автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Разработка ресурсосберегающей технологии мерсеризации суровых хлопчатобумажных тканей

Р Г Б ОД ХЕРСОНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

■5 -? г-"т :

5 И - ! * На правах рукописи

УДК 677. 862.352.

СКРОПЫШЕВА Елена Витальевна

РАЗРАБОТКА РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ МЕРСЕРИЗАЦИИ СУРОВЫХ ХЛОПЧАТОБУМАЖНЫХ

ТКАНЕЙ

Специальность 05.19.03 - технология текстильных и трикотажных материалов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Херсон - 1995

диссертация является рукопись» Работа выполнена ва кафедре хиническоя технологии волокнистых материалов херсонского индустриального института

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор, член-корреспондент Академии технологической кибернетики Украины Г. с. Сарибеков

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Э. с. налкин кандидат технических наук, доцент А. п. Тараканова

Ведущее предприятие - херсонское производственное

хлопчатобумажное объединение

Зашита состоится " 26 " октября 1995 г. в 13 час. на заседании специализированного совета Д 19.01.01. при Херсонском индустриальном институте по адресу: 325006. г. Херсон, вериславское шоссе. 24.

С диссертацией ножно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан 1995 г.

Ученый секретарь специализированного совета Д 19. 01 доктор химических наук, профессор/

в. и. Езиков

в настоящее время все большее значение приобретает проблема повышения эффективности технологических процессов текстильного производства, в связи с этин наметилась четкая тенденция к интенсификации процессов подготовки тканей и. в частности, процесса мерсеризации.

Нерсеризапия позволяет придать хлопчатобумажным тканям ряд ценник потребительских свойств, таких как: увеличение химической реакционной способности; увеличение сродства к кра-сителян и как следствие, увеличение интенсивности получаемых окрасок: повышение стабильности линейных размеров: придание блеска и гладкой поверхности тканян; повышение прочностных показателей тканей.

проблема повышения прочности тканей в последнее время стоит особенно остро в связи с появлениен нового ассортимента тканей из пряжи пневмомеханического прядения с пониженный за-пасои прочности. Кроне того. "Поправка к гост 17504 -80". предусматривает мерсеризацию всех тканей бельевого ассортимента и тканей, подвергаемых малосминаемой и малоусадочной отделке. В связи с этим обьем мерсеризованных тканей увеличится не не-нее чен на 30 х.

однако, увеличение выпуска мерсеризованных тканей сдерживается сложившимся в последнее время дефицитом гидроксида натрия. что связано со значительный повышением его стоимости и сокращением производства. Поэтому поиск эффективных способов, позволяющих без создания сложного оборудования интенсифицировать процесс мерсеризации является актуальной задачей.

В настоящее время мерсеризации чаше подвергают суровые ткани, это обеспечивает сохранение непрерывной технологической цепочки, остатки шелочи используются при последующей щелочной отварке. Ткань, нерсеризованная в суровье, инеет более высокую

степень белизны, что особенно важно для бельевого ассортимента, и тканей, предназначенных нод белоземельную печать и крашение в светлые тона, а более высокие прочностные показатели ткани, мерсеризованной в суровой виде, позволяют значительно интенсифицировать последующие обработай.

Экономическая целесообразность мерсеризации в суровой виде обусловила ее широкое распространение не смотря на то. что сложность пропитки суровья в два раза снижает скорость работы нерсеризавдонных линий, вследствие этого, особу» важность приобретает вопрос интенсификации процесса пропитки и прежде всего стадии смачивания суровых текстильных иатериалов.

Значительный интерес представляет использование в качестве интенсиФикаторов соединений, повышающих смачивающую способность растворов гидроксида натрия. Весьма перспективным является применение органических, спиртов, в особенности многоатомных. способных не только изменять поверхностную активность растворов гидроксида натрия, но и воздействовать на структуру хлопковой целлюлозы и на процесс взаимодействия целлюлозы с гидроксидом натрия.

литературные данные о возможности применения этого класса соединений в мерсеризации хлопчатобумажных тканей отсутствуют. таким образом, вопрос о возможности широкого практического использования нногоатонных спиртов в качестве вспомогательных вешеств при мерсеризации хлопчатобумажных тканей может быть решен после всестороннего исследования их влияния на структуру хлопковой целлюлозы и физико-химические свойства концентрированных растворов гидроксида натрия и разработки научно обоснованной технологии их применения.

