автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Беление и стабилизация линейных размеров текстильных материалов в среде жидкого аммиака

ИВАНОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ

АКАДЕМИЯ

Р Г Б ОД -

О ОПТ ^а пРавах рукописи

БЕЛОКУРОВА Ольга Александровна

БЕЛЕНИЕ И СТАБИЛИЗАЦИЯ

ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ В СРЕДЕ ЖИДКОГО АММИАКА

Специальность 05.19.03 Технология текстильных материалов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иваново 1994

Работа выполнена на кафедре химической технологии волокнистых материалов Ивановской государственной химико-технологической академии.

Научный руководитель —

заслуженный деятель науки и техники РСФСР, профессор, доктор технических наук Б. Н. Мельников.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор М. Н. Герасимов,

доктор технических наук, ст. н. с. Ю. А. Калинников.

Ведущая организация—

Ивановский научно-исследовательский институт хлопчатобумажной промышленности.

Защита состоится 1994 г. в /<Р. часов

на заседании специализированного совета К 063.11.02 при Ивановской государственной химико-технологической академии по адресу: 153460, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГХТА.

Автореферат разослан « . » . 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук <

профессор И. Б. БЛИНИЧЕВА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Высокая чувствительность гидратцеллюлозных волокон к действию щелочных растворов, несмотря на отсутствие естественных спутников целлюлозы и сравнительную легкость удаления искусственно нанесенных примесей, создает серьезные трудности при подготовке текстильных материалов, содержащих эти волокна Использование едкого натра в качестве мерсеризующего агента приводит к деструкции гидратцеллюлозных волокон, следствием чего является- снижение прочностных характеристик ткани, появление жесткого грифа Исключение же операции мерсеризации из технологической цепочки подготовки тканей (в частности, вискозных штапельных) далеко не всегда может обеспечить получение окрасок требуемой яркости, чистоты и интенсивности, а также высоких показателей стабилизации линейных размеров.

Таким образом, важнейшим аспектом совершенствования существующих процессов подготовки тканей из гидратцеллюлозных волокон и смеси их с натуральными является существенное улучшение потребительских свойств этих тканей. Другой не менее важный аспект связан с экологическими проблемами, в частности, уменьшением водо-потребления и количества сточных вод, регенерацией мерсеризующего агента

Реальным путем • преодоления указанных проблем может стать использование для облагораживания тканей, содержащих гидратцеллю-лозные волокна, жидкого аммиака Существующие разработки ученых разных стран, подтвержденные практикой, свидетельствуют о том, что использование данного реагента в процессах отделки текстильных материалов позволяет не только резко улучшить качество готовой продукции, но и организовать процесс по замкнутому циклу с минимальным сбросом сточных вод. Однако отсутствие глубоких всесторонних исследований по воздействию жидкого аммиака на ткани из гидратцеллюлозных волокон и смеси их с хлопковыми, а такие данных по использованию жидкого аммиака в процессах беления, ограничивают область его использования, главным образом, в качестве мерсеризующего агента для хлопчатобумажных тканей.

'Настоящая работа посвящена всесторонней оценке жидкого аммиака как мерсеризующего и стабилизирующего агента для тканей, со-

держащих гидратцеллюлозные волокна, а также выявлению возможности интенсификации подготовки вискозных штапельных тканей путем совмещения операций мерсеризации и беления.

Работа выполнена в соответствии с планами НИР ИГХТА и Общегосударственной научно-технической программы "Высокоэффективные технологии развития социальной сферы".

Цель работы состояла в установлении основных закономерностей воздействия жидкого аммиака на структуру, сорбционные и физико-механические свойства тканей, содержащих гидратцеллюлозные волокна, и разработке на этой основе новых, теоретически обоснованных высокоэффективных способов подготовки текстильных материалов.

Для достижения поставленной цели были выполнены следующие этапы работы:

- обоснование целесообразности и эффективности использования жидкого аммиака в процессах мерсеризации текстильных материалов из гидратцеллюлозных волокон и -смеси их с хлопковыми;

- исследование влияния жидкого аммиака на изменение комплекса потребительских и технологических свойств .вискозных штапельных и хлопкосиблоновых тканей;

- установление взаимосвязи между условиями обработки жидким аммиаком й сообщаемым эффектом стабилизации . линейных размеров тканей; ' '

- оценка целесообразности использования монопероксигидрата мочевины ■ в качестве отбеливающего агента и изучение оеобекнсстей проте!сания процесса беления гидратцеллюлозных текстильных материалов с использованием данного препарата из среды жидкого аммиака;

- разработка принципиально нового способа подготовки вискозных штапельных тканей на основе совмещения операций мерсеризации и беления. _ .'

