автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Разработка и применение препаратов на основе диметилолмочевины для химической стабилизации линейных размеров тканей

ХЕРСОНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

п г г: п 1

' 1 и На правах рукописи

- 6 УДИ 1ЯЙ7 удк 677-862-

САЛЕБА ЛЮДМИЛА ВЛАДИМИРОВНА

РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ ПРЕПАРАТОВ

НА ОСНОВЕ ДИМЕТИЛОЛМОЧЕВИНЫ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ ТКАНЕЙ

Специальность 05.19.03 — Техпологил текстильных и

трикотажных материалов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Херсон 1997

Работа выполнена на каФедре химической технологии волокнистых материалов Херсонского индустриального института

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор, член-корреспондент Академии технологической кибернетики Украины г. С. Сарибеков Научный консультант:

кандидат технических наук, доцент м. с. кулигина Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор р. п. якимчук

кандидат технических наук.

старший научный сотрудник с. а. полишук

ведущее предприятие - Хмельницкий технологический университет

"Подолье"

зашита состоится " 14 " марта 1997 г. в_1?__час.

на заседании специализированного совета Д 19. 01.01 при Херсонском индустриальном институте по адресу: ЗЕ5008. г. Херсон, Бериславскоб^лоссе, 24.

с диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " " _З^^РЗ^И____1997 г.

Ученый секретарь специализированного совета доктор химических наук, профессор

В. и. Езиков

Актуальность темы. Характерной особенностьк- развития текстильной промышленности в данный период является значительный спад отделочного производства вследствие необеспеченности отрасли сырьевыми ресурсами, ростом конкуренции, трудностями со сбытом продукции, а также использованием промышленность» Украины текстильно - вспомогательный вешеств зарубежного производства.

Современное состояние развития производства требует поиска новых методов и принципов в решении вопросов по поддержанию высокого качества и конкурентной способности текстильных материалов, в связи с этим исследования направленные на улучшение потребительских свойств тканей и изделий из них являются весьма актуальными. Развитие текстильного производства в нашей стране и за рубежом направлено на создание энергоре-сурсосберегаших технологий, обеспечивающих высокое качество продукции и экологическую чистоту процессов путем снижения расхода химических материалов, использования новых текстильно-вспомогательных вешеств, подбора эффективных катализаторов и композиций интенсиФикаторов.

Одним из отрицательных показателей текстильных материалов является их повышенная усадка. Изделия, изготовленные из материалов подверженных усадке, под влиянием атмосферных условий, мокрых обработок быстро теряют свою форму и часто становятся непригодными для дальнейшего применения. Б настоящее время 85 У- от обшего объема хлопчатобумажных тканей вырабатывается на бесчелночных станках, в том числе на станках АТПР - 38 '/-. На импортных пневматических станках изготавливается 17,5 хлопчатобумажных тканей.

Оснащение прядильно-ткавдшх Фабрик высокопроизводительным оборудованием для пневмомеханического способа прядения

повлекло за собой изменение ассортимента в сторону увеличения выпуска тканей из однониточнои пряжи, более низких номеров. Этот ассортимент характеризуется повышенной усадкой и пониженными прочностными характеристиками.

Для придания безусадочности тканям из целлюлозных волокон поверхностной плотностью до 250 г/м* используют химический способ стабилизации линейных размеров, основанный на применении отделочных препаратов, представляющих собой гидрокси-метильные производные мочевины, меланина, циклических зтилен-и пропиленмочеЕИны и других вешеств. йирокое применение моче-Еино-Формальдегидных препаратов обусловлено высоким эффектом отделки, низкой стоимостью и доступность» сырья.

Для химической стабилизации линейных размеров хлопчатобумажных тканей необходимо соблюдение целого комплекса условий, а именно подбор оптимальной концентрации предконденсата, эффективных катализаторов и оптимальных условий тепловой обработки. Трудности при обработке неподготовленных пестротканой вызывают необходимость интенсификации процесса малоусадочной отделки. Наиболее предпочтительным направлением интенсификации процесса, с точки зрения практической реализации, является введение в аппретирующий состав ряда органических вешеств, которые ускоряют пропитку и улучшают Физико-механические показатели ткани, проблема оптимизации химической отделки решается также с учетом задач охраны окружающей среды, связанных с необходимость» снизить выделение Формальдегида в атмосферу цеха и содержание его в отделанной ткани. С этой цель» проводятся работы, направленные на снижение расхода предкон-денсатоЕ термореактивных смол за счет использования специально подобранных катализаторов; использование акцепторов Формальдегида на разных стадиях обработки.

