Розробка матеріало- та енергозберігаючої технології гідрофобної обробки тканин кремнійорганічними олігомерами

Здійснено оцінку екологічної безпеки технології, що розроблена, і проведено розрахунки економічної ефективності.

Ключові слова: кремнійорганічний олігомер, гідрофобізація, технологія, водовідштовхування, адсорбція, текстильний матеріал.

Назарова В.В. Разработка материало- и энергосберегающей технологии гидрофобной отделки тканей кремнийорганическими олигомерами. - Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.18.19 - технология текстильных материалов, швейных и трикотажных изделий. - Херсонский национальный технический университет, Херсон, 2009.

Диссертационная работа посвящена разработке материало- и энергосберегающей технологии гидрофобизации текстильных материалов из целлюлозных, синтетических и смешанных волокон составами на основе кремнийполимеров.

Изучены процессы адсорбции кремнийорганического олигомера волокном. Показано, что кинетические кривые сорбции олигомера волокном характеризуются наличием максимума, величина и положение которого зависят от разных факторов.

Экспериментально показано, что увеличение концентрации полимера в рабочей ванне способствует увеличению его количества на волокне.

При повышении концентрации полимера в ванне роль воды как конкурента гидрофобизатора уменьшается. При этом повышается скорость адсорбции полимера тканью и наблюдается смещение максимума адсорбции на более короткие отрезки времени, что позволяет сократить время обработки ткани.

Показано влияние «фактора преимущественной сорбции» на выход гидрофобизатора на волокно и предложены пути реализации преимущественной сорбции кремнийорганического олигомера поверхностью текстильного материала.

Определены типы добавок, применение которых обеспечивает интенсификацию процесса сорбции и выход необходимого количества олигомера на волокно из ванн со сниженной концентрацией гидрофобизатора. Показано, что максимальный гидрофобный эффект наблюдается при использовании в качестве интенсификаторов сорбции солей двухвалентных металлов, а именно солей цинка и меди.

Показано, что высокий гидрофобный эффект может быть достигнут при концентрации полимера в пропиточном растворе в 2-4 раза меньше принятой в типовой технологии.

Определено процентное содержание кремнийорганического олигомера на волокне, обеспечивающее высокий гидрофобный эффект. Отмечено, что как при уменьшении данного количества гидрофобизатора, так и при его увеличении наблюдается снижение показателя водоотталкивания.

Предложен механизм действия добавки азотсодержащего компонента (алкиламина) и соли металла, совместное введение которых обеспечивает ионизацию и разворачивание макромолекул олигомера и модификацию поверхности волокна ионами металла. Указанные процессы создают более благоприятные условия для реализации всех типов связей между волокном и гидрофобизатором.

Установлено, что комплексное воздействие алкиламина и соли металла обеспечивает возможность повышения стойкости обработанного материала к истиранию и устойчивости эффекта к стирке. Исследование стойкости обработанных образцов к стирке подтвердило эффективность предложенного состава для гидрофобизации текстильных материалов.

Изучены процессы адсорбции гидрофобизатора мокрооотжатой тканью. Показано, что совместное присутствие соли металла и алкиламина обеспечивает преимущественную сорбцию полимера-гидрофобизатора, что дает возможность избежать увеличения концентрации кремнийполимера в пропиточном растворе.

Предложенные добавки позволили получить высокий и стойкий гидрофобный эффект при пониженной температуре тепловой обработки, что дало возможность исключить из технологической схемы отделки операцию термообработки.

Исследовано влияние полимерных веществ на эффективность гидрофобной отделки кремнийорганическими гидрофобизаторами. Показано, что максимально высокий гидрофобный эффект достигается при использовании метилольных производных мочевины, которые отличаются наличием большего количества реакционноспособных групп. Показано, что использование выбранных соединений не ухудшает санитарно-гигиенические показатели обработанной ткани.

Путем проведения полного факторного эксперимента установлены оптимальные условия процесса придания тканям водоотталкивающих свойств. Построена математическая модель процесса и определены факторы, оказывающие максимальное влияние на результаты гидрофобной отделки.

Разработанная энерго- и материалосберегающая технология обработки текстильных материалов кремнийорганической эмульсией реализовывалась однованным и двухванным способами. Двухванный способ обработки позволил сократить затраты гидрофобизатора в четыре раза по сравнению с типовой технологией и в два раза - по сравнению с разработанным однованным способом гидрофобизации при одинаково высоких показателях качества гидрофобной обработки.

На основе двухванного способа обработки текстильных материалов разработана технология введения гидрофобизатора на заключительном этапе крашения тканей, что позволило сократить расход гидрофобизатора и избежать стадии промежуточной сушки между крашением и гидрофобизацией материала.

Проведены исследования по оценке экологической безопасности текстильных материалов, обработанных разработанным составом. Высокие санитарно-гигиенические свойства аппретированных тканей позволили рекомендовать разработанный состав для расширения ассортимента текстильных материалов с гидрофобной отделкой.

Разработанная технология внедрена в производство.

Экономический эффект от внедрения предложенного однованного способа гидрофобной обработки текстильных материалов составляет около 500 грн. на 1000 м ткани и 800-900 грн. на 1000 м ткани при внедрении двухванного способа.

Ключевые слова: кремнийорганический олигомер, гидрофобизация, технология, водоотталкивание, адсорбция, текстильный материал.

Nazarova V.V. Development material- and power saving up technology of waterproof furnish of fabrics by organosilicone oligomers. - the Manuscript. The dissertation on competition of a scientific degree of Candidate of sciences on a speciality 05.18.19 - Technology of textile materials, sewing and knitted products. - The Kherson national technical university, Kherson, 2009.

Dissertational work is devoted working out material- and power saving up technology hydrophobization of textile materials by silicone compounds with the purpose of increase of competitiveness of a domestic production.

Ways of water-repellent furnish of fabrics which give to textile materials steady against physical and chemical and physicomechanical influences waterproof properties at simultaneous reduction of expenses of polymer and decrease in temperature of thermal processing of fabrics are offered one- and two-bathing. Under the developed schemes of a fabric can be processed in wet expressed a kind and at process combination of hydrophobization with final operations of dyeing.

Expenses of organosilicone olygomer are thus reduced in 2-4 times, and the technological scheme of processing does not provide carrying out of heat treatment of fabrics after impregnation and drying.

Dematerialization of technologies is reached at the expense of a process intensification hydrophobization at an adsorption stage of polymer by a fibre. Conditions for prevailing sorption from impregnating solution of repellent and communication strengthenings between macromolecules of polymers of waterproofing agent and fibres are thus created.

The estimation of ecological safety of the developed technology is carried out, and economic efficiency calculations are carried out.

Keywords: organosilicone oligomer, hydrophobization, technology, water pushing away, adsorption, a textile material.

Размещено на Allbest.ru