основные исследования в настоящей работе проводились в соответствии с программой Государственного комитета Украины

во вопросам науки и технологии "Разработка ресурсосберегающих и малоотходных технологии химико-технологических процессов текстильного производства" а. Н 5. 53.10/361-92 от 07. 05. 92 г.

Цель работы. Комплексное исследование теоретических и практических вопросов, связанных с разработкой научно-обс :,о-ванной технологии применения органических спиртов в качестве вспомогательных веществ при нерсеризашт.

Проведены исследования по следующим основным l явлениям:

- изучение влияния природы и концентрации сг >тов на продесс пропитки суровых хлопчатобумажных тканей растворами гидроксида натрия :

- оценка сорбяионной способности целлюлозы в водных и водно-спиртовых растворах гидроксида натрия:

- исследование влияния спиртов на надмолекулярную структуру целлюлозы и качественные показатели тканей в процессе мерсеризации:

- исследование влияния вспомогательных вешеств на нас-сообменные свойства и характеристики капиллярно-пористой системы целлюлозы;

- оценка влияния вспомогательных вешеств на диффузионную подвижность гидроксида натрия в целлюлозном субстрате;

- изучение влияния вспомогательных вешеств на парциальную сорбцию целлюлозой компонентов раствора гидроксида натрия:

- разработка интенсифицированного процесса мерсеризации с использованием нногоатомных спиртов и апробирование его в производственных условиях.

Объекты и методы исследований. Основные исследования проводили с пентаэритритом. производства Рубежаяского химзавода "Заря", и производными 1. 3-диоксана: 4-С2-оксиэтил)-5-оксиметил-l. 3-диоксан и 4-(г-оксиэтил)-5-(изопронил)-1.3-ди-

океан, производства НПО леннеФтехим.

Задачи, поставленные в настоящей работе, решались теоретическими и экспериментальными методами.

опенку влияния вспомогательных веществ на Физико-химические свойства раствора гидроксида натрия осуществляли сталаг-нонетрическин нетодом и методами количественного анализа.

нассообненные свойства и характеристики капиллярно-пористой системы целлюлозы определялись с поношью терногравикало-ринетрического метода в режине термогранм сушки при юо с.

Изменения надмолекулярной структуры пеллюлозы оценивались нетодами рентгеноструктурного анализа и ик-спектроскопии.

интенсивность окраски тканей рассчитывали по функции к/S Гуревича-Кубелки-Нунка. коэффициенты отражения образцов тканей определяли на спектрофотометре "Texflash" (Германия).

Результаты экспериментов обработаны в соответствии с методами современной математической статистики с использованием 1Ш-совнестимого персонального компьютера класса pc/at - гвб и статистической Диалоговой системы "Стадия", версия 4. ю.

научная новизна. Научно обоснована возможность применения многоатомных спиртов в качестве текстильно-вспомогательных веществ при мерсеризации суровых хлопчатобумажных тканей.

Определена зависимость между строением спиртов и их влиянием на процесс нерсеризачии. выявлена ярко выраженная интен-сиФикирукшая способность пентаэритрита и диоксановых спиртов.

4

Показано, что эти соединения обладают комплексом свойств. обеспечивающих их эффективное использование в промышленных условиях для интенсификации процесса мерсеризации.

Установлены закономерности влияния пентаэритрита и диоксановых спиртов на процесс взаимодействия гидроксида натрия с целлюлозой.

Установлена возножность применения исследуеных вешеств в высокотемпературных процессах подготовки и их положительное влияние на конечные результата обработки тканей.

Практическая ценность. На основе полученных результатов исследований разработана прогрессивная технология нерсериза-пии хлопчатобумажных тканей, обеспечивающая получение продукции высокого качества при сокращении расхода гидроксида натрия на го-25 '/.. позволяющая повысить белизну тканей на 3.5 /.. интенсивность накрашивания на 8-16 г., суммарный угол раскрытия складки на 18-го*. прочностные показатели на гт-35 х.

Разработанная технология испытана на херсонском производственной хлопчатобумажной объединении и Оршанском льнокомбинате. Ожидаемый экономический эффект от использования результатов работы составит от 4266. б до 16131.8 га>б на юоо м ткани в зависимости от артикула.