Таким образом, важное народно-хозяйственное значение и особую актуальность приобретает дальнейшая разработка способов противоусадочной отделки с целью повышения качества выпускаемых тканей.

Основные исследования проеодились в соответствии с программой государственного комитета Украины по вопросам науки и технологии "Разработка ресурсосберегающих и малоотходных технологий химико-технологических процессов текстильного производства" п. н 5.53, 10/261 - 92 от 07. 05. 92 г.

Цель работы, комплексное исследование теоретических и практических задач, связанных с разработкой научно-обоснованной ресурсосберегающей технологии получения и применения препарата на базе диметилолмочевины, заменяющего зарубежную циклическую зтиленмочевину для химической стабилизации линейных размеров тканей из целлюлозных волокон.

Проведены исследования по следующим осноеным направлениям:

- изучение влияния основных технологических параметров получения отделочного препарата на основе мочевины и Формальдегида для химической стабилизации линейных размеров хлопчатобумажных тканей;

- исследование влияния концентрации препарата сакотекс ПУ на изменение линейных размеров, разрывную нагрузку ткани, содержание свободного Формальдегида и устойчивость эффекта отделки;

- изучение процесса смолообразования и "сшивки" макромолекул целлюлозы препаратом сакотекс пу в присутствии различных катализаторов;

- исследование влияния интенсифицирующих добавок на Физическое состояние рабочих растворов, на эффект химической

б

стабилизации линейных разнеров и прочностные характеристики ткани;

- влияние условий промывки на содержание свободного Формальдегида на ткани;

- разработка технологии химической стабилизации линейных размеров тканей из целлюлозных волокон на основе отделочного препарата сакотекс ПУ и апробирование ее в производственных условиях.

Объекты и методы исследований. Основные исследования проводились с препаратом для заключительной отделки текстильных материалов из целлюлозных волокон и их смесей с синтетическими волокнами, представляющим собой продукт конденсации мочевины с Формальдегидом (сакотекс ПУ). синтезированный в лаборатории ОНИЛ каФедры ХТВН и изготовленный на сивашском анилино-красочном заводе.

задачи, поставленные в работе, решались теоретическими и экспериментальными методами.

определение содержания свободного Формальдегида на ткани проводили ацетиладетоновым методом, содержание азота в модифицированном волокне определяли методом Кьельдаля.

Влияние добавок на процесс поликонденсации термореактивной снолы в волокне оценивалось методом ИК - спектроскопии.

Оденку физико - механических характеристик обработанных Т1;аней проводили в соответствии с ГОСТами.

Результаты экспериментов обработаны в соответствии с методами современной математической статистики с использованием 1ВН-совместимого персонального компьютера класса РС/АТ-гвб и Статистической диалоговой Системы "Стадия" Версия ю.

Научная новизна. Научно обоснована возможность применения отделочного препарата на основе диметилолмочевины (сако-

текс ПУ) для химической стабилизации линейных размеров хлопчатобумажных тканей, изучена зависимость эффекта химической стабилизации линейных размеров и прочностных показателей ткани от соотношения компонентов в отделочном препарате сакотекс ПУ.

Исследовано влияние смесей катализаторов на процесс смолообразования и "сшивки" макромолекул целлюлозы диметилолмо-чевиной и предложены эффективные катализаторы, которые способствуют получению ткани с заданными потребительскими свойствами.

Изучена и показана возможность интенсификации процесса пропитки суровых пестротканей и снижения содержания свободного Формальдегида путем использования препарата ПФС.

практическая ценность. На основе полученных результатов исследований разработана технология химической стабилизации линейных размеров хлопчатобумажных тканей препаратом сакотекс ПУ, обеспечивающая получение продукции высокого качества с небольшим содержанием свободного Формальдегида и низкой себестоимостью. Применение эффективного катализатора и интенсифицирующей добавки препарата ПФС позволило улучшить качество пропитки суровых тканей и снизить содержание свободного формальдегида на ткани на 25 Разработана технология промывки ткани после отделки при введении в промывную ванну препарата ПФС в качестве акцептора Формальдегида.

разработанная технология заключительной отделки апробирована на Херсонском ПХБО и Луцком государственном предприятии "Волтекс". Предполагаемый экономический эффект от внедрения предложенной технологии в производство составляет от 15 до £7 грн на юоо м ткани в зависимости от ассортимента,

Апробация работы, основные положения диссертационной ра-

боты докладывались и обсуждались:

- на научно-практической конференции "Научные основы современных. прогрессивных технологий", Хмельницкий, 1994 г.

