Разработка рациональной структуры и технологии получения шнуроплетеных изделий с пониженным удлинением тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.19.02, кандидат наук Базунов, Дмитрий Александрович

• Базунов, Дмитрий Александрович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Базунов, Дмитрий Александрович

Оглавление

Введение

Глава 1. Обзор современного уровня производства химических волокнистых материалов, шнуроплетельного оборудования и шнуроплетеных изделий

1.1 Анализ состояния и перспективы развития техники и технологии производства химических волокон и нитей в России и

в мире

1.2. Анализ современного шнуроплетельного оборудования

1.3. Виды шнуроплетеных изделий и области применения

1.4 Шнуроплетеные изделия с пониженным удлинением

1.5 Специализированные пропитки для комплексных арамидных нитей. 34 Выводы по главе 1

Глава 2. Разработка рациональной структуры и технологии

шнуроплетеных изделий с пониженным удлинением. 2.1. Проведение эксперимента по влиянию отечественных пропиток на физико-механические свойства шнуроплетеных изделий

2.2 Разработка рациональной структуры и технологии производства шнуроплетеных изделий расширенного ассортимента из полиамидных комплексных нитей. 44 2.2.1. Выбор оборудования для наработки шнуроплетеных изделий

2.2.2 Выбор сырья для проведения эксперимента

2.2.3 Расчёт технологических параметров для наработки образцов

на машине ШП -24-3-1

2.2.4 Наработка шнуроплетеных изделий

2.3 Проведение испытаний наработанных образцов шнуров из полиамидных комплексных нитей и обработка полученных результатов

2.4 Планирование эксперимента. 58 Выводы по главе 2. 66 Глава 3. Проведение эксперимента по наработке шнуроплетеных изделий с использованием высокомодульных комплексных нитей Русар

3.1 Выбор сырья для проведения эксперимента

3.2 Наработка и исследование шнуров оптимальной структуры из комплексных нитей Русар

3.3 Планирование эксперимента

3.4 Исследование влияния специализированной пропитки импортного производства на удлинение шнура при фиксированной нагрузке

Выводы по главе 3

Глава 4. Прогнозирование свойств шнуроплетеных изделий

технического назначения

Выводы по главе 4

Общие выводы

Список использованной литературы. 109 Приложения.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка рациональной структуры и технологии получения шнуроплетеных изделий с пониженным удлинением»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В настоящее время большое внимание уделяется текстильным изделиям бытового и технического назначения, таким, как шнуроплетеные изделия, которые находят широкое применение в различных отраслях промышленности, и в частности для специальных изделий технического текстиля. Также шнуроплетеные изделия используют в рыболовстве, страховочных комплексах, в работе службы МЧС и т.д. Требования потребителя к шнуроплетеным изделиям, обеспечивающим безопасность, практичность, комфортность, увеличение срока эксплуатации и улучшение качества, создают предпосылки для производства новых видов шнуров.

В технических отраслях основным назначением шнуроплетеных изделий является обеспечение безопасных и надёжных условий работы различной техники. Шнуроплетеные изделия, наработанные из натуральных нитей, не отвечают требованиям, предъявляемым к шнурам, используемым для технических целей, они не выдерживают силовых и термических нагрузок. Это объясняется тем, что натуральные нити, используемые для изготовления шнуров, имеют низкую разрывную нагрузку, высокое удлинение при фиксированной нагрузке и низкую хемо и термостойкость по сравнению с химическими, в частности с . арамидными нитями. На сегодняшний день арамидные нити являются наиболее перспективными в изготовлении шнуроплетеных изделий технического назначения.

Таким образом, разработка структуры и технологии шнуроплетеных изделий нового поколения, обладающих высокой разрывной нагрузкой, минимальным удлинением при фиксированной нагрузке и высокой устойчивостью к воздействию внешних факторов, является актуальной задачей.

Цель работы и задачи исследования. Целью данной работы является разработка структуры и оптимальной технологии получения шнуроплетеных

изделий для технических нужд с наполнителем, обладающих минимальным удлинением при фиксированной нагрузке.

В соответствии с указанной целью были поставлены и решены следующие задачи;

- на основе литературного обзора были произведены исследования специальных пропиток российского производства на физико-механические свойства шнуроплетеных изделий.