Апробация работы, основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались:

- на научно-практической конференции "разработка и использование ресурсосберегающих технологий в текстильном производстве". Херсон. 1992 г.

- на научно-практической конференции преподавателей и сотрудников. Херсон. 1993 г.

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

Личный вклад автора в полученные научные результаты состоит в постановке и обосновании задачи исследования, в критическом изучении научно - технической, патентной инфорнашш и производственного опыта по вопросан использования текстильно-вспомогательных вешеств при мерсеризации текстильных материалов. теоретическом обосновании возможности применения многоа-

в

тонных спиртов в качестве вспомогательных вешеств при мерсе-ризадии. выполнении экспериментальных исследования в лаборатории и производственных условиях, научной обосновании полученных результатов.

Структура и обьем работа, диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, методической части, трех разделов экспериментальной части, обших выводов, списка литературы и приложений, основная часть диссертаиии содержит 150 страниц машинописного текста. 19 таблиц, ai рисунка. 175 наименований библиографических ссылок.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулировэ-ны цель и основные направления работы, указаны методы исследования. показана научная новизна и практическая ценность.

В литературном обзоре рассмотрены особенности строения и свойств целлюлозных материалов. Физико - химические процессы, протекающие в целлюлозных материалах при обработке их концентрированными растворами гидроксида натрия и пути интенсификации процесса мерсеризации. На основании критического анализа предлагаемых путей интенсификации процесса мерсеризашш сделан вывод о том. что наиболее быстрой практической реализации можно достичь путем выбора специальных вспомогательных вешеств. ак-тивируишх как стадию пропитки целлюлозных материалов растворами гидроксида натрия, так и стадию их химического взаимодействия.

На основе опыта, накопленного отечественными и зарубежными исследователями в ходе разработок интенсификаторов и

вспомогательных вешеств для нерсеризапии. сформулирован комплекс требований, предъявляемых к ним и определен класс органических соединений, потенциально пригодных для использования в качестве текстильно-вспомогательных вешеств при мерсеризации. Сформулированы основные направления исследования возможности применения пентаэритрита и производных 1. 3-диоксана при мерсеризации в качестве интенсиФикаторов и разработки на этой основе научно обоснованной технологии их применения.

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

В экспериментальной части представлены и обсуждены результаты исследований.

Глава 1. исследование целесообразности использования пе-нтаэритрита и производных 1. 3-диоксана для интенсификации процесса мерсеризации

исследовано влияние химического строения и концентрации алифатических спиртов, гликолей. многоатомных и гетероциклических спиртов на процесс пропитки суровых хлопчатобумажных тканей концентрированными растворами гидроксида натрия.

Полученные данные свидетельствуют о высокой интенсиФига-ругшей способности органических спиртов. Установлена зависимость между химическим строением спиртов и их способностью активировать процесс пропитки текстильных материалов растворами гидроксида натрия, в ходе эксперимента отмечено, что спирты. растворяя воздух, находящийся в капиллярах и тупиковых порах, выступают своеобразными дезаэрантами. Наиболее эффективными по интенсифицирующему действию являются пентаэритрит и диок-сановые спирты.

исследовано влияние нентаэритрита' и производных 1.3-дио-ксана на краевые углы смачивания суровых хлопчатобумажных тканей концентрированными растворами гидроксида натрия.

Экспериментальные данные, характеризующие влияние иптен-сиФикаторов на краевой угол смачивания, представлены на рис. 1.

120

Ф

I 100

80

<и х и

I 63

<8 О

ю ш га

Я) м

40 20

10 20 за 40 50 Концентрация, г/л

/ Г~

2

1 -1-1-;- 1 / 3 1

60 70 80 90 100

Рис. 1

Влияние вспомогательных вешеств на краевой угол смачивания поплина арт. 10749 раствором гидроксида натрия. 150 г/л 1 - сульфосид - 31: г - пентаэритрит: 3 - дс.

Полученные данные свидетельствуют, что с помошью пентаэ-ритрита и производных 1.з-диоксана можно изменить краевой угол смачивания в широких пределах от 121 до 18° и достичь практически мгновенного объемного впитывания, характерного для отбеленных. высокогигроскопичных тканей. При этом исследуемые вещества более эффективны по сравнению со смачивателями, что свидетельс-

твует о специфичности поведения исследуемых вешеств в шелочнон растворе. По-видиномг их действие не ограничивается поверхностной адсорбцией, а состоит так же в изненении межмолекулярннх взаимодействий в обьене раствора гидроксида натрия.