- на научно-практической конференции "Научно-технический прогресс в переходный период развития Украины", Херсон, 1995 г.

- на научно-технической конференции "физико-химические принципы образования новейших технологий в текстильной и легкой промышленности", Хмельницкий, 199& г.

публикации по теме диссертационной работы включают & наименований, в том числе статей в сборниках научных трудов -3, тезисов докладов на конференциях - 3.

Личный вклад автора состоит в постановке и обосновании задачи исследования, в критическом изучении научно-технической, патентной информации и производственного опыта по вопросам интенсификации заключительной отделки хлопчатобумажных тканей, теоретическом обосновании возможности применения смеси катализаторов для поликонденсации термореактивной смолы и использования препарата ПФС в качестве интенсиФикатора пропитки суровых тканей и акцептора Формальдегида, выполнении экспериментальных исследований е лабораторных условиях, научном обосновании полученных результатов и проведении производственных испытаний.

Структура и обьем работы. Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, методической части, пяти разделов экспериментальной части, обших выводов, списка литературы и приложения. Основная часть диссертации содержит 130 страниц машинописного текста, 19 таблиц, ££ рисунка, 154 наименования библиографических ссылок.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ во введении обоснована актуальность работа, сформулированы цель и основные направления работы, указаны методы исследования, показана научная новизна и практическая ценность работы.

В литературном обзоре рассмотрены причины изменения линейных размеров хлопчатобумажных тканей и методы ее устранения, на основании анализа отечественных и зарубежных работ, сделан вывод о том, что наиболее приемлемым в настоящих условиях является способ химической стабилизации линейных размеров хлопчатобумажных тканей, основанный на использовании пре-дконденсатов термореактивных смол, представлявших собой гид-роксиметильные производные мочевины, меламина, циклических этилен- и пропиленмочевины и других вешеств. Рассмотрены и проанализированы работы, направленные на поиск высокоэффективных катализаторов, применение которых позволит проводить процесс термообработки в более мягких условиях, полнее использовать предконденсат термореактивной смолы и улучшить Физико-механические показатели ткани. Рассмотрены вопросы интенсификации процесса химической стабилизации линейных размеров ткани, отмечено, что наиболее простым и доступным способом интенсификации пропитки является введение в рабочий раствор поверхностно - активных вешеств. Особый интерес представляют попытки использования многоатомных спиртов, приведены оснс-г-ные Факторы, вызывающие выделение свободного Формальдегида в процессе отделки тканей и указаны пути его снижения.

В методической части приведены характеристики используемых материалов, описаны основные методы исследований.

В экспериментальной части представлены и обсуждены результаты исследований.

в приложении представлены акты производственных испытаний технологии, разработанной на основе полученных результатов исследований и расчет ожидаемого экономического эффекта.

глава 1. исследование влияния основных параметров технологии получения отделочного препарата на основе мочевины и формальдегида для химической стабилизации линейных размеров хлопчатобумажных тканей

с целью разработки технологии получения и применения отделочного препарата на основе мочевины и Формальдегида для химической стабилизации линейных размеров хлопчатобумажных тканей исследовалось влияние основных параметров технологии получения отделочного препарата на качество обработанных тканей.

Для выявления наиболее эффективного мольного соотношения компонентов в продуктах конденсации мочевины и Формальдегида были получены продукты оксиметилирования со следующими соотношениями: 1:1; 1 : 1,4; 1 : 1.65; 1 : 2 и изучено их влияние на физико-механические показатели при химической стабилизации линейных размеров ткани, устойчивость рабочих растворов и препаратов в процессе хранения.

данные, характеризующие изменение линейных размеров ткани в процессе стандартных стирок и разрывную нагрузку, приведенные на рисунке 1 показывают, что с повышением содержания Формальдегида в препарате эффект химической стабилизации линейных размеров увеличивается и сопровождается значительным снижением прочности ткани на разрыв (до зо '/■).

Для достижения показателей по изменению линейных размеров и разрывной нагрузки в пределах госта оптимальное соотношение мочевины и Формальдегида в отделочном препарате состав-

ляет 1 : 1.65. При этом сообщаемый эффект стабилизации линейных размеров устойчив к действию 5 стандартных стирок и составляет 3,1 '<■ по основе , 1.7 у. - по утку.

1-1,65 Г- 2

30 20 10 ±0

5

ь о о

X р

а

с «

р.