- наработаны и исследованы образцы шнуроплетеных изделий различного вида заправок от 29текс х2 до 29текс х4 различных плотностей плетения из полиамидных комплексных нитей с заправками 8, 16 и 24 веретён для расширения областей исследования.

- выработаны и исследованы шнуроплетеные изделия оптимальной структуры из малорастяжимых и высокопрочных комплексных нитей Русар.

- произведены исследования шнуроплетеных изделий, в результате которых, был наработан шнур с наполнителем из комплексных нитей Русар линейной плотностью 750 текс

произведено исследование действия специальной пропитки иностранного производства на свойства шнуроплетеного изделия (в частности на удлинение при фиксированной нагрузке).

- произведены испытания готовых малорастяжимых шнуроплетеных изделий в «Национальном исследовательском технологическом университете «МИСиС» в Межкафедральной испытательной лаборатории «Наноматериалы».

- разработана методика расчёта удлинения шнуроплетеных изделий в пределах упругих деформаций, позволяющая точно прогнозировать прочностные свойства шнуров.

проведено планирование эксперимента в целях получения оптимальных технологических параметров процесса выработки готовых шнуроплетеных изделий с использованием пакета программ Excel и MathCAD;

Методика исследований. Поставленные задачи решались теоретическими и экспериментальными методами. Экспериментальные исследования по наработке шнуроплетеных изделий проводились в лаборатории кафедры прядения МГУДТ на шнуроплетельной машине ШП-24-3-1, а для определения разрывной нагрузки и удлинения при разрыве - на разрывной машине 'Тш^оп 4411" в лаборатории кафедры текстильного материаловедения. В работе использовались методы математического планирования эксперимента. При исследовании свойств шнуроплетеных изделий из нитей Русар использовались ГОСТированные методики. Результаты экспериментальных и теоретических исследований обработаны методами математической статистики с использованием ЭВМ и пакета программ МаШСаё.

Научная новизна:

Разработана структура и технология выработки шнуроплетеных изделий с пониженным удлинением из комплексных нитей Русар. Для основного исследуемого показателя шнуроплетеных изделий технического назначения - удлинения при фиксированной нагрузке, разработана методика расчёта удлинения шнуроплетеных изделий при приложении к ним сил не превышающих предела упругих деформаций. Изучено влияние специальных пропиток, упрочняющих шнуроплетеные изделия и уменьшающие его удлинение при фиксированной нагрузке.

Практическая ценность.

Теоретические и экспериментальные исследования данной работы дают возможность вырабатывать шнуроплетеные изделия для технических нужд с пониженным удлинением.

Реализация результатов работы. Разработанная технология позволяет получить на шнуроплетельных машинах отечественного производства шнуроплетеные изделия с пониженным удлинением при фиксированной нагрузке.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и получили положительную оценку на:

- 61-ой межвузовской конференции молодых учёных и студентов «Студенты и молодые учёные КГТУ» Кострома 2009;

- всероссийской научной конференции молодых учёных и аспирантов «Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической отраслях промышленности» (Дни науки 2009), (Санкт-Петербург 2009);

- всероссийской научной студенческой конференции «Текстиль XXI века» (г. Москва МГТУ им. А. Н. Косыгина 2009);

международной научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль 2009), (г. Москва МГТУ им. А. Н. Косыгина 2009);

международной научно-технической конференции «Современные наукоёмкие технологии и перспективные материалы текстильной и лёгкой промышленности», (Прогресс 2010), Иваново;

международной научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль 2010), (г. Москва МГТУ им. А. Н. Косыгина 2010);

- всероссийской научной конференции молодых учёных «Инновации молодёжной науки», (Дни науки 2011), (Санкт-Петербург 2011);

- международном научно-техническом форуме Прогресс 2012, Иваново;

- межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной и лёгкой промышленности», (Поиск 2012), Иваново.

По материалам диссертационной работы опубликовано 9 тезисов докладов на различных конференциях и 3 статьи.

Публикации.