Общая характеристика объектов и методов исследования. В•работе использовались материалы, содержащие различные гидратцеллюлозные волокна, в виде тканей, нитей и элементарных волокон; текстильно-вспомогательные вещества.отечественного и зарубежного производства - стеарокс б, стеарокс 920, препарат 22, словавив СГ-100, леомин КП; отбеливающий препарат— монопероксигидрат мочевины; стабилизатор процесса жидкоаммиачного беления - хлорид аммония. В качестве мерсеризующего агента, а также среды для бе-' ления текстильных материалов применялся жидкий аммиак.

- 2 -

Предложенные способы обработки текстильных материалов в сравнении с традиционными технологиями подготовки характеризуется значительным сокращением длительности процесса, уменьшением затрат энергии, воды и пара, а также снижением расхода химических материалов.

Автор защищает:

- теоретическое и экспериментальное обоснование эффективности использования гадкого аммишса в качестве рабочей среди для подготовки и улучшения качества текстильных материалов, содержащих гидратцеллюлозные волокна;

- установленную взаимосвязь кевду способом удаления аммиака из ткани, степенью ее вытяжки в процессе обработки и эффективностью воздействия жидкого аммиака на структурные, сорбционные и эксплуатационные показатели вискозных штапельных и хлопкосиблоно-вых тканей;

теоретическое и экспериментальное обоснование принципиальной возможности осуществления процесса беления текстильных материалов из среды жидкого аммиака на основе . использования монопе-роксигидрата мочевины;

• - выбор и обоснование состава жидкоаммиачной белящей ванны; установленные особенности влияния жидкого аммиака на кинетику разложения пероксида водорода, а также изменение тонкой структуры гидратцеллюлозных волокон в процессе беления из жидкоаммиачной среды;

- разработанные технологии обработки текстильных материалов жидютм аммиаком: мерсеризации и стабилизации линейных размеров вискозных штапельных и хлопкосиблоновых тканей; совмещенный процесс беления, мерсеризации и стабилизации линейных размеров вискозных штапельных тканей.

Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены/ обсуждены и получили положительную оценку:

- на Всесоюзной научно-технической конференции "Основные направления развития научно-технического прогресса в текстильной промышленности", 1й8йг. (Барнаул);

- на II областной конференции молодых ученых и специалистов, 1986 г. .(Иваново);

- на Всесоюзной научно-технической конференции молодых ученых "Технический прогресс в развитии ассортимента и качества изделий

- 4

легкой промышленности", 1987 г. (Иваново);

- на Всесоюзной конференции молодых ученых и студентов "Химическая технология я проблемы токсичности", 198? г. (Москва);

- на Всесоюзном совещании "Применение ПАВ и новых отделочных препаратов в текстильной химии", 19Б8 г. (Ереван);

- на Всесоюзной научно-техническоа конференции "Эффективное использование химических волокон и нитей для расширения ассортимента и улучшения качества тканей", 1988 г. (Москва);

- на V областной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов, 1988 г. (Тамбов);

- на VIII конференции по старению и стабилизации полимеров, 1989 г. (Черноголовка);

- на Международной научно-технической конференции "Проблемы развития текстильной и легкой промышленности -в современных условиях" (Прогресс - 92), 1992 г. (Иваново);

- на Международной конференции "Текстильная химия", 1992 г. (Иваново);

- на III Российской конференция "Химия и применение неводных растворов", 1993 г. .(Иваново);

- на научно-технических конференциях преподавателей и сотрудников ИГХТЛ, 1988, 1992, 1994 гг.

Содержание представленных докладов отражено в тезисах вышеперечисленных конференций.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа содержит; введение, литературный обзор, главу с описанием шлей и задач работы, методическую и экспериментальную части с обсуздение'м результатов, выводы, список использованной литературы (124 наименования). Основная часть диссертации изложена на 152 страницах, включает 28 рисунков и 15 таблиц.

Во введении обоснованы актуальность работы, ее научная новизна и практическая значимость.

В литературном обзоре в соответствии с темой диссертационной работы проведен анализ существующих и перспективных способов подготовки цэллкюозных материалов из натуральных, химических волокон и их смесей. Среди основных направлений интенсификации этих процессов отмечены использование неводннх сред и совмещение разрозненных технологических операций в одну стадию. Приведены современные сведения с свойствах хидкого аммиака и практических спосо-

бах его использования в процессах отделки текстильных материалов. Рассмотрены современные научные представления о влиянии жидкого аммиака на структуру и физико-химические свойства целлюлозных материалов.