X О

а

Соотношение мочевины и Формальдегида, моль Рис. 1

влияние количества Формальдегида в препарате на Физико-механические показатели ткани с малоусадочной отделкой 1, г - изменение линейных размеров по основе и по утку. у. 3. 4 - разрывная нагрузка по основе и по утку. Н 5. 6 - потеря прочности по основе и по утку, х

на основании проведенных исследований разработан технологический регламент промышленного получения отделочного препарата (сакотекс ПУ> и изготовлена его опытно - промышленная партия в количестве б тонн, данный продукт представляет собой белую водную пасту, растворимую в воде при нагревании до 40'с и сохраняющий свои свойства при хранении в течение г - 3 месяцев при температуре в помещении до 30 "с.

Глава 2. Изучение влияния концентрации термореактивной

Для определения оптимальной концентрации препарата сако-текс ПУ при химической стабилизации линейных размеров хлопчатобумажных тканей (плательной группы херсонского пу.бсп исследовалось влияние концентрации сакотекса ПУ в растворе, количества Фиксированной смолы на ткани и количества связанного Формальдегида на изменение линейных размеров и разрывной нагрузки ткани.

Концентрация предконденсата термореактивной смолы в растворе изменялась от 55 до 95 г/л. экспериментальные данные, характеризующие влияние концентрации препарата сакотекс ПУ на эффект химической стабилизации линейных разнееров хлопчатобумажной ткани, представлены в таблице 1.

смолы на эффект химической стабилизации линей-

ных размеров хлопчатобумажных тканей

таблица 1

Влияние концентрации термореактивной смолы на эффект химической стабилизации линейных размеров ткани

показатели обработанной ткани

Концентрация сакотекса ПУ. г/л

55

65 ¡75 ; 65 : 95

изменение линейных размеров. '/• основа уток

разрывная нагрузка, н основа уток

3,0 3.0 2.7 1.9 1.8 2, 3 2,0 1,5 1,2 1.0

242 241 231 223 212

230 225 223 202 195

2,8 3,2 4,0 4,2 4,2

80. О 84.2 85,1 87.5 87.5

Количество фиксир. смолы, /• степень Фиксации смолы. к Содержание формальдегида

Фиксированного, х свободного, у.

0,910 0.967 1,102 1.325 1,432 0,015 0.015 0.048 0.048 0,050

Количество поперечных связей, на 100 анг. гл. ост. степень полимеризации средняя длина связи Устойчивость эффекта (5 стирок). '/. основа

3.4 3,7 4.2 5,0 5.0 0,68 0,87 0,58 0,72 3.00 1.68 1, &7 1,58 1,72 4,00

4, О 3, 3 3,0 3,0 2.5 2,5 2.0 1.8 1.5 1,0

уток

Как видно из данных таблицы 1, концентрация препарата оказывает значительное влияние на Физико-механические свойства ткани.

с повышением концентрации сакотекса ПУ снижается показатель по изменению линейных размеров, понижается прочность ткани на разрыв и увеличивается количество Фиксированной смолы и Фиксированного Формальдегида на ткани, при этом содержание свободного Формальдегида изменяется незначительно.

о состоянии образующегося в волокне полимера можно судить по степени полимеризации и средней длине поперечной связи. Более короткие и жесткие поперечные мостики сообшают волокну повышенную жесткость, то есть вызывают большее падение прочности на разрыв.

Таким образом, при концентрации препарата 85 и 95 г/л и использовании в качестве катализатора хлорида аммония в большей степени протекают реакции смолообразования, а количество поперечных связей остается постоянным - 5 связей на юо анги-дроглюкозных остатка целлюлозы, при высокой степени Фиксации смолы. Стабилизация линейных размеров ткани происходит за счет "сшивки" макромолекул целлюлозы и снижения количества гидроксильных групп волокна, способных взаимодействовать с водой.

На основе проведенных исследований установлено, что для достижения качественных показателей, удовлетворяющих требования стандарта при химической стабилизации линейных размеров

о

широких пестротканей поверхностной плотностью 120 г/м оптимальная концентрация препарата сакотекс пу составляет В5 г/л,

а

а для узких пестротканей поверхностной плотностью 80 г/м и для содержащих в своем составе полиэфирное волокно - 65 г/л. при этом необходимое количество связанного Формальдегида и

Фиксированной смолы составляет соответственно 1 х и 3, 2 '/.. С целью оценки устойчивости получаемого эффекта в процессе эксплуатации изделий образцы обработанных тканей подвергали действию бытовых стирок согласно гост, установлено, что сообщаемый эффект стабилизации линейных размеров, удовлетворяющий требования стандарта, выдерживает 5 стандартных стирок или 15 бытовых. Для тканей, обработанных предлагаемым составом, рассчитана предельная (потенциальная) усадка по Формуле, предложенной А. Н. Соловьевым, составляющая 4, 2 /• по основе и 3, 9 '/. по утку.

