автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Разработка способов придания шерстяным материалам улучшенных эксплуатационных свойств с использованием гетероцепных азотосодержащих полимеров

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ШАМЕНИ ТЕКЯШЯНЙ ИНСТИТУТ ШЕНИ А.Н.КОСЬШША

РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ПРИДАНИЯ ШЕРСТЯНЫМ МАТЕРИАЛАМ УЛУЧШЕННЫХ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕТЕР ОЦЕПШХ А30ТС0ДЕЕШИХ ПОЛИМЕРОВ

Специальность 05.19.03 Технология текстильных материалов

АВТОРЕФЕРАТ

даосертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

КАПРАНОВ Андрей Иванович

УДК 677.861.81 (862.533.1)

Москва-1991

Габота выполнена в Московской ордена Трудового Красного Знамени текстильной институте иыени ¿.Н.Косыгина

Научный руководитель

к.т.н., доц. Седова С.Ф. Официальные оппоненты:

Д.т.н. Гандурин Л.И.

к.т.н. Молоков В.Л.

Ведущая организация:

Дшшлтровградский коврово-суконный комбинат г.Дшитровград

Защита состоится 'Уте уСи г. ъ/А-^Рчасов

на заседании специализироварйогсГсовета К 053.25.05 в Московской ордена Трудового Красного Знамени текстильной институте ш.Л.Н.Косыгина по адресу: 117918, Москва, М.Калужская, д. I

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО СОВЕТА - ' "

к.т.н., доц. Балашова Т.Д.

Официальным оппонентом вместо ранее назначе! ного к.т.н. Молокова В.Л. утверждена к.т.н. Bui курова У1.Н. С протокол специализированного сове: К 053.25.05 NB от 26.12.91г.). Замена к.т.н. Мс локова В.Л. связана с тем, что он принят на pai ту на кафедру ХТВМ МТИ, где работает соискател!

- 3 -

Аннотация. Целью данного исследования являлась разработка способов придания шерстяным материалам комплекса ценных эксплуатационных свойств,таких кеш малоусадочность, малосвойлачиваемооть, износостойкость, устойчивость к биоповрежденида насексмыми-кера-тофагами и плесневыми грибами. Поставленная цель достигается путем применения аппретирую1дих составов на основе полигексачетилен-гуанпдина (ПШГ) в композиции о эпоксидными сшивающими агентами.

На основании проведенных исследований разработан синтез сополимера ПШГ (соп.ПШГ) и способ его применения для придания шерстяным материалам малоусадочных а малосвойлачиваемнх свойств; разработан промышленный способ аппретирования технических прессовых сукон для бумагоделательных машин (ЦВМ) композицией ПШГ-эпо-ксидная смола, а также способ защиты шерстяных материалов от био-поврегдений.

Изучены особенности строения ПШГ различной молекулярной массы (ММ) и основные закономерности синтеза водорастворимого сополимера ПШГ. Определено влияние Ш, концентрации ПШГ, сшивающего и щелочного агентов, температуры на эффективность процесса сополимеризации. Исследовано взаимодействие " двумя эпоксидными соединениями (Э.С.) - эпихлоргидрином (ЭХГ) и эпоксисмолой ЭШ и определены их оптимальные соотношения в аппретирующих составах.

Иссгедоваш закономерности взаимодействия ПШГ, ссп.ПЖГ и их композиций со сшивающими Э.С. о шерстяным волокном; рассмотрено влияние ЮД и концентрации полимеров, рН среды и температура ка адсорбцию аппретов на субстрате. Определены условия отверждения композиций и измерена адгезионная прочность в системах перстяное волокно-отвержденный полимер.

Различными методами изучено состояние отверзденных композиций на поверхности шерсти: равномерность распределения покрытия; изменение количества атомов азота в поверхностном слое волокна, определены значения электрокинетического ( / ) потенциала и количества поверхностных зарядов на субстрате после обработки. На основе изменений аминокислотного состава и количества реакционно-способных групп предложен механизм взаимодействия в системах иерсть-ШЖ-эпоксидныв соединения. Исследованы эксплуатационные свойства аппрег-рованннх материалов (релаксационная усадка п /садка от свойлачивания, физико-механические показатели, воздухопроницаемость) . Экспериментально определено защитное действие на персти П1МГ и его композиций с Э.С. от повреждений насекомыми-

аера-рофагаыи (гусеницами молей, личинками жука-нсиееда) в адво>-нввых грибов в зависимости от концентрации, Ш полимерного биоцв да, а также после эксплуатации.

