналіз отриманих результатів (рівняння 30-32), свідчить, що використання кхп в емульсії під час модифікації збільшує розволокнення лляного волокна, тобто зменшує лінійну густину від 1,37 до 0,82 текс для композицій з оксіетильованим нонілфенолом АФ 9-10 і з додецилбензолсульфокислотою та до 1,25 текс при використанні композиції з додецилдіоксіетилсульфокислотою.
Аналіз моделей (33-35) свідчить, що емульсування з використанням кхп сприяє зниженню вмісту костриці та смітних домішок таким чином: після обробки першою композицією до 1,51-1,22 %; другою композицією - до 1,51-1, 21 %; третьою композицією - до 1,5-1,28 %.
Таким чином, усі три досліджувані композиції, що використовувалися у складі емульсії під час модифікації, впливають на фізико-механічні властивості модифікованого льоноволокна, причому найбільш суттєвим є вплив першої і другої композицій хімічних препаратів при концентрації 0,4-0,6 г/л:
...Подобные документы
Загальна характеристика синтетичних волокон. Поняття про модифікацію хімічних волокон та ниток, методи та ефект, що досягається: зміна фізико-механічних властивостей, надання об'ємності та комфортності виробам. Застосування сучасних хімічних волокон.
реферат [21,0 K], добавлен 11.02.2011Вплив мінеральних наповнювачів та олігомерно-полімерних модифікаторів на структурування композиційних матеріалів на основі поліметилфенілсилоксанового лаку. Фізико-механічні, протикорозійні, діелектричні закономірності формування термостійких матеріалів.
автореферат [29,3 K], добавлен 11.04.2009Огляд особливостей використання волокна. Розвиток виробництва хімічних волокон. Вивчення якостей натуральних волокон рослинного та тваринного походження. Аналіз процесу виготовлення та обробки целюлози, мікромодалу, капрону, поліестеру, акрилу, еластину.
презентация [6,3 M], добавлен 18.02.2013Розгляд хіміко-технологічних процесів і технології хімічних продуктів. Ефективність хіміко-технологічного процесу, яка залежить від раціонального вибору послідовності технологічних операцій. Сукупність усіх апаратів для виробництва хімічних продуктів.
реферат [29,2 K], добавлен 15.11.2010Переробка волокон природного походження. Характеристика складу та властивостей волокон природного походження. Основні стадії переробки волокон на прикладі вовни. Фарбування та чесання вовни в гребінному прядінні. Підготовка та змішування волокон.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 26.10.2010Стеклянное волокно, его применение. Общие сведения о базальтовом волокне. Структуры, образующиеся при окислении ПАН-волокна. Плотность и теплопроводность арамидных волокон. Основные свойства полиолефиновых волокон. Поверхностные свойства борных волокон.
контрольная работа [491,1 K], добавлен 16.12.2010Класифікація та призначення текстильних волокон. Технологія одержання пряжі. Будова, властивості, методи опорядження та створення тканини на ткацькому верстаті. Асортимент швейних виробів, етапи їх виготовлення. Опис обладнання у швейному виробництві.
реферат [914,8 K], добавлен 26.11.2010Классификация химических волокон. Свойства и качества искусственных их разновидностей: вискозы и ацетатного волокна. Полиамидные и полиэфирные их аналоги. Сфера применения капрона, лавсана, полиэфирного и полиакрилонитрильного волокон, акриловой пряжи.
презентация [537,4 K], добавлен 14.09.2014Характеристика волокон синтетического происхождения. Положительные стороны и недостатки капрона, лавсана, спандекса. Классификация натуральных волокон. Описание хлопка и шерсти. Искусственные волокна органического и неорганического происхождения.
презентация [828,3 K], добавлен 06.05.2015Физико-механические свойства базальтовых волокон. Производство арамидных волокон, нитей, жгутов. Основная область применения стекловолокна и стеклотекстильных материалов. Назначение, классификация, сфера применения углеродного волокна и углепластика.
контрольная работа [39,4 K], добавлен 07.10.2015Виды искусственных волокон, их свойства и практическое применение. Вискозные, медно-аммиачные и ацетатные волокна, целлюлоза как исходный материал для их получения. Улучшение потребительских свойств пряжи благодаря использованию химических волокон.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 02.12.2011Структура, властивості та технології одержання полімерних композиційних матеріалів, методика їх вимірювання і виготовлення. Особливості лабораторного дослідження епоксидної смоли, бентоніту, кварцового піску. Визначення якостей композиційних систем.
курсовая работа [10,8 M], добавлен 12.06.2013Основу материалов и тканей составляют волокна. Друг от друга волокна отличаются по химическому составу, строению и свойствам. В основу существующей классификации текстильных волокон положено два основных признака - способ их получения и химический состав.
курсовая работа [34,7 K], добавлен 15.12.2010Основні принципи підвищення зносостійкості порошкових матеріалів на основі заліза. Вплив параметрів гарячого штампування на структуру і властивості отримуваних пористих заготовок. Технологія отримання композитів на основі системи карбід титану-сталь.
дипломная работа [4,8 M], добавлен 27.10.2013Натуральные волокна животного, минерального и растительного происхождения. Классификация натуральных волокон. Использование волосяного покрова животных. Водные силикаты магния, железа и кальция. Химический состав волокон и область их происхождения.
реферат [17,5 K], добавлен 23.11.2012Проблеми зберігання якості харчових продуктів зі збільшенням терміну їх зберігання. Технології виготовлення пакувальних матеріалів на основі целюлозного волокна і цеоліту. Залежність властивостей нового пакувального картону від вмісту його компонентів.
статья [92,7 K], добавлен 24.04.2018Анализ развития производства химических волокон. Основные направления совершенствования способов получения вискозных волокон. Современные технологии получения гидратцеллюлозных волокон. Описание технологического процесса. Экологическая экспертиза проекта.
дипломная работа [313,0 K], добавлен 16.08.2009Основні властивості поліамідного та шерстяного волокон та їх суміші. Технологічний процес підготовки текстильних матеріалів із суміші поліамідних волокон з шерстяними. Фарбування кислотними, металовмісними та іншими класами барвників, їх властивості.
курсовая работа [23,2 K], добавлен 17.05.2014Применение химических или физико-химических процессов переработки природных и синтетических высокомолекулярных соединений (полимеров) при производстве химических волокон. Полиамидные и полиэфирные волокна. Формования комплексных нитей из расплава.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 20.11.2010Этапы производства химических волокон. Графит и неграфитированные виды углерода. Высокопрочные, термостойкие и негорючие волокна и нити (фенилон, внивлон, оксалон, армид, углеродные и графические): состав, строение, получение, свойства и применение.
контрольная работа [676,2 K], добавлен 06.07.2015