Глава 3. Исследование влияния катализаторов на процесс смолообразования и "сшивки" макромолекул целлюлозы термореактивной смолой Придание текстильным материалам свойства малоусадочности в значительной степени зависит от используемых катализаторов - ускорителей процесса смолообразования и "сшивки" макромолекул целлюлозы термореактивной смолой. Поэтому в настоящей работе очень важным являлось выявить для полученного продукта (сакотекс ПУ) наиболее эффективный катализатор, позволяющий за определенный промежуток теплового воздействия максимально использовать предконденсат термореактивной смолы.

Поскольку соли аммония способствуют выделению в процессе хранения обработанной ткани свободного Формальдегида их заменяют смесями солей, которые обладают более высокой каталитической активностью.

в настоящей работе в качестве катализаторов использовались: хлорид аммония, хлорид магния, нитрат аммония, хлорид алюминия, сульфат алюминия, моноаммоний фосфат и смеси солей.

Полученные данные, представленные в таблице 2, характеризующие зависимость физико - механических свойств ткани от

природы катализатора свидетельствует о том, что наиболее эффективным катализатором является смесь хлорида магния с нитратом аммония, при использовании которого достигается эффект стабилизации линейных размеров, устойчивый к действию мокрых обработок, применение вышеуказанного катализатора обеспечивает снижение показателя по изменению линейных размеров на 50 у. по основе и 45 у. по утку (по сравнению с хлоридом магния и хлоридом аммония). повышение степени Фиксации смолы по сравнению с хлоридом магния в 1,5 раза и снижения содержания свободного Формальдегида на ткани на 13 - £5 у., применение смешанных катализаторов обеспечивает увеличение количества поперечных связей от 3 - 4 до 7 - 8 на юо ангидроглюкозных остатка целлюлозы. Интенсивная "сшивка" вызывает снижение разрывной нагрузки ткани на ю z по основе и по утку и разрывного удлинения в среднем на г у., однако прочность ткани отвечает требованиям действующего стандарта.

Для более полной оценки активности смешанного катализатора и выбора оптимальных условий тепловой обработки в настоящей работе изучена кинетика реакции смолообразования и "сшивки" макромолекул целлюлозы диметилолмочевиной. наибольшее значение константы скорости получено при использовании смешанного катализатора хлорида магния с нитратом аммония при температуре 150"с, что позволило снизить температуру термообработки на ю'с. уменьшить потери механической прочности ткани.

Таким образом, применение сметанного катализатора хлорида магния с нитратом аммония концентрацией 12 г/л при соотношении компонентов в смеси 5 : 1 позволяет получить эффект стабилизции линейных размеров и разрывную нагрузку ткани в соответствии с требованиями гост, снизить температуру термо-

Таблица 2

влияние природы катализаторов на Физико-механические свойства ткани арт. 1С01302-ХЕ

Показатели обработанной ткани

Наименование катализаторов ын£1 :нвС1д:и8С1д ¡Hgci/.HgcyHgcij :ннт : кцро,: AIC I5: Афо^,

Изменение линейных размеров. '/■ основа 3.0 3,8 1,7 1,9 1,2 1,9 2,2 уток г. о 1,8 i,o 1,о 1,1 i.o о,9 Разрывная нагрузка, Н

основа 240 254 220 229 227 230 238

уток 215 288 238 242 247 244 239 разрывное удлинение, к

основа 3,0 3,4 3,6 3,4 3,0 3,8 3.2 уток 7, 5 11.4 9,6 8.6 9,0 9,9 9,0 Количество смолы на ткани по привесу, у. 3,8 3, О 3, 5 3,5 3,3 3,4 3,3 Степень фиксации смолы, '/. 84 57 58 63 7 3 76 67 Количество смолы на ткани

по азоту, '/■ 0,60 0,43 0,71 0.71 0,60 0,62 0,72 Содержание формальдегида,

г Фиксированного 0, 90 1.73 1.82 1,69 1.61 1,74 1,73 свободного 0,045 0,039 0,034 0,033 0,034 0.036 0,045 Устойчивость эффекта (5 стирок) по изменению

лин. разм. , г оснобэ 3, g 5. б 3, 3 3, 8 3, 3 3, 5 3, 6

уток 1, 5 2. 5 2, б 2. 0 2, 0 2, 3 2, 8

по содержанию смолы, 2, 4 1, 0 1, 8 1,9 1, 7 2, 0 1, 2

Количество поперечных

связей 3, 7 4, 2 7, 1 7, 6 7, 2 8, 2 7, 1

обработки на 10 С и уменьшить содержание свободного Формальдегида на ткани на 13 г.