Разработанаая технология внедрена совместно о ЩШШврста о 1990 г. ва Лпштррвградоцон КОК. фантвческвй еновоыичесввй вффек: ооставвл 337,95 тыс. рублей.

AfíTnfí 1Я"П"ЩТ - способ придания свойотв малоусадочности в мадоовойдачиваеиоств шератяным в полушерстяным камвольным тканш обработкой кшаоаицией соп.ПШГ-ЭХГ;

- одоооб обработав технических прессовых суков для ВДД композицией ПШГ-эпоксвомола ЭШ, позволивший увеличить длительност] експлуе :ацив ваделвй{

- способ защиты шерстяных материалов от биоповрездений (на-сеномшш-кератофагами в плесневыми грибами) обработкой ПШГ в композициями на его основе;

- результаты изучения механизма взаимодействия ПШГ о Э.С., позволившие обосновать синтез водорастворимого сополимера ПШГ-э; в определить уоловия отверкденвя ксшозидии ПШГ-ЭШ;

- результаты всоледованвя химических свойотв шерств, обработанной П1ЫГ, с од .ЩЫГ, их композициями с Э.С. в обоснование причин изменений;

- результата исследований адгезионного взаимодействия в системах шерстяное волокно-отверкденный полимер в определение устойчивости аппретов к влажным обработкам.

Актуальность темы диссертации Изыскание путей придания шзрстянш материалам комплекса улучшенных потребительских в эксплуатационных свойотв является в настоящее время актуальной задачей. Для материалов технического назначения в, в частности, дорогостоящих технических сукон для бумагоделательных машин (БДИ! это означает увеличение срока службы, благодаря сохранению фильтрующих в упругоэлаотичвоких свойотв, взнооостойкоств в устойчивости в биоповрежденвю микроорганизмами в течение всего срока эксплуатации.

Применительно к шеротянш тканш а валяной обуви ато связано; со снижением усадив,в результате воздействия влаги; повышение! прочноотш'Ч показателей и защитой от насеноыых-иератофагов, при ' сохранении всего комплекса ценных потребительских качеств, харан-■ терных для шерстяных материалов.

Научная новизна полученных автором результатов:

- теоретически обоснован выбор в получение эффективных препаратор на основе 1ШЛГ для придания шерстяным материалам улучшенных эксплуатационных свойств.с одновременной защитой от биопов-реадений;

- предложены способы аппретирования шерстяных материалов, новизна которых защищена авторскими свидетельствами;

- определены технологические параметры синтеза водорастворимого сополимера ПШГ с ЭХГ (con.ПШГ) различной молекулярной массы;

- показана эффективность применения ПШГ в качество отверди-тзля для эпоксидной смола 31М, действующего как по каталитическому, так и сшивающему механизмам в зависимости от массового соотношения и определены,технологически обоснованные, условия проведения отверждения на текстильных материалах;

- дансилъным и аминокислотным методами анализа показано, что происходит ковалентиое взаимодействие ме,..ду отвергаемыми композициями П1МГ-ЭХГ, con. П1МГ-ЭХГ, ППлГ-ЭТМ л функциональными группами белка кератина. D зависимости от сои газа аппрета в реакцию могут вступать остатки различных аминокислот: лизина, глу-гашша, аргинина, тирозина, цистина, причем механизм взашодей-;твия отличается для композиций, содержащих ЭХГ и ЭТМ;

- определена адгезионная прочность композиции ПИТ-ЭТИ-щер-¡тяное волокно и показано, что благодаря образованию химической коЕалентной) связи прочность соедмения в системе достаточно высока, что определяет устойчивость препарата на субстратз;

- определено влияние молекулярной массы и концентрации П1МГ :а эффективность защиты шерсти от гусениц молей, личино.*; жуков-ояеедов и плесневых грибов. Обнаружено повышенное антифидантное ;ействие на наиболее опасных кератофагов-кожеедов. Комноз1Щия ШГ-Э1М придает высокую устойчивость к действию микроорганиз-ов техническим сукнагл для SUM в течение всего срока их службы.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является азработка способов придания шерстяным материалам комплекса ценах эксплуатационных свойств (малоусадочность, малосвойлачивав-ость, износостойкость, устойчивость к биодовреждениям насекомы-и-кератофагами и плесневыми грибами), позволяющих увеличить срок лукбы изделий, благодаря применению аппретирующих составов на снове ПШГ в композиции с эпоксидными сшивающими агентами.