В методической части приведена характеристика объектов и методов исследования.

Экспериментальная часть и обсуждение результатов состоит из 6 разделов.

1. Изучение влияния способа мерсеризации текстильных материалов, содержащих гидратцеллюяозные волокна, на их сорбционные и физико-механические свойства.

Для оценки эффективности использования жидкого аммиака в качестве мерсеризующего агента для тканей, содержащих различные гидратцеллюлозные волокна, проведена оценка степени растворимости вискозных и сиблоновых текстильных материалов при обработке жидким аммиаком и раствором гидроксида натрия в различных условиях.

Показано, что жидкий аммиак в отличие от раствора едкого натра практически не изменяет массы этих тканей и не представляет опасности для гидратцеллюлозных волокон ни на стадии пропитки (при любой ее длительности), ни при последующей промывке.

Данный вывод подтвержден результатами электронно-микроскопического исследования поверхности гидратцеллюлозных волокон, обработанных различными мерсеризующими агентами.. Достаточно сильные повреждения поверхностного слоя волокон выявлены лишь в случае воздействия раствора гидроксида натрия.

Оценено влияние способа мерсеризации на сорбционную активность целлюлозы, установлено, что обработка материалов, содержащих гидратцеллюлозные волокна, жидким аммиаком имеет преимущества и с этой точки зрения. В частности, сорбция йода волокнистым материалом, подвергнутым воздействию жидкого аммиака, в 1,3-2,1 раза выше, чем при мерсеризации едким натром, баритовое число -соответственно выше в 1,1 раза..

Отмечено, что лучшие показатели сорбционной способности материала достигаются при удалении аммиака испарением на воздухе.

Показано, что для тканей из гидратцеллюлозных материалов one- ' рация мерсеризации важна не только как средство, обеспечивающее

-6 -

возрастание сорбционной активности текстильного материала, но и как способ улучшения грифа ткани, повышения ее прочности, стабильности линейных размеров.

На основании данных по изменению таких физико-механических показателей гак разрывная нагрузка, разрывное удлинение, стойкость к истиранию, бытовая усадка и жесткость показано, что традиционный способ мерсеризации тканей растворами едксго натра не позволяет достичь уровня, соответствующего мерсеризации жидким аммиаком.

Таким образом, жидкий аммиак является той средой, которая в отличие от водных растворов гидроксида натрия позволяет существенно повысить сорбционные, улучшить физико-механические свойства тканей из гидратцеллюлозных волокон, не оказывая деструктирующэго воздействия на текстильный материал. Данное обстоятельство в значительной степени обусловливает уникальность жидкого аммиака как мерсеризующего агента для материалов, содержащих гидратцеллюлоз-ные волокна.

2. Пути устранения жесткости вискозных тганей при обработке их жидким аммиаком.

Одним из затруднений, связанных с использованием водного режима удаления аммиака при обработке вискозных штапельных тканей, является повышенная жесткость материала, вызванная склеиванием отдельных волоконец. Проведена оценка влияния предварительной обработки вискозной штапельной ткани различными . ТВВ перед воздействием жидкого аммиака на жесткость текстильного материала и ряд других эксплуатационных показателей.

Показано; что последовательное воздействие на вискозную штапельную ткань ТВВ и жидкого аммиака позволяет:

- полностью предотвратить появление жесткости;

- повысить прочностные показатели;

- улучшить свойства малосминээмосги в сухом состоянии, сохраняя на высоком уровне показатели малосминаемости в мокром состоянии;

- значительно повысить стойкость к истиранию;

- улучшить показателя стабилизации линейных размеров текстильного кптериача

Обоснован выбор наиболее эффективных ТВВ, определены их оптимальные концентрации.

Оригинальность предложенной технологии, позволяющей получать вискозные штапельные ткани с высокими эксплуатационными свойствами и мягким грифом, подтверждена авторским ' свидетельством СССР N 1526553. '

3. Определение оптимальных условий стабилизации линейных размеров текстильных материалов при обработке их в жидком аммиаке.

Проведено исследование, направленное на определение оптималь; них параметров обработки тканей в жидком .аммиаке с целью достижения эффекта минимальной бытовой усадки. В процессе исследования варьировались степень вытяжки текстильного материала и режим удаления реагента.