Глава 4. исследование влияния условий промывки на содержание свободного формальдегида на ткани, отде-

ланной диметилолмочевиной Наиболее существенным недостатком мочевино-Формальдегид-ных смол, к которым относится препарат сакотекс пу. является выделение свободного Формальдегида в процессе хранения отделанных тканей, снижения выделения свободного формальдегида добиваются введением акцепторов Формальдегида на разных стадиях обработки.

В соответствии с этим в настоящей работе изучалась воз-

можность снижения выделения свободного Формальдегида, за счет введения акцепторов формальдегида в промывную ванну, в качестве акцепторов использовались: мочевина, бисульфит натрия, дициандиамид и препарат пфс.

Результаты исследований, представленные в таблице 3 показывают, что наиболее эффективными акцепторами Формальдегида являются дициандиамид (Ю г/л) и препарат ПФС (3 г/л), в присутствии которых содержание свободного Формальдегида снижается на 62,1 и 54,0 '/. соответственно.

таблица з

Влияние акцепторов на содержание свободного Формальдегида в процессе хранения ткани

наименование акцептора и его концентрация, г/л

содержание свободного Формальдегида, мкг/г

после обработки; 1 месяц

2, 5 месяца

без добавки - 870

мочевина 15 720

бисульфит натрия 5 7во

ПФС 1 440

3 400

дициандиамид 10 3 30

1160

980 920 530 460 400

1300 1720 1730 1640 1600 1680

Поскольку, в процессе хранения хлопчатобумажные ткани, отделанные диметилолмочевиной, способны выделять свободный Формальдегид за счет отшепления метилольных групп от образовавшегося на ткани аминоФормальдегидного соединения нами исследовалось влияние акцепторов, вводимых при промывке, на содержание свободного Формальдегида в процессе хранения обработанной ткани. Полученные результаты показали, что в процессе хранения тканей (в течение 1 месяца), промытых в присутствии указанных акцепторов, выделение свободного Формальдегида на ткани снижается в среднем на 60 г. наименьшее снижение содержания свободного Формальдегида получено при использовании в качестве акцептора препарата ПФС. Поскольку препарат ПФС содержит в своем составе полиспирты и позволяет получить ткани с меньшим содержанием Формальдегида в дальнейших исследовани-

ях представляло интерес использовать его в качестве интенси-Фикатора пропитки неподготовленных пестротканей.

Глава 5. Исследование влияния интенсифицирующих добавок на процесс химической стабилизации линейных размеров ткани вопрос эффективной пропитки преобретает первостепенное значение в случае обработки пестротканей, не подвергавшихся предварительной подготовке перед заключительной отделкой, в настоящей работе с целью улучшения качества пропитки тканей повышали смачивающую способность рабочих растворов за счет введения поверхностно-активных вешестЕ. в качестве интенсифи-каторов пропитки использовались: алифатические и многоатомные спирты, препараты ПФс, нк-82 и мочевина.

изучено влияние органических добавок на устойчивость рабочих растворов и потребительские свойства ткани.

Результаты, представленные в таблице характеризующие влияние концентрации исследуемых добавок на поверхностное натяжение и краевой угол смачивания, показали, что наиболее эффективными являются изобутанол, пентаэритрит, препараты ПФС и НК-82. Снижение поверхностного натяжения растворов с увеличением концентрации добавок свидетельствует об адсорбции, ткань становится менее гидрофобной. Об изменении характера взаимодействия поверхности ткани с отделочным раствором в результате адсорбции ПАВ судили по повышению работы смачивания и адгезии в присутствии вышеуказанных добавок.

наиболее эффективным интенсифицирующим препаратом из ряда исследуемых с учетом его стоимости, доступности для производства и влияния на окружающую среду является органическое соединение препарат ПФС.

Таблица 4

Изменение поверхностного натяжения, краевого угла смачивания Рабочих растворов в зависимости от концентрации ПАВ и твв и работа смачивания

Н наименование ПАВ

поверхностное натяжение « ю н/м:Работа Краевой угол смачивания, град ;смачива----------------------------------:ния.