Тезисы докладов:

1. Базунов Д. А. Родионов В. А. Разработка структур и исследование технологии получения шнуроплетеных изделий с пониженным удлинением. // Сборник тезисов 61-ой межвузовской конференции молодых учёных и студентов «Студенты и молодые учёные КГТУ» Кострома 2009;

2. Базунов Д. А. Родионов В. А. Разработка структуры шнуроплетеных изделий специального назначения. // Сборник тезисов всероссийской научной конференции молодых учёных и аспирантов «Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической отраслях промышленности» (Дни науки 2009), (Санкт-Петербург 2009);

3. Базунов Д. А. Родионов В. А. Разработка структур и исследование технологии получения шнуроплетеных изделий с пониженным удлинением. // Сборник тезисов всероссийской научной студенческой конференции «Текстиль XXI века» (г. Москва МГТУ им. А. Н. Косыгина 2009);

4. Базунов Д. А. Родионов В. А. Разработка структуры шнуроплетеных изделий технического назначения. // Сборник тезисов международной научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль 2009), (г. Москва МГТУ им. А. Н. Косыгина 2009);

5. Базунов Д. А. Родионов В. А. Разработка структуры и технологии шнуроплетеных изделий технического назначения. // Сборник тезисов международной научно-технической конференции «Современные наукоёмкие технологии и перспективные материалы текстильной и лёгкой промышленности», (Прогресс 2010), Иваново;

6. Базунов Д. А. Родионов В. А. Разработка структуры и технологии шнуроплетеных изделий технического назначения. // Сборник тезисов международной научно-технической конференции «Современные

технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль 2010), (г. Москва МГТУ им. А. Н. Косыгина 2010);

7. Базунов Д. А. Разработка структуры и технологии шнуроплетеных изделий технического назначения. // Сборник тезисов всероссийской научной конференции молодых учёных «Инновации молодёжной науки», (Дни науки 2011), (Санкт-Петербург 2011).

8. Базунов Д. А. Разработка структуры и технологии шнуроплетеных изделий технического назначения. // Сборник тезисов международном научно-техническом форуме Прогресс 2012, Иваново;

9. Базунов Д. А. Разработка структуры и технологии шнуроплетеных изделий технического назначения. // Сборник тезисов межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной и лёгкой промышленности», (Поиск 2012), Иваново;

Статьи:

1. Базунов Д. А. Родионов В. А. Технологи получения шнуроплетеных изделий с пониженной усадкой. // Известия вузов №2 2013г.

2. Базунов Д. А. Родионов В. А. Шаблыгин М. В. Прогнозирование свойств шнуроплетеных изделий технического назначения. // Химические волокна №3 2013г. стр. 34-37.

3. Базунов Д. А. Родионов В. А. Исследование физико-механических свойств шнуроплетеного изделия пропитанного специальным составом. // Швейная промышленность №2 2013г. стр. 13-15.

Глава 1. Обзор современного уровня производства химических волокнистых материалов, шнуроплетельного оборудования и

шнуроплетеных изделий.

1.1 Анализ состояния и перспективы развития технологии производства химических волокон и нитей в России и в мире.

Промышленность химических волокон и нитей - одна из важнейших подотраслей химической индустрии, в значительной степени определяющая уровень химизации производственного потенциала страны. Сегодня отрасль насчитывает много крупных производителей, два из них принадлежат крупным корпорациям: ОАО Газпром «Химволокно» (ОАО «Сибур-Волжский») - компании ОАО «Сибур-Холдинг» и ООО «Саратоворгсинтез» - ЗАО «Лукойл-Нефтехим». Установленные мощности по производству химических волокон и нитей составили 337 тыс. т, при среднем объеме их загрузки на 47%. [1]

В России есть ряд серьезных предпосылок для развития производства химических волокон и нитей. Во-первых, наличие сырьевой базы. Россия располагает развитой химической, нефтехимической и целлюлозно-бумажной промышленностью, богатыми ресурсами углеводородного и древесного сырья, что является важнейшей предпосылкой для возможного и необходимого перспективного развития отечественной промышленности химических волокон и нитей. [2]

Обеспечение стабильного развития текстильной и легкой промышленности, увеличение выпуска конкурентоспособного ассортимента тканей, одежды, обуви, продукции технического и специального назначения к 2015 г. в 3-4 раза по сравнению с уровнем 2005 г. невозможно без расширения сырьевой базы отрасли. [3]

Мировой баланс текстильного сырья согласно прогнозам в 21 веке, претерпит изменения. Снизится потребление натуральных волокон, особенно

шерсти и льна, в меньшей степени, хлопка. Сохраниться тенденция развития химических волокон и нитей.