На основании экспериментальных данных выявлен экстремальный характер зависимости величины бытовой усадки от степени вытяжки текстильного материала. Установлено, что наибольшая стабильность линейных размеров вискозной ткани достигается при однопроцентной вытяжке текстильного материала. .

Минимальная усадка хлопкосиблоновой ткани в зависимости от режима удаления-реагента наблюдается при 2-х - 4-х процентной вытяжке.

Причины такого характера изменения величины бытовой усадки связаны, по-видимому, с наличием и неравномерностью распределения внутренних напряжений. При незначительном вытягивании ткани после погружения ее в жидкий - аммиак создаются благоприятные условия для снятия напряжений, позволяющие макромолекулам целлюлозы принять форму., отвечающую уравновешенной структуре волокна. Дальнейшее увеличение натяжения ткали приводит к возникновению новых дополнительных напряжений и тем самым создаются условия для последующей усадки материала.

Отмечено, что для достижения высоких показателей стабилизации линейных размеров тканей.предпочтительней водные'режимы удаления аммиака.

При выборе оптимальных условий обработки наряду с величиной бытовой усадки оценены и такие качественные показатели тканей,

8 -

как разрывная нагрузка, разрывное удлинение, стойкость к истиранию.

На основе анализа результатов воздействия жидкого аммиака на физико-механические показатели вискозной штапельной и хлопкосиб-лоновой тканей установлено, что для достижения максимальной стабилизации линейных размеров обработку жидким аммиаком целесообразно проводить при удалении реагента холодной или горячей водой и последующей вытяжке материала. Для вискозной штапельной ткани оптимальная степень вытяжки составляет IX, а для хлопкосиблоновой - 2% в уточном направлении. Аммиачная обработка, осуществляемая таким образом, позволяет получить прочную, стойкую к истиранию ткань, обладающую высокими показателями стабилизации линейных размеров. По этим приобретенным свойствам хлопкосиблоновая ткань значительно превосходит аналогичный текстильный материал, прошедший отделку "ПУХО".

4. Влияние жидкого аммиака на деформационные свойства текстильных материалов.

Изучены одноцикловые характеристики вискозных и хлопкосибло-новых нитей при воздействии на них жидкого аммиака

Установлено, что растяжимость нитей, обработанных жидким аммиаком, в целом увеличивается. .Изменение деформации обусловлено, главным образом, ростом пластической составлявшей, что является следствием ослабления энергии межмолекулярного взаимодействия в полимере, происходящего в результате перестройки.тонкой структуры целлюлозного волокна под действием жидкого аммиака. Такие структурные изменения сопровождаются эффектом повышения накрашиваемое ти и качества отделки текстильного материала. Вместе с тем для получения стабильной формы изделий важно уменьшить пластическую составляющую деформации. Показано, что нахождению компромиссного решения данной задачи может способствовать создание условий для наиболее полной релаксации внутренних напряжений, волокнистого материала в процессе аммиачной обработки. В частности, для достижения лучших деформационных свойств текстильного материма существенное значение имеет правильный выбор режима удаления реагента, а такте степени вмтяжкя текотидьиого материала.

На рт. 1. иллп;трир,учщом кинетические кривые изменения де1}ор-

- г> -

мадии хлопкосиблонових нитей, отчетливо прослеживается уменьшение необратимой доли деформации с 5,0?. при обработке в фиксированном состоянии до 3,87. при двухпроцентной вытяжке хлопкосиблоновой ткани по утку.

Рис. 1. Диаграмма изменения деформации хлопкосиблоновых

нитей.

Шказано, что пластическая составляющая полного удлинения вискозных нитей, подвергнутых воздействию аммиака с последующим его испарением, значительно меньше, чем в случае удаления водой (соответственно 3,8% против 8,37. по основе и 4,9£ против, 10,3% по утку).

5. Разработ]« принципиально новой технологии подготовил тканей из гндратцеллюлозных волокон.

6.1. Обоснование выбора окислителя для осуществления процесса беления из среды жидкого аммиака.

Осуществлен целенаправленный выбор отбеливателя для проведения процесса беления текстильных материалов из среды жидкого ам-

. - 10 -

миака.

Всесторонне обоснована целесообразность и эффективность использования для этой цели монопероксигидрата мочевины (ПГМ), удовлетворяющего следующему комплексу требований:

- хорошая растворимость в жидком аммиаке;

- высокая активность при достаточно низких значениях рН (7,5-10,5);

- меньшее по сравнению с перокеидом водорода повреждение текстильного материала.