о

концентрация, г/л ;дж/м

о. 5 : 1 : з ; 5 : ю

1 метанол 62. 4 61, 3 60, 2 60. 2 59, 2 - 39, 1

120 116 113 113 100

2 этанол 62.4 62,4 61, 3 60, 2 59. 2 - 18, 4

120 1 19 116 1 14 108

3 пропанол 64. 7 62. 4 61,3 60. 2 59, 2 - 18, 4

1 19 117 117 114 105

4 изопропанол 64, 7 63. 5 61,3 60, 2 60, 2 - 15, 1

119 115 111 108 108

5 бутанол 64, 7 63, 5 60, 2 59, г 57, 2 - 18, 0

108 106 106 105 102

б изобутанол 65, 9 64, 7 62, 4 59, 2 57, 2 9, 7

107 106 86 81 80

7 пентаэритрит 64, 7 &3, 5 63, 5 62, 4 61, 3 7, 4

99 85 85 83 79

8 этиленгликоль 65, 9 64, 7 64, 7 62, 4 62, 3 - 11,8

113 104 101 101 101

9 полиэтиленгликоль 64, 7 64, 7 64, 7 62, 4 62, 4 - 5, &

112 105 95 95 95

10 ПФС 63. 5 67. 2 67, 2 63, 5 62, 4 1.9

101 101 90 90 88

11 НК-82 67. а 64. 9 62, 4 60, 2 56, 4 1, 7

106 95 90 88 88

12 мочевина 68, 5 67. 2 67. г 65, 9 65, 9 - 9, 2

119 107 99 98 98

13 смачиватель 56, 9 - - - - 1,7

0П-10 88

14 без добавки 69, 8 122 - - - -

Таким образом, введение в рабочий раствор препарата ПФС

в количестве 3 г/л способствует интенсификации процесса пропитки. снижению содержания свободного Формальдегида в свободной и метилольной Форме в среднем на 24 '/.. при этом показатели по изменению линейных размеров и разрывной нагрузки находятся в пределах ГОСТа.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Исследована возможность применения нового отд.елочного препара-

та. синтезированного в лаборатории ОНИЛ кафедры хтвн Херсонского индустриального института, заменяющего карбамол цэн. поставляемый из Российской федерации. Изучено влияние основных параметров и мольного соотношения мочевины и Формальдегида в процессе получения отделочного препарата на эффект химической стабилизации линейных размеров хлопчатобумажных пестротканей. Установлено. что наиболее эффективным препаратом, обеспечивающим высокие показатели качества готовых тканей, а также устойчивость сообщаемого эффекта к действию стирок в процессе эксплуатации изделий является продукт с мольным соотношением мочевши и Формальдегида 1 : 1.65.

2. исследовано влияние концентрации предконденсата термореактивно* смолы на эффект химической стабилизации линейных размеров ткани. найдено, что для достижения показателей качества удовлетворяющих требования стандарта тканей поверхностной плотностью 80 г/мг является 65 г/л, при этом количество связанного Формальдегида составляет 1 у.■ , количество Фиксированной смолы не менее 3. 2 и количество поперечных связей - 3. 7 на юо ангидроглюко-зных остатка целлюлозы, для ткани поверхностной плотностью 120 г/мг оптимальной концентрацией является 85 г/л и необходимое число поперечных связей составляет - 5 связей на 100 ангидрогл» козных остатков.

3. изучено влияние бытовых стирок на стабильность линейных размер* отделанных тканей. Установлено, что сообщаемый эффект после 5 бытовых стирок соответствует требованиям ГОСТа. С целью прогнозирования изменения линейных размеров в процессе бытовых стирс найдена предельная (потенциальная) усадка ткани, обработанной I предлагаемому режиму, которая составляет - 4. г '/■ по основе и з. х по утку.

4. Исследовано влияние катализаторов на процесс смолообразования I

волокне и "сшивки" макромолекул целлюлозы термореактивной смолой. Установлено, что применение смешанных катализаторов способствует повышению реакционной способности термореактивной смолы, о чем свидетельствует снижение показателей по изменению линейных размеров ткани на 50 по основе и 45 г по утку, повышение количества поперечных связей (с 3 - 4 до 7 - 8) и снижение содержания свободного Формальдегида на ткани 13 - 25 '/. . Найдено оптимальное соотношение компонентов в смешанном катализаторе равное 10 : 2, при котором меньше снижается прочность ткани при разрыве.

5. найдено, что наиболее эффективным катализатором является смесь хлорида магния с нитратом аммония, концентрацией 12 г/л при соотношении компонентов 5 : 1 весовых частей. При этом достигаются высокие показатели качества ткани, повышается устойчивость эффекта к действию стирок и устойчивость рабочих растворов при хранении, изучение кинетики реакции смолообразования и "сшивки" макромолекул целлюлозы термореактивной смолой позволило расчи-тать константу скорости и найти оптимальную температуру термообработки.