В 2010-2015г. ежегодный прирост в мире синтетических нитей составит 3,9%, химических волокон 2,2% и хлопка 1,1%. Удельный вес химических волокон в общем мировом, душевом потреблении составит 62%. Доля потребления химических волокон и нитей увеличится до 80%. Темп развития химических нитей в 2010-2025г. будет опережающим по сравнению с химическими волокнами.

Изменение приоритетов в потреблении текстильных изделий вызвало появление высокотехнологичных химических волокон и нитей нового поколения со специальными свойствами: пониженной горючести, антимикробных, антифунгицидных, антиаллергических, изменяющихся по цвету в зависимости от температуры и освещения, терморегулирующих, защищающих от статического электричества и ультрафиолетовых лучей. [4]

Отсутствие производства современных химических волокон и нитей в требуемом объеме и ассортименте усугубляет кризисное состояние текстильной и легкой промышленности России, обедняет потребительский рынок товаров широкого потребления, существенно сокращая число рабочих мест.

Следует отметить, что после кризисного 2009 года в 2010 году ситуация в отрасли стабилизировалась, был обеспечен рост объемов производства по важнейшим видам продукции по сравнению с 2009. В первом полугодии 2011 года в текстильном производстве произошло снижение объемов производства по многим видам продукции. Наибольшее снижение к соответствующему периоду 2010 года отмечено в производстве хлопчатобумажных тканей (на 23,1%), обусловленное негативными изменениями на мировом рынке хлопка в виде резкого (почти троекратного) роста цен на него.

Падение объемов производства шерстяных тканей за этот период на 10% произошло из-за дефицита и низкого качества отечественной шерсти

наряду с ростом цен мирового рынка на высококачественную шерсть. По причине ограниченности сырьевых ресурсов выпуск льняных тканей сократился на 11,3 процента. [5]

Мировая текстильная промышленность в 2010 г. испытывала наибольший подъем производства исходных сырьевых материалов в виде натуральных и химических волокон, обеспечив, по сравнению с 2009 г. его прирост на 8,6% (или 6,4 млн. т.) и достигнув уровня - 80,8 млн. т. [6]

Таблица 1.

Импорт химических волокон и нитей в страны ЕС и США в 2010 г.

ЕС-27 США

тыс. тыс.

Виды волокон и нитей тонн тонн ±%

Вискозные

Волокно 30,7 + 1 75 -1

Текстильная нить 9,5 +25 - -

Ацетатная текстильная нить 3 +79 - -

Полиэфирные

Предориентированная нить 30 + 13 9 -32

Текстильная нить 58,1 +47 15 +4

Текстурированная нить 178,1 +30 - -

Техническая нить 135,8 +42 48 +56

Волокно 470,1 +22 381 + 14

Полиамидные

Предориентированная нить - - 12 +38

Текстильная нить 13,1 +20 15 +4

Текстурированная нить 17,7 +3 - -

Ковровая нить 10 +85 57 +7

Техническая нить 41,3 +23 48 +56

Волокно 10,8 + 10 6 -17

Полиакрилонитрильные

Волокно 30,8 + 14 38 +36

о

В мировом балансе волокнистых материалов на долю синтетических волокон приходится 56%, целлюлозных — 5% и натуральных — 39%. Производство большей части химических волокон, за исключением полиакрилонитрильных, растет: в частности, производство полиэфирных

технических нитей выросло на 37% за один год, вискозные волокна также отметились рекордным подъёмом на 17%.

Согласно табл.2, импорт химических волокон в страны ЕС за первые 10 месяцев 2011 г. в целом увеличился на 11 %, снизился лишь по полиэфирной предориентированной нити (РОУ), вискозному штапельному волокну и полиамидной технической нити.

Таблица 2.

Импорт химических волокон в страны ЕС-27 в январе - октябре 2011 г.