5. 2. Разработка принципиально нового способа беления вискозных штапельных тканей из среды жидкого аммиака и оптимизация технологических параметров этого процесса.

Проанализированы и выделены наиболее ваяние факторы, влияющие на качество беления при осуществлении процесса из жидкоаммиачной среды:

- величина рН среды беления, которая определяется количеством аммиака на ткани в момент запаривания; .

- концентрация ПГМ в жидком аммиаке;

- длительность запаривания ткани.

. Определены основные стадии процесса беления (1 - пропитка аммиачным белящим раствором; 2 - сушка для удаления избытка аммиака; 3 - запаривание; 4 - промывка) и оптимизированы их технологические параметры.

При определении оптимальных значений продолжительности запаривания и концентрации-окислителя в.аммиачной ванне был использован комплекс вычислительных программ, разработанных на кафедре ХТВМ ИГХТА вед. науч. сотр. Ф. Ю. Телегиным. В указанных программных средствах применены новые методы аппроксимации экспериментальных данных на основе сплайнов при хаотичном плане эксперимента. Это позволило провести обработку данных, полученных непосредственно в ходе поискового эксперимента, без поддержания параметров на строго определенном уровне в отличие от требований традиционных методов построения эмпирических моделей.

В результате были получены математические модели, описывавшие зависимость степени белизны V и величины разрывной нагрузки Р от концентрации отбеливающего агента и длительности запаривания. Для

- 11 -

выявления оптимальных параметров процесса беления было проведено совместное решение полученных моделей при наложении ограничений, диктуемых требованиями ГОСТа, на целевые функции. В соответствии с этим на рис. 2 представлено графическое решение задачи многокритериальной оптимизации процесса беления вискозной штапельной ткани из среды жидкого аммиака. Заштрихованное поле представляет собой область оптимальных значений концентраций ЛГМ в белящей ванне и длительности запаривания ткани, при которых достигаются требуемые показатели качества ткани.

Рис. 2. Диаграмма прогнозирования результатов беления вискозной штапельной ткани в зависимости от концентрационно - временных параметров

л - линии уровня белизны, V (%) - 78, 79, 80, 81 и 82

—- линии уровня разрывной нагрузки, Р (Н/нить) "2,5; 2,7; 2,9; 3,1 и 3,3

3 4 5 Х08Ц-М ЦГМ, г/л

Из анализа диаграммы видно, что необходимый эффект белизны (V > 80%) при допустимых потерях механической прочности (Р ^ 2,9' Н/нить) мозгет быть достигнут при сокращении продолжительности запаривания ь ю-20 раз по сравнению с белением водными растворами отбеливателей.

Оригинальность'разработанного способа беления текстильных материалов из среди жидкого аммиака подтверждена авторским свидетельством СССР N 1599452.

6. Изучение специфики процесса беления вискозных

штапельных тканей из среды жидкого аммиака 6.1. Исследование кинетических характеристик процесса беления вискозных штапельных тканей из среды жидкого аммиака.

Изучены кинетические закономерности разложения пероксида водорода в условиях жидкоаммиачного ■ беления вискозных штапельных тканей. Установлено, что скорость разложения пероксида водорода при белении текстильных материалов из среды жидкого аммиака значительно выше, чем при белении водными растворами окислителей. На основе полученных экспериментальных данных рассчитаны ■ соот-' ветствуюшие константы скоростей разложения пероксида водорода.

С целью уменьшения возможных потерь окислителя в результате его непроизводительного расхода и создания наиболее благоприятных условий для протекания процесса беления предпринята попытка найти способ стабилизации процесса разложения окислителя. В качестве стабилизирующей добавки предложено использовать хлорид аммония. Показано, что присутствие на текстильном материале соли аммония, способной к образованию с аммиаком буферной системы, несколько снижает скорость разложения пероксида водорода (рис.3, кривая 2).

1.оЛ о

| °'8 '

'8

ц 0,6 .

Рис. 3. Кинетика разложения пероксида водорода при белении вискозной штапельной ткани

1 - беление в жидком аммиаке

без добавки;

2 - беление в жидком аммиаке с

о

§ 0,2

М1«С1.