Основными задачами работы являются:

- исследование влияния различных параметров обработки: концентрации используемых препаратов, их соотношения, условий пропитки и термообработки на изменение физико-механических показате лей, малоусадочности и устойчивости к биоповрекдениям шерстяных материалов;

- изучение характера взаимодействия препаратов на основе ПШГ и эпоксидов с субстратом;

- разработка режимов аппретирования различных шерстяных материалов ;

- изучение свойств обработанной шерсти;

- практическая реализация разработанных способов аппретирования в производственных условиях.

Методы исследований. Экспериментальная часть работы вылодне. о использованием следующих методов: гравиметрический, ИК-спектро онопии, электронной растровой микроскопии и ЗОХА, дансидытго, элементного и аминокислотного анализов, а также химических методов анализа.

Практическая ценность и реализация работы в промышленности. Внедрение предложенных технологий позволяет улучшить эксплуатаци ошша свойства материалов, в частности, снизить усадку, повысить ус2а£л^зость к истиранию без ухудшения прочностных показателей, одновременным обеспечением аффективной защиты от биодовровдений.

По результатам выполненной работы проведены производственны испытания по обработке валяной обуви (Московская фабрика валяной обуви, 1985-1985 гг.) и расширенные производственные испытания по аппретированию технических сукон для ЩМ (Димитровградский ко. роэо-суконшй комбинат, 1988-1989 гг., 30 т).

Разработан регламентированный технологический режим по аппретированию технических сукоп ИИП-13, утвержденный руководстве^ Димитровградского КОК и ЦНЙИШэрстн.

. . Предлагаемая технологий-внедрена совместно с ЩИИШерсти с 1330 года на Дш.штровгр адском КОК. {Фактический экономический эффект получен аа счег увеличения срока слуаба изделий й составил 337.Э5 тысг рублей, а такае аа счет отказа от закупок импортной композиции Книттекс ^ 26,33 тыо. шш.рублей.

- Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обоуадаглсь:

- па Всесоюзной научно-технической конференции "Теория и практика отделки текстильных материалов", Москва, 1986 г.;

- на 20-ой научно-технической конференции молодых ученых и специалистов ЩИХЕИ, Москва, 1987г.;

- на Международной конференции Всемирной организации музееэ (1СШ) - "Комитет по консервации музейных экспонатов"- август, 1990г.;

- на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов Московского текстильного института, Москва, 2388г., 1989 г., 1990 г., 1991 г.

Публикации. По материала!,1 диссертационной работы опубликовано 4 статьи, 2-е тезисов докладов на научных конференциях, получено I авторское свидетельство и 3 положительных решения по заявкам на авторское свидетельство.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из Езеде;шя, литературного обзора, методической и экспериментальной частей, выводов, библиографии и прилезают.

Диссертационная работа содержит 211 страниц машинописного текста, в тем числе 182 страниц^ основного текста, 37 рисунков, 21 таблицу , библиографии из 152 наименований и 29 страниц приложений.

Во введении дана общая характеристика работы.

Глава I - обзор литературы. Первая часть посвящена изложению и анализ^ данных по применению эпоксидных соединений для отделки текстильных материалов, приведем известные механизмы отверждения эпоксисмол аминными отвердителяыи, в т.ч. полимерными и взаимодействия эпоксигрупп с кератином шерсти.

Во второй части рассмотрены вопросы защити персти от биопсв-реждений насекомыми-кератофагами и плесневыми грибами, приведены сведения о полимерных биоцидах, а также бвойствах и строении использованного в работе полимерного биоцида - полигексамзтиленгуани-1гидрохлорида.

Во второй главе рассмотрены объекты и методы исследований, использованных в работе.

Глава 3 - экспериментальная часть, посвященная изложения результатов исследований взаимодействия ПШГ с различными Э.С. (ЭХГ и эта) и разработка на основе полученных данных синтеза водорастворимого сополимера ПШГ с ЭХГ; изучено влияние различных факторов на эффективность обработки шерстяных материалов П1МГ, соп.ПШГ и их композициями с Э.С.,'а также определены изменения в свойствах обработанной шерсти. Определена эффективность-защитного действия обработок указанными составами от различных биоповреждений.

Г.оозеденныв исследования были положены в основу разработанных технологичзских процессов: придание свойств малосвойлачивае-моста камвольным тканям; аппретирование технических сукон с целью увеличения длительности эксплуатации; защип шерстяных материалов от биоповреадений.

Приложение содержит акты о проведении опытно-промышленных испытаний разработанных технологий на Димитровградсксм коврово-суконнш комбинате и Московской фабрике валяной обуви, расчеты ожидаемого и фактического экономического эффекта от внедрения р&еработанной технологии на Димитровградском КСК и акт, подтвера-де.к№й промышленное внедрение в 1990 г.