Вид волокна или нити Тыс. т 2011/2012 гг.,

Полиэ( шрная предориентированная нить (POY) 21,2 -17

Полиэс шрная гладкая текстильная нить 51,5 +4

Полиэфирная текстурированная нить 151,9 +2

Полиэс шрная техническая нить 133,6 + 14

Полиэфирное штапельное волокно 435,2 + 13

Полиамидная гладкая текстильная нить 11,6 +9

Полиамидная текстурированная нить 16,3 +15

Полиамидный ковровый жгутик В СБ 13,6 +83

Полиамидная техническая нить 34,1 -2

Полиамидное штапельное волокно 9,2 +1

Полиакрилонитрильное штапельное волокно 24,3 -6

Вискозная текстильная нить 7,9 +2

Вискозное штапельное волокно 24,7 -5

Ацетатная текстильная нить 2,8 +11

Всего 937,9 +11

Расширение области применения текстильных и технических волокон и нитей благоприятно воздействует на этот объем. Импорт химических волокон в страны ЕС-27 и США, в 2009 г. характеризовался негативными итогами [7], в 2011 г., согласно табл. 2, имеет явно положительную тенденцию.

Выпуск полиакрилонитрильных волокон увеличился на 2,6%, до 2,04 млн. т., в том числе в Китае на 3,5%, до 692 тыс. т., в западной Европе на 5%, до 580 тыс. т., в Японии на 5,7%, до 150 тыс. т. и в Индии на 9%, до 76 тыс. т. Такой подъём во многом объясняется разнообразием свойств

полиакрилонитрильного волокна, успешно реализуемых в готовых изделиях: антипиллинг, высокая мягкость, оптическая белизна, регулируемая усадка, крашение в массе, поверхностное крашение кислотными красителями, антимикробное действие, внешнее подобие шерсти, хлопку и натуральному шёлку, выработка искусственного меха и т.д. Благодаря этим уникальным свойствам, полиакрилонитрильное волокно получило широкое распространение для изготовления готовых текстильных товаров (табл.3). [8] Сбор хлопка в 2010 г. впервые за 4 года вырос на 1,8% (до 24,5 млн. т.). В последние 30 лет средняя доля экспорта в мировом потреблении хлопка составляет более 31%. Пять крупных государств потребляют свыше 80% мирового сбора хлопка. [9]

Таблица 3.

Применение полиакрилонитрильных волокон в мире за 2011 г.

Применение в изделиях Доля на мировом рынке, %

Свитера / вязаные товары 55

Одеяла 8-10

Ковры 10-12

Рубашки 2-3

Спортивная одежда 1-2

Носки, чулки 2-3

Тенты, навесы 1-2

Технические изделия 1-2

Шали, платки 2-3

Зимние ткани 1-2

Другое применение 5-6

Целлюлозные штапельные волокна, к которым относятся вискозные, лиоцелл, высокомодульные и ацетатный сигаретный жгут, в 2010 г. преодолели барьер в 4 млн. т. при годовом росте на 13,4%. Мировой выпуск вискозных волокон в 2010 г. достиг 3,1 млн. т. при рекордном приросте, по сравнению с 2009 г., на 17%. [6] В 2009 г. в Китае было выпущено 1,51 млн. т. вискозного волокна, что составило более 50% от общемирового производства данного типа. Компании Zhejiang Fulida и Shandong Helon

являются крупнейшими в Китае производителями вискозного штапельного волокна, располагающими мощностями около 280 тыс. т./год каждая. [9]

В январе - марте 2010 года по данным Министерства промышленности и торговли РФ произошло увеличение производства волокон синтетических - на 58,7%; волокон и нитей искусственных - на 30,4%. Рост производства волокон и нитей обусловлен увеличением емкости внутреннего рынка. Увеличение объемов производства синтетических волокон и нитей в 1 квартале 2010 года по сравнению с 1 кварталом 2009 года произошло по всему ассортименту. ООО "Курскхимволокно" (г. Курск) увеличило производство капроновой текстильной нити на 46,3%. Объемы производства технических нитей возросли в 3,4 раза, нитей для кордной ткани - в 2 раза, капроновых волокон на 33,5%. [10]

В 2010 г. в мире было произведено 49,6 млн. т. химических волокон, в т. ч. 45,2 млн. т. синтетических и 4,4 млн. т. целлюлозных волокон. В мировом плане безусловным лидером является Китай, который в 10 раз превосходит идущую на 2-м месте Индию.