н . о

2 1

О 30

1ГПЛ7ТОЯ»и«

продолжительность

ютки, с

суйймзапвриввниа

При этом повышается степень полезного использования отбеливающего реагента, что подтверждается экспериментальными данными по изменению степени белизны ткани в процессе ее запаривания, а также установленным фактом повышения величины разрывной нагрузки (от 2,9 до 3,2 Н/нить по основе и от 3,2 до 3,5 Н/нить по утку) и удельной вязкости медно-аммиачного раствора целлюлозы (от 0,21 до 0,29).

Определена оптимальная концентрация хлорида аммония, обеспечивающая, лучшие показатели беления (10-15 г/л).

Состав для беления вискозных штапельных тканей из среды жидкого аммиака с использованием композиции ПГМ - МЩС1 защищен решением на выдачу патента РФ по авторской заявке М 5019777/05/081686.

• Оценена стабдльность белящих растворов на основе жидкого аммиака Показано, что отсутствие воды в белящей ванне придает ей высокую стабильность, что выгодно отличает жидкоаммиачные растворы ПГМ от водных.

Проведен анализ качественных показателей вискозной ткани, отбеленной различными способами. Установлено, что наряду с высокой скоростью процесса важным преимуществом жидкоаммиачного способа беления является существенное повышение капиллярности, сорбцион-ной способности и показателей стабильности линейных размеров текстильных материалов. Два последних из отмеченных свойств, как правило, сообщаются тканям при обработке их концентрированными растворам" гидроксида натрия. Таким образом, осуществление процесса беления из среды жидкого аммиака позволяет за один цикл обработки получить текстильный материал с показателями, превышающими требования ГОСТа.

6.2. Изучение структурных изменений целлюлозы в процессе беления вискозной штапельной ткани из среды жидкого аммиака.

Методом рентгеноструктурного анализа изучено изменение тонкой структуры целлюлозных волокон трех видов (вискозного, сиблонового и хлопкового) в результате воздействия только жидкого аммиака и при белении целлюлозных материалов из его среды.

Установлено', 'что осуществление процесса беления из среды жид- 14 -

кого аммиака приводит к образованию смешанной структуры целлюлозы, содержащей модификации Цел-зы II и Цел-зы Ш - для гидрат-целлюлозных волокон и Цел-зы I и Цел-зы III - для хлопковых, как и в случае мерсеризации целлюлозных материалов жидким аммиаком. Дополнительного изменения степени кристалличности как хлопковых, так и гидратцеллюлозных волокон,- обусловленного введением в аммиачную ванну белящего препарата, не отмечено.

На основании полученных данных оценена эффективность мерсеризации в интенсифицированном способе подготовки, совмещающем данную операцию с белением текстильных материалов. Показано, что при одностадийном построении технологии подготовки ткань приобретает не только высокие показатели белизны, но и высокие показатели мерсеризации.

ВЫВОДЫ

1. Проведена оценка целесообразности использования жидкого аммиака при мерсеризации тканей, содержащих гидратцеллюлозные волокна. Установлено, что жидкий аммиак является уникальной средой, позволяющей в отличие от традиционных водных растворов гидроксида натрия сообщить текстильному.материалу высокий-эффект мерсеризации, не оказывая деструктирующего влияния на гидратцеллюлозную составляющую тканей. В сравнении с результатами классической мерсеризации обработка ' хлопкосиблоновой ткани жидким аммиаком обеспечивает дополнительное повышение баритового числа на 10%, сорбции йода - на 25-114%, разрывной нагрузки - на 8-26%, стойкости к истиранию - на 18-35%, величины бытовой усадки - на 16-80%.

2. Установлено, что эф{ективность воздействия жидкого аммиака на вискозную штапельную и хлопкосиблоновую ткани в значительной, степени определяется способом удаления реагента из ткани и степенью ее вытяжки в процессе обработки. Лучшие сорбционные свойства текстильных материалов наблюдаются в случае удаления аммиака испарением на воздухе; а наибольший уровень стабилизации лшгейннх размеров обеспечивает использование водных режимов удаления реагента.

3. Установлена экстремальная зависимость величины бытовой усадки от степени вытяжки текстильного материала, выявлен харак-

- 15 -

тер влияния натяжения на ряд важнейших потребительских поргазате-лей и определены оптимальные условия придания тканям высокого эффекта стабилизации. Показано, что при воздействии жидкого аммиака на хлопкосиблоновую ткань с последующей 2%-ной вытяжкой материала в уточном направлении результаты стабилизации линейных размеров не уступают, а стойкость к истиранию и величина разрывной нагрузки значительно превосходят соответствующие показатели, достигаемые при химической противоусадочной отделке.