Основное результаты и их обсуждение

I. Исследование механизма взаимодействия ПШГ с эпоксидными соединениями

Использование катионактивного .водорастворимого ПШГ, структурной формуau Ht ЫНС.МН]п • Н в отделке текстильных мате-

л/'и- нее

риалов связано с возможностью его закрепления на субстрате с по-эпоксидных сшивающих агентов - эпихлоргидрина (ЭХГ) л водорастворимой эпоксидной смолы ЭТИ. Механизм взаимодействия ПШГ с ЭХГ исследовали на модельных водных системах, при различных температурах (20-98°С) и концентрациях ПШГ (30 + 50 %) , ЭХГ(2,5* -25,0 моль'% от массы звена ПШГ) и дегидрохлорирующего агента КОН. Результаты сравнит единых исследований структуры ПШГ и синтезированных на его основе coa .ПШГ, проведенных элементным ана- ' лпзш, ИК-спектроскопией и аспдаметрическим титрованием подтвердили характер происходящих при, сополимйризации изменений и позволили предложить принципиальную формулу con ПШГ с ЭХГ:

/- C¿2 -С.Н- CHt -А/Н-[се.Нг.)6ННСМН]п- i

он Ц/н нсе J*1

Водные растворы ПШГ (10-30 г/л) облгдают высоким бр-р , составляющим 70,4+68,7 мН/м, что Негативно отражается на равномерности пропитки шерстяных материалов 45 мН/ы). У con.П1МГ в аналогичных концентрациях Сз=55,6+57,4 мН/м и при аппретировании хлорировак ых материалов (би«70 мН/м) затруднений при нропитке не наблюдается. Полученные результаты подтверждены методом электронной растровой микроскопии (РЭМ). Шерстяник вс :окна, обработанные ПШГ имеют на поверхности крайне неравномерное прерывистое покрытие. * . ' .

На хлорированном волокне (2 % акт. С£) отлагается равномерный слой соп.ПШГ, сглаживающий концы выступаэдих чэпуек. Наличие полимерного тзнрития на аппретированных, волокнах подтверждает ис-сяедованпечТюверхиости методом электроннозондового микроанализа (ЭСХА), проведении.! по атомам азота, содержащимся в различных соотношениях в П1МГ и шерсти. При глубине проникновения электронов 2,5 мкм (10 кэВ), количество азота после обработки - 117

Полученные данные по синтезу соп.ПШГ н взаимодействии .полимерных композиций на его осноеэ с шерстяным колонном позволили разработать способ малосвойлачиваемой отделки шерстяных тканей, защищенный авторским свидетельством СССР.

Для отверждения ПЮТ предложено использование водорастворимой эпоксидной смолы Э1М, ст^птуриой форглулл?

еиз.-си - -V а/-e.H-c.Hi ^ О' 4 С. '

тт 0

На модельных системах получено, что процесс отверяденпя композицией ПШГ-ЭТМ монет проходить:

- I по каталитическое механизму (введение 5-10 масс.ч.ПШГ) с получением твердого нерастворимого в воде полимера;

— П по преимущественно сшивающему механизму;. наиболее эффективное отверждение достигается при содержании в композиции 48-54 масс.ч.ПНЯ1 и при этом образуется сштый полимер, содержащий значительное количество (фрагментов ПХМГ.

Продукты отверяденпя ЭМ различными количествами ПШГ были исследованы ИК-сдектроскопическими и асидиметрическп"и методами, подтвердившими предложенные механизмы отверядения,и композиция П1МГ-Э1М (по 50 масс.ч'.) была предложена для аппретирования технических прессовых сукон (ТПС) для бумагоделательных машин, которые эксплуатируются в жестких условиях интенсивных мокрых, меха-ческих и биологических воздействий.

2. Исследование механизма взаимодействия ПВО?, соп.ПШГ и композиций на их основе с эпоксидными соединениями с шерстяным вилокном

Основными фактграми, влияющими на адсорбцию полимеров неизученные в настоящей работе являются: полимера, его концентрация.

С ппышениегл Ш ППЛГЛ7 с 0,08 до 0,19 (50 г/л), его адсорбция шерстяным волокнам (20°0,30 мин,рН=8,5) составила соответственно 8,6 и 6,3 %, причем после достижения привеса в 6-7$

- 10 -

о

от массы субстрата, сорбция замедляется в соответствии с уравнением Лэншюра. Увеличение концентрации раствора ведет к замедлению сорбции полимера: при концентрации ПШГ (£^7=0,12) 50 г/л, привес после обработки и 100 % отжима составил 136 %, а при 100г/я только 118 % от теоретического нанесения.