Исследовано влияние пентаэритрита и производных 1.3-дио-ксана на сорбционную способность целлюлозы. Установлено, что сорбпия гидроксида натрия в присутствии о,5 - 3 г/л исследуемых вешеств увеличивается на 20- 33 • При этом значения сорбции. близкие к равновесным достигаются за 15 секунд вместо 60. что позволяет в ч раза сократить время пропитки ткани рас-творон гидроксида натрия. Отмечено возрастание энергии Гиббса при обработке целлюлозы растворами гидроксида натрия, что вызвано увеличением пористости целлюлозы, ее эффективного обье-на, разрыхлением внутренней структуры, а также нарушением кристаллической структуры волокна, двукратное увеличение энергии Гиббса при обработке целлюлозы водно-спиртовыми растворани гидроксида натрия свидетельствует об углублении структурных изменений и повышении степени перехода целлюлозы I в целлюлозу II.

Высказано предположение, что исследуеные вещества могут влиять на Факторы, определяющие результат взаимодействия гидроксида натрия с целлюлозой, воздействовать на состояние гид-ратных оболочек гидроксида натрия, а следовательно, на структуру раствора и межнолекулярное взаимодействие в нен, что ведет к изменению диффузионной подвижности биионов гидроксида натрия в растворе и целлюлозном материале.

Был проведен рентгеноструктурный анализ и ИК-спектроско-пия образцов, нерсеризованных воднын и водно-спиртовым раствором гидроксида натрия, отмечены более глубокие изненевия надмолекулярной структуры исходной целлюлозы при мерсеризации в присутствии пентаэритрита и производных 1. з-диоксана. а также

снижение индекса кристалличности и повышение степени перекода целлюлозы I в целлюлозу II в 1.2 - 1.3 раза.

Исследования влияния вспомогательных веществ на сорбцион-ные свойства, интенсивность накрашивания и физико-механические показатели тканей, мерсеризованных традиционным способом и в водно-спиртовых растворах гидроксида натрия подтверждают возможность осуществлять мерсеризацию из растворов со сниженным на НО - 25 /. содержанием гидроксида натрия. Оптимальное содержание интенсифицирующих добавок, необходимое для достижения высоких качественных показателей мерсеризованных тканей, составляет О. з - о.5 г/л для пентаэрита и 1 - з г/л для спиртов диоксанового ряда.

Таким образом, проведенные исследования показали, что в зависимости от концентрации добавок пентаэритрита и спиртов диоксанового ряда можно:

- достичь на суровой ткани эффекта пропитки, аналогичного получаемому на высокогигроскопичных материалах;

- повысить сорбцию гидроксида натрия на б - 30 X;

- повысить степень перехода целлюлозы I в целлюлозу ив микрокристаллических областях хлопкового волокна;

- обеспечить высокие качественные показатели мерсеризованной ткани (баритовое число, степень накрашиваемое-, ти) и дополнительный рост прочностных характеристик на 27 - 35 х;

- снизить концентрацию гидроксида натрия в мерсеризаии-онном растворе на 20 - 25 '/..

Глава г. Выявление неханизна действия пентаэритрита и производных 1.3-диоксана на процессы, протекающие в систене целлюлоза-гидроксид натрия-вода

проведено исследование характера и степени влияния органи-нических спиртов и гидротронных вешеств на нассообменные свойства и капиллярно-порисую систему суровых и отваренных хлопчатобумажных тканей, полученные результаты представлены в табл. 1.

Таблица 1

Нассообненные свойства и характеристики капиллярно-пористой систены суровой и отваренной бязи после нерсеризашш гидроксидон натрия концентрации 200 г/л

Концентрация вспо¡полная : Обьем пор х ю"'нл/г ¡Удельная

ногательного ве- ¡массоен-:обпшй:накро-:никро-:Ультрами:поверхн-шества. г/л ¡кость. %! ¡пор ¡пор ¡кропор ¡ость, н/г