Потребление предприятиями отрасли химических волокон и нитей, в том числе волокон нового поколения в среднесрочной перспективе увеличится за 2010-2013 годы на 33,7%) и составит в 2013 году 299,73 тыс. т., в том числе химических волокон - 186,13 тыс. т., химических нитей - 133,6 тыс. т. [11]

Опыт последних 13 лет говорит о грандиозном подъеме промышленности полиэфирного штапельного волокна и жгута. Только в 2010 г. он составил 9,9% (на отметке 13,5 млн. т.). Китаю принадлежит 62%, сумевшему обеспечить прирост полиэфирного штапельного волокна, по сравнению с предыдущим годом, на 11,5% (до уровня 8,4 млн. т.). Занимающая 2-е место Индия добилась более скромных результатов — 2,8%» (0,9 млн. т.). На 3-м и 4-м местах Тайвань и Ю. Корея, соответственно.

Мировое производство химических волокон и нитей в 2010

г. по странам.

Индоонезия

3% ^Япония Ю.Корея / 2%

4%

■ Остальные 14%

Тайвань 5%

Китай 60%

Индия

6%

|

Рис. 1 Мировое производство химических волокон и нитей.

Китай является мировым лидером в производстве химических волокон и нитей (рис. 1). В планах Китая дальнейший рост мощностей полиэфирного штапельного волокна более, чем на 3 млн. т./год к 2013 г. В новых проектах заложены комплектные линии компании ОегПкоп - Кеип^ единичной производительностью более 300 т./сутки. [12]

Мировое производство различных видов химических волокон и нитей в процентном соотношении

Полиакрилони. трильные 4%

Другие

Полипропиленовые

Полиэфирные

70%

Полиамидные 8%

Целюлозные 9%

Рис. 2 Мировое производство различных видов химических волокон и

нитей.

Лидирующую позицию в производстве химических волокон и нитей занимают полиэфирные волокна и нити, намного опережая полипропиленовые, целлюлозные и другие волокна и нити (рис. 2).

Мировое производство полиэфирных нитей, включая текстильные, технические и ковровые, показало рост в 2010 г. на 16,7% (до 22 млн. т.). Наиболее крупный объем в этом сегменте занимают текстильные нити (гладкие и текстурированные), прирост которых составил 15,2% (20,8 млн. т.), а технических и кордных нитей — 37,0% (1,5 млн. т.), коврового жгутика — около 40%) (до 0,2 млн. т.). [13]

Более 50% оборудования на отечественных фабриках физически и морально устарело (эксплуатируется более 30 лет). Для преодоления данной отсталости, Минпромторгом разработана стратегия становления легпрома до 2020 года, учтены меры по стимулированию технического и научно-технического перевооружения российских компаний. Доля развития легкой промышленности в ВВП РФ в настоящее время — 1-2%, тогда как в 1990-е была, по различным данным, — от 16 до 30%. Согласно стратегии становления легпрома, до 2020 года доля российских продуктов на рынке должна составить 51%, кроме того, более 80%) российской продукции обязана иметь инноваторский характер и патентную охрану. [14]

Объем внутреннего рынка России в 2010 г. составил 418 тыс. т., а в 2015 г. составит - 541 тыс. т. Также ожидается некоторое снижение доли экспорта в производстве в связи с необходимостью первостепенного удовлетворения растущего отечественного рынка и сокращение до разумных пределов доли импорта в потреблении (до 30-40% в 2015 г. против 65% в 2005 г.).

По расчетам ОАО «НИИТЭХИМ», до 2015 г. ожидается рост производства химических волокон и нитей. Так, в 2010 г. объем производства по отношению к 2005 г. составил 212,9%, а в 2015 г. составит - 311,3%. В 1990 г. производство химических волокон и нитей в РФ составляло 673,5

тыс. т., а в 2015 г., по самому оптимистичному сценарию, планируется выйти лишь на немногим более 500 тыс. т. [15]

Во многом прирост производства может быть обеспечен за счет увеличения степени загрузки имеющихся мощностей - при условии их модернизации, поскольку текущий коэффициент их использования составляет всего 47%, в то время как в мировой практике - в среднем 80 -90%.

Особенно быстрыми темпами ожидается развитие производства полиэфирных волокон и нитей, поскольку они являются на сегодняшний день самым востребованным текстильным сырьем, с наиболее динамично развивающимся рынком и одновременно с наименее развитым производством. Так, в 2010 г. по отношению к 2005 г. объем производства вырос в 6 раз; в 2015 г. - прогнозируется рост в 11,5 раза. Объем внутреннего рынка составил в 2010 г. более 160 тыс. т., в 2015 г. составит - 210 тыс. т.