Кератин шерсти изменяет значение и величину заряда в зависимости от значения рН, что приводит к изменении адсорбции катион-активного ПШГ. Во всем диапазоне исследованных значений рН (2f +11,5) адсорбция ПШГ (/"^7=0,12; 40 г/л, 20°С, 30 мин), рассчитанная по привесу после обработки и 100 % откима, была выше теоретического нанесения и составляла от 110 % при рН=2,0 до 670 % при рН=П,5. Адсорбция при рН < значения изоэлектрической точки (ИЭТ) кератина свидетельствует о возникновении интерполшерного взаимодействия в неблагоприятных условиях.

Значительное увеличение адсорбции ПШГ происходит при повышении температуры раствора (40 г/л, рН=8,5, 60 мин). После обрат ботки и 100 % отжима количество ПШГ на волокне составило: 161 % (20°С), Г75 % (40°С) и 233 % (95°С) от теоретического нанесения.

Для исследования характера связей, возникающих в результате обработки ПШГ (40 г/л), сушки (Ю5°С), термообработки (130°С, 5 мин) с шерстяным волокном( был определен остаток водорастворимого полимера на субстрате после экстракции водой при различных температурах. При температуре экстракции 20°С остаток полимера составляет 0,3 % от массы субстрата, при 45°С - количество полимера гравиметрическим методом достоверно не определяется. Для последних образцов был проведен расчет количества зарядов на поверхности шерсти метода.! кислотно-основного титрования. Полученные эначе;:::я составили для дативной шерсти 42,77'10^зар./г, а для'обработанной и промытой - 55,08*10 зар./г, т.е. рост составляет 28,8 %.

Для образцов шерсти до и после обработки ПШГ и П1МГ-ЭТМ (после промывки) было определено изменение электрокинетического потенциала (?) в зависимости от.рН (1,0+12,9). Присутствие кати-онактивного ПШГ приводит к значительному изменению / -потенциала, ниже ИЭТ, *.то связано с ростом основных групп на поверхности субстрата. Выше ИЭТ также имеются небольшие отличия, связанные с наличием Hit в структуре ПШГ. Таким образом, между шерстяным во-.локисгл и ПШГ наблюдается интерполимерное взаимодействие, проявлявшееся в адсорбции полимера и возникновении в системе межмоле-.

кулярных связей, включая, возможно, и пенные.

Введение в систему эпоксидной смолы ЭТЫ приводит к изменению / -потенциала, ниже ИЭТ зависимость / -потенциала от рН занимает промежуточное значение между данными по нативной шерсти и системой шерсть-ПМГ, что свидетельствует об участии части основных групп ПШГ в реакции с эпоксисмолой. Выше ИЭТ происходит сильное снижение ^ -потенциала, что по нашему мнению, связано с изменением количества функциональных групп в кератине из-за взаимодействия с ЭТИ.

Для количественной оценки прочности связи композиции П1МГ--ЭТМ с шерстяным волокном были проведены измерения адгезионного взаимодействия. Полученные данные представлены в табл. I.

Таблица I

Адгезионное напряжение в системе полимер-шерстяное волокно(балбас)

Состав ¡Адгезионная прочность, 'У, Ма_ ¡Количество

¡ТЖ" ¡при площада3оеда1ения;при диметре

С00ТН-) '• 0.0.1.-0,05' Г О.05-0,10~!^=0?00-б,12 . ¡образцов, %

П1МГ-ЭШ(1:1) .12,6 7,9 6,9 13,0

Полученное высокое значение адгезионной прочности связано с химическим взаимодействием полимерного покрытия с субстратом,что подтверждает высокий процент когезионноразрушзшшх образцов.

В работе представлены ПК-спектроскопические исследования систем шерсть-ПШГ; шэрсть-эпоксисмола ЭТМ и шерстьЧГОЛГ-ЭШ, хлорированная шерсть-соп.ПШГ-ЭХГ. В результате обработки шерстяного волокна композициями, содержащими ЗС (аппретирование-термообработка) во взаимодействие вступаэт амино-, карбокси- и, вероятно, серосодержащие группы кератина.

Для уточнения характера связей и вида аминокислот кератина (АК), вступающих я ковалентное взаимодействие с композициями ПШГ-ЭШ и соп.ПШГ-ЭХГ, был использоеэп дансильный метод. В результате обработок на хроматограммах стазчаются слабые следа пя-тзн ДНС, производных лизина, тирозина и глутемича. Таким о "раз ил, указанные композиции несомненно вступаэт в ковалентиоо взаимодействие с кератигом шерсти.