Суровая ткань 113 11.9 9,0 1, 1 0,6 203

- не 11.8 9.0 1.5 0. б 209

пентазритрит 0.3 128 12.8 9.6 1.6 0.9 209

0. 5 140 14.0 10.8 2.0 0.9 223

Ночевина 5 133 13.2 10.2 1.8 0,6 245

Изопропанол 5 122 10.2 7.4 1.4 0.7 209

Отваренная ткань 60 5.0 4.0 0.7 0.7 202

- 75 7.5 5.3 0.9 0.7 209

Пентазритрит 0, 3 118 11.8 9. 1 1.3 0.8 209

0.5 122 12.2 9.8 1.2 0.7 212

ночевина 5 117 11.7 9.2 1. 1 0, 8 230

изопропанол 5 97 7.7 5.4 1. 1 0. 6 209

Полученные данные свидетельствуют, что в результате нерсе-

ризадии гидроксидон натрия увеличиваются объемы накро- и микро-нор как отваренной так и суровой тканей. Применение в качестве вспомогательного вещества пентаэритрита еше больше увеличивает объемы макро- и микропор, а. следовательно, и гигроскопичность ткани, при этом заметное увеличение оьемов пор достигается уже при концентрации добавки 0, 3 г/л и сопоставимо с действием мочевины в концентрации 5 г/л. Добавка пентаэритрита в более высокой концентрации увеличивает удельную внутреннюю поверхность и оказывает также некоторое влияние на объем ультрамикропор, заполняющихся по механизму полимолекулярной адсорбции. Это свидетельствует о том, что исследуемые вешества в шелочной среде определенным образом влияют на Формирование капиллярно-пористой системы целлюлозы. Изменение профиля пор и капилляров, выравнивание рельефа их поверхности делает волокно более доступным для сольватированных биионов гидроксида натрия, что положительно влияет на доставку гидроксида натрия в структур у текстильного материала и способствует увеличению поглощения гидроксида натрия. В результате уменьшается число немерсеризованных и плохо мерсеризованных волокон и количество слабых мест в волокне, возрастают его прочностные показатели. Выравнивание сорбционных свойств позволяет получить более равномерные и интенсивные окраски.

Был определен энергетический баланс процесса сушки после мерсеризации текстильных материалов с использованием вспомогательных вешеств. Анализ полученных результатов позволяет утверждать. что исследуемые вешества не нарушают энергетического баланса последующих процессов сушки и могут использоваться в качеств?, интенсиФикаторов при мерсеризации текстильных материалов.

Была проведена опенка влияния вспомогательных вешеств на диффузионную подвижность гидроксида натрия в целлюлозной субс-

трате. Установлено, что в присутствии пентаэритрита и производных 1,3-диоксана диффузионные процессы протекают более интенсивно, коэффициенты диффузии возрастают в 2 - 3 раза, а энергия активации диффузионного процесса снижается на 55 - 65 у..

Зависимость глубины проникания и сорбции гидроксида натрия от концентрации исследуемых веществ представлена на рис. 2.

& (О

к

о «

о

к я и ю о. о и

70

60

50 40

30

20

13

о

0 9 18 27 3 6. 45, 54 63 72 81 глубина проникания, * 10 см

Рис. 2

влияние вспомогательных вешеств на распределение гидроксида натрия по слоям гидратцеллюлозной мембраны

1 - без добавок; 2 - 3 - пентаэритрит. о,5 и 1 г/л; 4 - 5 - диоксановые спирты 1 и 3 г/л.

Исследовано влияние пентаэритрита и производных 1.3-дио-ксана на величину поверхностного натяжения растворов гидроксида натрия и их плотность. Рассчитана поверхностная активность исследуемых вешеств в растворах гидроксида натрия и концентрация их в поверхностном слое.

снижение поверхностного натяжения раствора гидроксида натрия до критического значения и ослабление в нем межнолекуляр-

них взаимодействий обуславливает выравнивание значений работ адгезионного взаимодействия целлюлозного материала с раствором гидроксида натрия и когезионного взаимодействия в последнем.

Комплексное исследование изменений свойств растворов гидроксида натрия в присутствии пентаэритрита и спиртов диокса-нового ряда позволяет предположить причину специфичного поведения исследуемых вешеств в растворах гидроксида натрия. По-ви-димону. она заключается в активированной адсорбции исследуемых вешеств в поверхностных слоях растворов гидроксида натрия и в значительной снижении межмолекулярных взаимодействий за счет вызываемых исследуемыми веществами структурных изненений растворов гидроксида натрия, выражающихся в изменении состояния гидратных оболочек диполей гидроксида натрия. Образование соль-ватно - гидратных комплексов сопровождается изменением диффузионной подвижности структурных элементов раствора гидроксида натрия.