4. Показано, что предварительная обработка вискозной штапельной ткани текстильно-вспомогательными веществами позволяет:

- получить ткани с мягким грифом;

- повысить прочностные показатели;

- улучшить свойства малосминаемости в сухом состоянии, сохраняя на том же уровне показатели малосминаемости в мокром состоянии;

- значительно повысить стойкость к истиранию;

- улучшить показатели стабилизации линейных размеров текстильного материала.

5. Разработана принципиально новая технология подготовки вискозной штапельной ткани, основанная на использовании в качестве рабочей среды жидкого аммиака и монопероксигидрата мочевины в качестве белящего агента. Предлагаемая технология обеспечивает одновременное получение на ткани высокого' эффекта мерсеризации, белизны и стабильности линейных размеров наряду с хсрошими физико-механическими свойствами. 'Подготовленная ткань характеризуется следующими основными показателями: белизна 80-Р1Х; разрывная нагрузка по основе 2.9-3,2; но утку 3,2-3,5 Н/нить; капиллярность 150-165 мм/час; бытовая усадка по основе +3,5%, по утку +2,5%.

6. Установлено, что использование жидкого аммиака в качестве рабочей среды позволяет существенно повысить скорость процесса беления. Выявлено,что введение в белящую ванну хлорида аммония повышает степень полезного использования отбеливающего реагента. Показано, что аммиачная белящач ванна в отличие от водной обладает более высокой стабильностью.

V. Проведено сопоставление эффективности процесса подготовки вискозно'1 штапельной ткани из среды жидкого аммиака с традиционной водной технологией беления перокеидом водорода. Установлено, что наряду с сокращаем длительности процесса более чем г, 3 раза обработка по предлагаемому способу существенно улучшает качество

- 16 -

вискозной ткани, повышая показатели стабилизации линейных размеров в 3-5 раз; капиллярность - в 1,3 раза; способности к окрашиванию - в 1,9 раза; разрывной нагрузки - в 1,1 раза.

8. Методом рентгеноструктурного анализа исследованы особенности изменения тонкой структуры целлюлозных волокон в условиях неводной технологии подготовки текстильных материмой. Ешвлено, что при- проведении операции подготовки в среде жидкого аммиака текстильный материал получает комплекс положительных характеристик, которые обычно достигаются при осуществлении технологии по многостадийной схеме.

Основные положения диссертационной работы изложены и следующих публикациях.

1. Тренина О. А., Кириллова М. Е , Мельников Б. Е Использование жидкого аммиака для стабилизации хлопкосиблонових тканей // Изв. вузов. Технология текстил. пром-сти. - 1987. - N 3. - С. 69-72.

2. Тренина 0. А. , Кириллова 1,1 Е Повышение эксплуатационных показателей хлопкосиблоновых тканей // Повышение эффективности технологических процессов и совершенствование оборудования для производства продукции текстильной промышленности: Сб. науч. тр. - Л.,

1988. - С. 60-63.

.3. Белокурова О. А., Кириллова М. Е , . Мельников Б. Е Изменение эксплуатационных свойств вискозных штапельных тканей под действием жидкого аммиака // Изв. вузов. Технология текстил. пром-сти. -

1989. - И 1. - С. 65-68;

4. Белокурова О. А. , Кириллова М. Е , Бэлянкина Т. Б. Воздействие жидкого аммиака на деформационные свойства тканей // Совершенствование проектирования и изготовления одежды: Сб. науч. тр.

- Иваново, 1989. - С. 128-131.

5.. Белокурова 0. А. , Кириллова ¡А Н., Мельников В. Е Беление текстильных материалов монопероксигидратом мочевины в среде жидкого аммиака // Изв. вузов. Технология текстил. пром-сти. - 1990.

- С. 54-57.

0. Белокурова О. А. , Кириллова М. К , Лебедева В. И. Новый способ подготовки вискозных штапельных- тканей // Новые ресурсосберегающие и экологически чистые технологии в красильно-отделочном производстве: Межвуз. сб. науч. тр. - 0. -Петербург, 1992. - С. 4-6.

- 17 -

7. Белокурова О. А. , Кириллова М. Н , Мельников Б. Н. , Щеглова Т. Л. Стабилизация процесса беления вискозных'штапельных тканей монопе-роксигидратом мочевины в жидком аммиаке // Изв. вузов. Технология текстил. пром-сти. - 1993. - N 3. - С. 53-56.