С цальз уточнения количества АК, прореагировавших в условиях обработки, для указанных композиций был применен аминокислотный анализ. Характер изменений АК состава кератина в результате обработки ПШГ-ЭШ позволяет предположить, что в реакции вступа-

ют преимущественно ЛК чешуйчатого слоя, что подтверждает результаты анализов. В реакцию с ЭТМ вступили: ¿-аминогруппы лизина (-23,8 %) , карбонильные группы глутаминовой кислоты (-17,1 %), гуанидиновые группы арпшина (- 6,5 %) и с большей долой вероятности можно говорить.об участии аснарагиновой кислоты (- 2,6 %), ¿//-тирозина (- 3,7 %)'п i/У-цистеина (-1,6 %).

Аминокислотный анализ образцов шерсти, обработанных соп.ПШГ-ЭХГ показал, что в реакцию с эпоксидной группой вступают ЛК в том числе и характерные для внутреннего кутикулярного слоя шерстяного волокна, ОН-тирозин (-15,9 %) , циотин (-11,6 %) и £ -аминоли-зин (-20,5 %) , аргинин (-11,1 %), глутамин (-25,5 %).

3. Примене1ше ПШГ для защиты шерстяных материалов от биоповреждений

• Обработанные ПШГ образцы чистошерстяной камвольной ткани подвергали воздействию гусениц платяной моли и личинок кожееда. Шерстяные ткани, обработанные ПШГ, вне зависимое ти от Iffii (Г?7 = =0,04-1-0,19) при 2-х % нанесении имеют высоких уровень защиты -КАД = 63,7 - 100 %, примем наиболее целесообразно применение ПШГ'с&7=0,09. Вероятно, это соединение имеет оптимальное соотношение биологической активности и диффузионной способности, обусловленное ММ. Для ПШГ с CfjJ 0,09 определена активность в зависимости от концентрации - нанесение I % ПШГ повышает защищенность материала до требуемого ГОСТ 9055-75 уровня.

Шерстяные волокна подвержены микробиологическому разрушению. Исследована динамика развития грибов íftmphifCíutn sp на mSp_ стяной ткани в зависимости от нанесения ПШГ ([у] =0,09) и определен коэффициент торможения начала роста гри,ба - ¿ К0НТр(Ю час)/ L обр(час). При нанесении 0,5 % ПШГ от массы ткани, l*/í0 =0,2, а при 2 ^-на протяжении всего времени наблюдений (122 час), развитие гриба не достигло стадии ветвления ( ^„-О), причем ростовые трубки имеют признаки патологии: очень короткие и утолщенные, с неровной стенкой. Кроме того, подавление развития гриба наблюдается вокруг образцов ткани ( « 1 см).

Был определен уровень защиты от плесневых грибов сукон МП-13, обработанных композицией П1МГ-ЭТМ (по 2 %) ¿*/¿<> =0,43, этот аффект стабилен и после эксплуатации на БДМ составляет 0,6

4. Разработка технологических процессов аппретирования текстильных материалов композициями на основе ПШГ и эпоксидных соединений Придание свойств малосвойлачиваемости шерстяным тканям

Композиция соп.ПШГ-ЭХГ образует на поверхности шерстяного волокна полимерное покрытие.химически фиксирующееся на субстрате и ограниченно набухающее при мокрых обработках.' Это позволяет использовать данную композицию для снижения усадки от свойлачивания. В ра-. боте исследовано влияние количества нанесенного соп.ПШГ (0,5t-3,0 % от массы ткани), его соотношения с ЭХГ (от 130:1 до 600:1), рН раствора (5,5 и 8,5), Ш полимера {C^J =0,1*0,6) И степени хлорирования (I,0t2,0/5 акт. ti) на малосвойлачиваемые свойства тнани. Испытания аппретированной чистошерстяной (арт.1105) и полушерстяной (арт.2120) тканей по определению усадки от свойлачивания осуществляли в соответствии с методикой tíClli путем стирки в машине Кубекс в течение 3 часов. Наилучшие результаты малосвойлачиваемой отделки чистошерстяной хлорированной ткани (2 % акт.хлора) достигаются в результате нанесения 1,0-3,0 % соп.ПШГ U 17=0,2) в присутствии ЭХГ (в соотн.от 200:1 до 400:1),при рН=8,5 ; сушки при Ю5°С и термообработки при 4

130°С в течение 5 мин. Усадка от свойлачивания после аппретирования в указанных условиях составляет 0,9-2,8 %, что соответствует требованиям МСШ. Кроме того,, материал приобретает увеличенную разрывнуь нагрузку и износостойкость при сохранении средних значений разрывного удлинения.