Было изучено влияние пентаэритрита и производных 1,3-ди-оксана на равновесную парциальную сорбцию целлюлозой компонентов раствора гидроксида натрия. Установлено, что интенсифицирующие добавки существенно влияют на количество воды, сорбированной целлюлозой, снижая его на 19 и 24 и. на сорбцию гидроксида натрия исследуемые добавки существенного влияния не оказывают. Таким образом, повышение концентрации гидроксида натрия в волокне происходит не столько за счет быстрой выбираено-сти и истощения нерсеризационной ванны, сколько за счет снижения поглощения воды, снижение содержания воды в волокне способствует уменьшению гидролиза щелочной целлюлозы.

При использовании пентаэритрита и производных 1,з-диок-сана появляется возможность регулирования процесса взаимодействия целлюлозы с гидроксидом натрия. Обеспечивая быстрое про-

никакие гидроксида натрия вглубь хлопковых волокон, в той числе в элементы их микроструктуры, исследуеные препараты за счет снижения содержания воды в сорбенте способствуют созданию локальной концентрации гидроксида натрия у поверхности кристаллитных зон. происходящее при этом подавление реакции гидролиза щелочной целлюлозы приводит к большему выделению тепловой энергии, необходимой для необратимых структурных превращений в целлюлозе. Это вызывает увеличение степени перехода целлюлозы I в целлюлозу II в кристаллитных областях, а также изменения в энергетическом состоянии аморфных зон. В комплексе эти процессы способствуют значительному повышению степени мерсеризации текстильных материалов.

Таким образом, проведенные исследования позволили установить многофункциональное действие пентаэритрита и производных 1. 3-диоксана на систему целлюлоза - гидроксид натрия - вода.

Наиболее значиным Фактором, обуславливающим положительное влияние исследуеных вешеств на процесс нерсеризации. является их комплексное воздействие на состояние поверхностных слоев и структуру растворов гидроксида натрия. Именно это приводит к значительному снижению когезионного взаимодействия в растворах. улучшению смачивания суровых тканей, ускорению сорбпион-но-диФФузионных процессов в хлопковых волокнах.

немаловажным Фактором является также положительное влияние пентаэритрита и спиртов диоксанового ряда на капиллярно-пористую систему волокна. Введение их в мерсеризационный раствор способствует значительному увеличен*) обьенов макро- и мик-ропор. а при более высокой концентрации к возрастанию удельной внутренней поверхности волокна. Таким образом, исследуемые вещества в щелочной среде определенным образом влияют на Формирование капиллярно-пористой системы целлюлозы и делают волокно

более доступным для сольватированных биионов гидроксида натри?

совокупное воздействие этих двух Факторов и позволяет i

. \

конечном результате повысить прочностные показатели волокна, получить более равномерные и интенсивные окраски на ткани, а также достичь более качественной заключительной отделки.

Глава 3. исследование влияния мерсеризашш на качестве подготовки и последующие обработки текстильныг материалов и разработка технологических режимов мерсеризашш хлопчатобумажных тканей

в ходе исследований было установлено, что использование пентаэритрита и производных 1. з-диоксана в качестве интенсиФи-каторов в процессе мерсеризации позволяет повысить сорбцию гидроксида натрия на 30 обеспечить высокие качественные показатели нерсеризованной ткани (баритовое число, степень накра-шиваености) и дополнительное увеличение механической прочности на 26 - ЗТ z, что открывает перспективы для проведение процесса мерсеризации в растворах со сниженный содержанием гидроксида натрия.

изучено влияние степени мерсеризации на качество последующих обработок текстильных материалов. Полученные результаты свидетельствуют о том. что при шелочной отварке образцов, мерсеризованных водным растворон гидроксида натрия, потеря нассы (степень очистки) 7.6 "/•, белизна 59 z и капиллярность по ми достигаются по истечении 60 мин. Введение в нерсеризадионный раствор пентаэритрита и производных 1, з-диоксана позволяет получать ткани с равной степенью очистки (7, 5 z и 7,1 z соответственно) и капиллярностью (ill •/. и 116 '/.) и более высокой степенью белизны (67 z и 68 zj уже через 30 мин отварки.