8. Тренина О. А., Кириллова М. Н., Мельников Б. К Эффективность обработки хлопкосиблоновых тканей жидким аммиаком // Тез. докл.' Бсесоюз. науч.-техн.- конф. "Основные направления развития научно-технического прогресса в текстильной промышленности". - Барнаул, 1986. - С. 77-79.

9. Тренина О. А., Кириллова М. Н. , Мельников Б. Е Влияние жидкого аммиака на изменение свойств хлолкосиблоновой ткани // Тез. докл. областной конф. молодых ученых по общественно-политическим и науч. - техн. проблемам. Иваново, 1986. - Ч.'2. - СТ. 111.

10. Белокурова О. А. Комплексная оценка воздействия жидкого аммиака на хлопкосиблоновую ткань // Тез. докл. Всесоюзн. науч. -техн. конф. молодых ученых "Технический прогресс в развитии ассортимента и качества изделий легкой промышленности". - Иваново, 1987. -С. 92.

11. Белокурова 0. А. Способ отделки хлопкосиблоновых тканей, исключающий использование токсичных веществ // Тез. докл. Всесоюзн. конф. молодых ученых и студентов "Химическая технология и проблемы токсичности". - Москва, 1987. - С. .90.

12. Белокурова О. А., Кириллова М. Н. Улучшение качества тканей из гидратцеллюлозных волокон на основе использования жидкого аммиака и ТВВ // Тез. докл. Всесоюзн. науч. -техн. конф. "Эффективное использование химических волокон и нитей для расширения ассортимента и улучшения качества тканей". - Москва, 1988.. - С. 171-172.

13. Процесс облагораживания целлюлозных текстильных материалов с использованием жидкого аммиака / О. А. Белокурова, Б. а Мельников, Е Л Зеленова // Тез. докл. V Областной науч. -техн.. конф. молодых ученых и специалистов. - Тамбов, 1988. - С. 68.

14. Белокурова О. А., Кириллова М. Н., Мельников Б. Е Повышение добротности и эксплуатационной надежности текстильных материалов // Тез. докл. VI11 конф. по старению и стабилизации полимеров. -Черноголовка, 1989. - С. 94.

15. Белокурова О. А., Кириллова М. Е , Мельников Б. Е Исследование особенностей протекания процесса беления вискозных штапельных тканей в жидком'аммиако // Тез. докл. Междунар. науч. -техн. конф.

- 18 -

"Проблемы развития текстильной и легкой промышленности в современных условиях" (Прогресс - 92). - Иваново, 1992. - С. 166.

16. Белокурова О. А., Кириллова М. Е, Белянкина Т. В. Влияние жидкого аммиака на деформационные свойства текстильных материалов // Тез. докл. Меэдунар. конф. "Текстильная химия". - Иваново, 1992.

- С. 43.

17. Мерсеризация и беление текстильных материалов в жидком аммиаке / О. А. Белокурова, М. Е Кириллова, Б Н Мельников, Ф. Ю. Телегин // Тез. докл. III Российской конф. "Химия и применение неводных растворов". - Иваново, 1993. - С. 273.

18. А. с. 1516553 СССР, ШИ Д 06 М 1/02, 1/10. Способ обработки текстильных материалов / Б. Е Мельников, М. Е Кириллова, О.А.Белокурова, Е Л Зеденова; Иванов,- хим.-технол. ин-.т (СССР). - N 4230202; Заявл. 14.04.87; Опубл. 23.10.89, Бюл. N 39 // Открытия. Изобретения. - 1989. - N 39.

19. A.c. 1599452. СССР, МКИ Д Об L 3/02. Состав для беления вискозных штапельных тканей / Б. Е Мельников, Ы. Е Кириллова, 0. А. Белокурова, И. JL Алексеева; Иванов, хим.-технол. ин-т (СССР).

- N 4424175; . Заявл. 07. 05.88; Опубл. 15.10. 90, Бюл. N 38 // Открытия. Изобретения. - 1990. - N 38.

20. Решение о выдаче патента РФ (от 26.08.93) по заявке N 5019777/05/081686. Состав для беления вискозных'Штапельных тканей / Мельников Б. Е , Белокурова О. А., Щеглова Т. JL , Кириллова И Е

Подписано к печати 27.09.94 г. Формат бумаги 60x84 1/16. Печ.л. 1,25.-Усл.п.л. 1,Т6. Тираж 80 экз. Заказ 2549/р.

■ л ..,,.,,..........

Типография Г.УК ПК Минтопэнерго РФ, г.Иваиово, ул.Ермака 4Т