Аппретирование технических 'прессовых сукон Технические прессовые сукна (Ж) ИКП-13, применяемые для оснастки бумагоделательных машин (ДИМ), выполняют функции фильтра и упругой подложка в зонах прессования и отаима воды.

В работе определено влияние соотношения компонентов в аппрете ШИГ-ЭИЛ, их количества на материале, значения рН среды (3,0-10,3), температуры (80-140°С) и длительности сушки-термообработки на устойчивость аппрета к мокрым обработкам, изменение фильтрующей способности и износостойкости ворса НС. Наилучшие результат" получены при нанесении на Ж ПШГ-ЭШ по 2 % от массы сукна (рН=8,3--6,5) и супне-г-зрмообработке в течение 30-40 минут при температуре 140-130°С. Возрастает разрывная нагрузка, увеличивается износостойкость ворса (в 1,7 раза), улучшается коэффициент кглиллярной -пористости сунна с 2,92 до 3,13. Основные эксплуатационные характеристики сравнивали до и после эксплуатация сукна на модельной ЦЭД.

Совместно о ЦНИИШерсти были проведены производственны; испытания и внедрение (с 1990 г.) разработанной композиции на Ди-митровградском КСК. Анализ результатов эксплуатации ТПС на семи целлюлозно-бумажных комбинатах- страны показал, что средняя длительность работы возрастает на 12,8% по сравнению* с И1С, аппретированных композицией Книттекс. ( ф.Циба-Гейти, Швейцария).

ВЫВОДЫ

1. Впервые установлена эффективность применения для комплексной отделки шерстяных материалов композиций на основе ПШГ с эпоксидными соединениями (ЭС), позволяющих придать малоовойлачи-ваемость, малоусадочность, повышенную износостойкость при одновременном обеспечении высокого уровня защиты от биоповреждений.

2. Основан и разработан способ получения сополимера П1МГ с ЭХГ. Определено влияние условий синтеза: исходной Ш ПШГ, количеств сшивающего (ЭХГ) и дегидрохлорирующего (КОН) агентов, температуры на синтез водорастворимого con .ПШГ. Показана эффективность композиций на основе con.ПШГ для малоусадочной и малосвой-лачиваемой отделок шерстяных материалов.

3. Исследован механизм взаимодействия П1МГ и соп.ПШГ с ЭС ЭХГ и эпоксисмолой ЭПЛ. Методами ИКС, элементного анализа и аси-диметрического титрования показано, что отверждение может протекать по каталитическому и сшивающему механизмам, приводя к получению ограниченно набухающих в воде полимеров.

4. Исследовано взаимодействие ПШГ, соп.ПШГ и их композиций с ЭС с шерстяным волокне*.!. Показано, что основными факторами,влияющими на адсорбцию, являются Ш, концентрация, температура и значение ¿л водных растворов П1МГ. -,

\ • Устойчивость ПШГ к мокрым обработкам невелика, и введение ЭС приводит к интерполимерному взаимодействию и повышению устойчивости аппретов к внешним воздействиям. Определены оптимальные соотношения в "композициях соп.ШЖ-ЭХГ и ПШГ-ЭМ и условия их отверждения на различных волокнистых материалах - значения рН растворов, температуры и длительности суши и термообработки.

5. Исследование адгезии в системе ПШГ-ЭТМ-шерстяное волокно показало высокое значение адгезионной прочности, свидетельствующее об эффективном взаимодействии между отверкденным полимера.! и субстратом.

6. Методами ИКС и дансильным показано наличие химического взагг.одействпя композиций, содержащих ПШГ, соп.ПШГ и ЭС с кера-г/г.с::. Метода: 'аминокислотного анализа било установлено участие

в реакции функциональных групп аминокислотных остатков: лизина, аргинина, тирозина, глутамина и цистеина.

7. Исследовано влияние обработки шерстяных материалов ПГМГ и композициями на его основе на антифидантную активность гусениц молей, личинок куков кожеедов и развитие плесневых грибов в зависимости от молекулярной массы ПШГ, количества нанесенного на субстрат препарата, введения ЭС, а также устойчивость биологической активности материала к мокрым обработкам. Получено, что наибольшей биологичесной активностью обладает ПШГ с¿"27=0,09. Отмечено повышенное антифидантное действие на жуков-ксаеедов.

Введение в аппретирующий состав ЭС снижает эффективность защити материала от плесневых грибов, но в течение всего срока эксплуатации бностойкость остается достаточной.