Более высокая степень очистки тканей от принесей при отварке повышает белизну ткани, в ходе исследований показано, что мерсеризация с использованием пентаэритрита и производных 1,3-диоксана позволяет достичь значительного повышения степени белизны- (на 3, 5 у.) при последующем белении без повышения концентрации перекиси водорода в беляшей растворе.

лучшая подготовка и повышение адсорбционной способности хлопкового волокна при мерсеризации шелочно-спиртовын раствором оказывает влияние не только на поглощение гидроксида бария. но и в еше большей степени на накрашиваемость мерсеризованных тканей, ныло отнечено, что мерсеризация с использованием пентаэритрита и производных 1. 3-диоксана увеличивает интенсивность окраски тканей (в зависимости от концентрации интенсифицирующей добавки) на 8-16 '/.. это объясняется разрыхлением надмолекулярной структуры и увеличением эффективного обьема волокна вследствие его обратимого набухания, что способствует прониканию молекул красителя в волокно.

При любом построении технологического процесса однин из условий получения хороших результатов отделки является -плате- . льная предварительная подготовка текстильного материала. В последнее время очень актуально стоит так же проблена потери прочности текстильных материалов при заключительной отделке.

Как было установлено в процессе проведенных нами исследований. хорошее соотношение эффекта несминаемости и показателей Физико - механических свойств достигается при отделке тканей, мерсеризованных с использованием пентаэритрита и производных 1. 3-диоксана.

Полученные результаты свидетельствуют о том. что пентазри-трит и диоксановые спирты являются эффективными при применении их в качестве интенсифицирующей добавки при мерсеризации хлоп-

чатобумажных тканей, повышая степень мерсеризации на 20 - 25 они способствуют повышению степени очистки ткани на 30 - 40 эффекта белизны на 3 - 3.5Z, интенсивности окрасок на 8 - 16 суммарного угла раскрытия складки при малосминаемой отделке н 17 - 20? снижению потери механической прочности на 27 - 35 и.

На основании проведенных исследований, были разработаны составы для мерсеризации хлопчатобумажных тканей, позволяющие значительно повысить степень мерсеризации и качественные пока затели ткани при проведении последующа: отделочных операций (составы 2 и 4) и получить степень мерсеризации, требуемую ГОСТ 8205 - 87. при сниженной на 20 у. концентрации гидрокси да натрия (составы 3 и 5). данные приведены в таблице 2,

Таблица 2

составы для мерсеризации хлопчатобумажных тканей

Наименование компонентов : Концентрация, г/л

: 1 2 з 4 5

гидроксид натрия х х о.зх х о. в

ПФС - 5-75-7

Препарат нк -82 - - - 1-31-

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана ресурсосберегающая технология мерсеризаци суровых хлопчатобумажных тканей, позволяющая повысить степень мерсеризации на 20 - 25 г. белизну ткани на з - з. 5 х. интенс вность окрасок на 8 - 16 •/. суммарный угол раскрытия складки 17 - 20. снизить потери прочности на 27 - 35 /..

2. Предложено и научно обосновано применение пентаэритри

и производных 1.3-диоксана в качестве текстильно-вспомогательных вешеств при мерсеризации хлопчатобунажных тканей. Показано, что пентаэритрит и производные 1,з-диоксана обладают комплексом необходимых свойств, обеспечивающих их эффективное использование в производственных условиях для интенсификации процесса не-рсеризации.

3. нетодами рентгеноструктурного анализа и ИК-спектроско-пии исследованы изменения, происходящие в кристаллитных областях целлюлозы, выявлено, что пентаэритрит и производные 1,з-диоксана способствуют снижению индекса кристалличности целлюлозы на 23-31/. повышению степени трансформации целлюлозы I в целлюлозу II в 1,2 - 1,3 раза. При этом декристаллизация способствует повышению сорбционной способности целлюлозы (баритовое число повышается до 135 - 145, накрашиваемость прямым чисто голубым на ю - 15 ул.

4. изучено влияние спиртов на нассобмешше свойства и капиллярно-пористую системг целлюлозы, выявлено, что введение их в нерсеризационный раствор способствует значительному увеличению влагоудерживаюшей способности, обьемов макро- и микропор. к возрастанию удельной внутренней поверхности волокна. В результате повышения доступности волокна для сольватированных би-ионов гидроксида натрия уменьшается число немерсеризованных и слабо мерсеризованных волокон и возрастают прочностные показатели ткани. Возрастание однородности внутренней поверхности волокна ведет к выравниванию сорбдионных свойств, что позволяет получить более равнонерные и интенсивные окраски.