6. Исследовано влияние ряда органических добавок на процесс химической стабилизации линейных размеров суровых хлопчатобумажных тканей. Показано, что введение в пропиточную ванну изобутанола. пентаэритрита, препаратов ПФС и НК-82 способствует снижению поверхностного натяжения,краевого угла смачивания и удельной вязкости рабочих растворов, а, следовательно, интенсифицирует процесс пропитки суровой пестроткани, обеспечивая увеличение степени Фиксации смолы на ткани, что подтверждено методом ик-спектроскопии, установлено, что наиболее эффективной интенсифицирующей добавкой является препарат ПФС в количестве 3 г/л, способ-

ствуюший снижению содержания Формальдегида в свободной и мети-лольной Форме в среднем на 24*, при этом показатели по изменению линейных размеров находятся в пределах ГОСТа. 7. в результате комплексных исследований предложен технологически! режим химической стабилизации линейных размеров хлопчатобумаж ных пестротканей по разработанной нами технологии для сушеству юшего оборудования. Результаты работы были апробированы в про изводственных условиях на херсонском пхбо и Луцком государстве нном предприятии "Волтекс".

основные результаты диссертационной работы опубликованы:

1. салеба л. в. , Гнгдець в. п. , КУЛ1Пна н. с. , саР1бекова ю. г. Розробка технологи одержання 1 використання оздоблювальних пре-парат1в для заключного оздоблення текстильних матеР1ал1в. // Тез. допов. науково-практ. конФ. / ТУП - хмельнидький. 1994 р.

2. салеба л.в. ■ Сарибеков г. с. снижение содержания свободног Формальдегида на ткани при малоусадочной отделке. // тез, докл. к конФ. препод, и сотрудников "научно-технический прогресс в переход ный период развития Украины" / ХИИ - Херсон, 1995 г, с. 74.

3. салеба л. в. . сар1беков г. С. застосування зм1шаних катал1-затор1в для х1м1чн01 стаб1л1заШ1 л1н1йних розм1р1в бавовняних тканин, // тез. допов, науково-техн1чно! конФ. / ТУП - хмельнииь-кий. 1996 р. , с. 34.

4. салеба л. в. , Кул1пна м. с. , гшдець в. п. , видюшенко е. м. , Сар1беков Г.с. Розробка технологи отримання та Еикористання пре-парат1в для х1М1чно1 стаб1л1заци л1н1нних р03м1р1в тканин 13 це-люлозних волокон. // Рукопис депоновании в днтб Укра1ни. м* 749 -УК 96 в1д 27. 03, 1996

5. салеба л. В. , Сарибеков г. с. , Кулигина н. с. интенсификация процесса химической стабилизации линейных размеров хлопчатобумажных тканей. // Тез. докл. к научно-практ, конф. / хии - Херсон, 1996 г.

6. салеба л, в, , сарибеков Г, с. . Кулигина н. с. исследование влияния природы катализаторов на реакционную способность предкон-денсата термореактивной смолы. // Рукопись депонирована Укринтэи. к 218 - УК 96 от 2. 12. 1996 г.

SUMMARY.

saleba L. V. Development and Introducing of dimethYlolurea derivative's application for shrinK-proof finishing of fabrics.

Dissertation for Candidate of technical science of the profession 05.19.03 - textile and Knitted materials. Kherson industrial institute. Kherson. 1997. This worK contains results of complicated theoretical and experimental investigations, connected with the developing of scientifically, resource-savins technology of dimethylol-urea finishing agent's producing and application for shrlnK-proof finishing of cellulose fabrics.

АННОТАЦИЯ

садеба X в. Разработка и применение препаратов на основе диметилолмочевины для химической стабилизации линейных размеров тканей.

диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.19.03. - технология текстильных и трикотажных материалов, херсонский индустриальный институт. Херсон. 1997.

В диссертации приводятся результаты комплексных теоретических и практических исследований, связанных с разработкой научно-обоснованной, ресурсосберегающей технологии получения препарата на основе диметилолмочевины и использования его для химической стабилизации линейных размеров тканей из целлюлозных волокон.

КЛОЧОВ1 СЛОВА

Заключна обробка, малозс1дання, оэдоблювальн! препарата.

Подписано к печати 26.12.96 Формат бумаги 60x84 1/16 Усл. печ. л. 1,0 Тираж юо

Херсон, индустриальный ин-т 325008, Херсон, Бериславское шоссе.24