8. В результате проведенных исследований были предложены следующие способы, защищенные авторскими свидетельствами СССР или имеющие положительные решения о выдаче авторского свидетельства:

- способы получения малосвойлачиваемых и малоусадочных шерстяных материалов с улучшенными физико-механическими показателями путем аппретирования изученными полимерными композициями;

- способ "аппретирования технических прессовых сукон для бумагоделательных машин с применением композиции ПШТ-ЭШ;

- способ защиты шерстяных материалов от биоповреждений насе-ксмшли-кератофагами и плесневым? грибами с применением ПБДГ и композиций на его основе.

фактический экономический эффект от внедрения на Димитровград-ском КСК способа аппретирования технических прессовы.. сукон составил 337 тыс.рублей за 1990 год.

Основное содержание диссертационной работы изложено в следующих публикациях:

1. Капранов А.И., Садова С.Ф. .Ребрик'ова Н.Л.,Зайцева Г.А., Проворова И.П.,Препарат "метацид" для защиты шерстьсодержащих волокнистых материалов от насекомых-кератофагов.-Положит.решение по заявке на A.C. й 4739432/05 от 19.09.89. М. ЮТ.

2. Садова С.Ф.,Гембицкий П.А.,Бокса Д.Ф.,^аева Н.Н.,лапра-нов А.И.Дричевский Г.Е. Сополимер полигексаметиленгуанидина с оаа-хлоргидринш в качестве препарата для придания малоусадочных и несвойяачиваемых свойств шерстяным материалам и улуч^ния их фа- , зико-меланических характеристик и способ его получения,- A.C.

» 1423555 (СССР) от 15.05.88 г.

3. Абубакирова К.Д.,Садова С.Ф..Капранов А.И. Состав для отделки шерстяны." материалов. Положит.решение по заявке на A.C.

* 4633078/05.от 05.01.89. г.Джамбул, ДТИЛП.

4. Козинда З.Ю.,Коротких Н.И..Швайка 0.П.,Садова С.Ф.,Капранов А.И., Алексеева Н.Г.Дазанов Г.И.,Потепалов В .Ф.Композиция для аппретирования волокнистых материалов. Положит.решение по заявке на A.C. J6 4775680/05 от 29.12.89. Донецк, Ин.ФОУ АН УССР.

5. Капранов А.И.,Садова С.Ф..Козинда З.Ю.Дазанов Г.И..Алексеева Н.Г. Аппретирование технических сукон / Текстильная прсмыш ленность, 1991, Jfc I, о. 53-54.

6. Капранов А.И.,Седова С.Ф.,Корчагин U.B. Придание малоуса-дочности войлочным изделиям / Матер.Всесоюз.научно-технической конференции "Теория и практика отделки текстильных материалов" (1-3 окт. 1986 г.) .- М., МТИ, С.203.

7. Бочина Г.В. .Капранов А.И.,Седова С.Ф. Разработка техно--логии придания малоусадочности шерстяным материалам / Межвузовский сборник научных трудов "Создание высокоэффективных технологических процессов, оборудования, систем управления и автоматизированного проектирования в текстильной и легкой промышленности".-М,, МТИ, 1988.- С. 41-43.

8. Капранов А.И.,Седова С.Ф. Комплексная отделка валяной обуви.- М., МТИ, 1989.- С.6 Рук.деп. в ЩШШЛегпроме 22.08.90.

* 3122-Ш.

9. Капранов А.И,,Садова С.Ф.,Абубакирова К.Д. Снижение усадки валяной обуви.- М., МЧИ, 1989.- 7 с. Рук.деп. в ЦНИИТЭИЛегаро-ме 22.08.90 » 3123-Ж1.

10. Капранов А.И.,Садова С.Ф..Леве D.K.,Гусева Н.И. Придание малоусадочности и водоупорности валяной обуви.- М., МТИ,1989,

7 с. Рук.деп. в ЦНИИТЭИЛегпрше 29.08.90. « 3151-Ш.

11. lajheva tr.fi. Zafotin K.P. Kapp&nov Pav&ftovi.j. Ftaistaf P.D. fftiiifte<la.fit foi Pest Jttsecfs lh

toi faction emel Various flspeits о/ ff/ait. use in museum. /I.C.О./1.- Cotrim/tte job. Cattscu'afton,oe.'f990.voeä,-pßM-823.

Формат бумаги__

Усл. печ. л. 1,0 Тирак 100 экз.

Подписано в печать i2.I2~.9T Сдано в производство 18.12.91 Бумага mhos. Уч.-изд. л. 1,0 Заказ 912 Бесплатно

Ротапринт ЖТА ,117419, Москва, ул. Донская, 26