5. изучено влияние пентаэрттита и производных 1.3-диоксана на Физико-химические свойства растворов гидроксида натрия. Установлено их комплексное воздействие на состояние поверхностных слоев и структуру концентрированных растворов ги-

дроксида натрия, что приводит к значительному снижению коге-зионного взаимодействия в растворах, кардинальному улучшению смачивания суровых тканей, ускорению сорбционно-диффузионных процессов в хлопковых волокнах.

6. Изучено влияние пентаэритрита и производных 1.3-диок-сана на парциальную сорбцию целлюлозой компонентов раствора гидроксида натрия. Показано, что наблюдаемое в присутствии исследуемых вешеств снижение сорбдии воды способствует повышению концентрации гидроксида натрия в Фазе волокнистого материала. Выдвинуто предположение, что увеличение степени деструктивных трансформаций целлюлозы является следствием этого Фактора и увеличения скорости сорбпиовно-диффузионных процессов.

7. Изучено влияние степени мерсеризации на качество текстильного материала и разработаны составы для мерсеризации хлопчатобумажных тканей, позволяющие значительно повысить степень мерсеризации и качество готовых тканей при сниженной на 17 -25 2 концентрации гидроксида натрия.

Основные результаты диссертационной работы опубликованы:

1. Скропшева О. В.. Сар1беков Г. С. Ресурсосбер1гаюча технолоПя нерсер1зад11 бавовняних та сунишшх тканин. // Легка ш>омислов1сть. № 3. 1993. - с. 23.

2. Скропышева Е. В., Видюшенко £. Н.. Сарибеков г. С. Способ мерсеризации иеллюлозосодержаших текстильных материалов. Заявка № 4300926 от 23. оз. 94.

3. Скропышева Е. В., Сарибеков Г.С. Сокращение расхода гидроксида натрия в мерсеризации хлопчатобумажных тканей. // Тез. докл. научно-практич. конф. / ХИИ. - Херсон, 1992. -с. Ю - 11.

4. Скропышева Е. В.,' Сарибеков г. с. Интенсификация процесса пропитки текстильных материалов шелочныни растворами. //Тез. докл. научн. конф. / ХИИ. - Херсон, 1993. - с. 70.

5. Скропышева Е. В., Сарибеков г.с. Исследование влияния вспомогательных вешеств на основе многоатомных спиртов на кариллярно-пористую систему хлопчатобумажных тканей. // Тез. докл. научно-практич. конф. / ТУП. - Хмельницкий. 1994.

- с. 41.

6. Скропышева Е. В.. Сарибеков Г.С. Исследование влияния вспомогательных вешеств на основе нногоатонных спиртов на процесс сначивания суровых хлопчатобумажных тканей концентрированными- растворами гидроксида натрия. // тез. докл. научно-практич. конф. / ХИИ. - Херсон. 1995. - с. 12.

SUHHARY,

SHropysheva H. V. Developing of resource-saving technology of mercerizing raw cotton fabrics.

Dissertation for Candidate of technical science of the profession. 05.19.03 - textile and Knitted materials. Kherson Industrial institute. Kherson, 1995. Dissertation includes results of complex theoretical and experimental research of influence of pentaerythrlte and l,3-dioxane's derivatives on cotton cellulose's structure and Physical-chemical properties of caustic soda solutions. Results of investigations have being used for developing of resource-savins technology of mercerizing raw cotton fabrics.

скропышева Е. в. разработка ресурсосберегающей технологии мерсеризашш суровых хлопчатобумажных тканей.

диссертация на соискание ученой степени кандидата наук по специальности 05.19. оз - технология текстильных и трикотажных материалов. Херсонский индустриальный институт. Херсон. 1995.

в диссертации приводятся результаты комплексных теоретических и экспериментальных исследований влияния пентаэри-трита и производных 1.3-диоксана на структуру хлопковой целлюлозы и Физико-хинические свойства концентрированных растворов гидроксида натрия, результаты исследований использовались для разработки ресурсосберегающей технологии мерсеризации суровых хлопчатобумажных тканей.

Нерсер1зад1я. допон1жн1 речовини, багатоатонн! спирта.

АННОТАЦИЯ

КЛОЧОВ1 СЛОВА