Современная зарубежная технология отвечает жестким международным экологическим требованиям. Обеспечение перспективного производства главного вида сырья - терефталевой кислотой будет обеспечено постепенно вводимой мощностью (230 тыс. т.) в ОАО «Полиэфир». Годовая потребность нового производства в терефталевой кислоте составит при выходе на полную мощность 124 тыс. т., а при загрузке на уровне 50%, ожидаемой к 2015 г., - примерно 62 тыс. т. В перспективе до 2015 г. прогнозируется снижение доли экспорта в производстве (до 3% в 2015 г.) и импорта в потреблении (примерно до 50% в 2015 г.). [16]

До 2015 г. ожидается умеренное развитие рынка и производства одного из традиционных видов волокон - полиакрилонитрильных. Так, объем рынка в 2010 г. составил 20 тыс. т., а в 2015 г. прогнозируется - 27 тыс. т. Производство полиакрилонитрильных волокон по-прежнему будет сосредоточено на единственном в России предприятии-производителе - ООО «Саратоворгсинтез». Основное сырье для полиакрилонитрильных волокон -нитрил акриловой кислоты выпускается на этом же предприятии в

достаточных объемах. Доля экспорта в производстве и доля импорта в потреблении до 2015 г. не претерпят существенных изменений. [ 17]

Производство полипропиленовых волокон и нитей в 2010 г. составило порядка 30 тыс. т., а в 2015 г. должно составить - около 39 тыс. т. Развитие производства полипропиленовых волокон и нитей в период до 2015 г. предполагается за счет увеличения степени загрузки существующих мощностей. Производство не должно испытывать трудностей с обеспечением основным сырьем - полипропиленом. До 2015 г. прогнозируется некоторое снижение доли экспорта в производстве и увеличение доли импорта в потреблении.

Активным предполагается развитие производства и рынка полиамидных волокон и нитей, прежде всего за счет полиамидных нитей для кордных тканей и технических изделий, поскольку опережающими темпами идет развитие автомобильной промышленности страны. Так объем внутреннего рынка в 2010 г. составил около 120 тыс. т., в 2015 г. прогнозируется подъем до - 167 тыс. т. Необходимость насыщения отечественного рынка полиамидных волокон и нитей до 2015 г. обуславливает снижение доли экспорта в производстве. Рынок вискозных волокон и нитей до 2015 г. поднимется до 9 тыс. т.

За период с 2009 года по 2010 отечественным производителям синтетических волокон удалось увеличить объемы производства с 89 035 до 107 545 тонн, что в процентном соотношении составляет 17,2%. [18]

В настоящее время на базе ОАО «Сибур-Волжский» интенсивно развивается новое предприятие ЗАО «Газпром химволокно». Пущено современное оборудование по производству кручёных кордных нитей с использованием современных машин фирмы «Oerlikon Saurer». На кордных станках фирмы «Dornier» изготавливают полиамидные, полиэфирные и анидные кордные ткани, которые на установках фирмы «Benninger Zell GmbH» подвергают пропитке и получают готовые пропитанные кордные ткани различного ассортимента. [19]

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Базунов, Дмитрий Александрович, 2013 год

Список использованной литературы.

1 http://www.newchemistry.ru/letter.php?n_id=426

2 WWW.CWET.RU

3 Э.М. Айзенштейн. ЛегПромБизнес 2007 г.

4 http://www.cotton.ru/

5 http://marketing.rbc.ru/research/562949967492048.shtml

6 Engelhardt A. W. II Indstrie News, June 2011, s. 4.

7 Айзенштейн Э. М. II «Текстильная промышленность», № 5, ноябрь 2010 г.,

8 Журнал «Химические волокна» № 3/12 9Plastinfo.ru/22.02.2011 г, 18.02.2011 г, №2/11

10 .http://www.himtrade.ru/info/st20.htm

11 Айзенштейн Э. М. II «Легпромбизнес. Директор», № 4(29), июнь 2011 г.,

12 Айзенштейн Э. М. II «Текстильная промышленность», № 6, март 2011 г.,

13 http://www.minpromtorg.gov.ru/industry/light/78

14 http://mi.aup.ru/res/48/562949967492048.html

15 Polymery.ru/letter: «Новые ПЭТФ-Проекты», 28.02.2011 г.

16 http://www.specportal.net/razvitie-legkoj-promyshlennosti-2011

17 http://www.legprominfo.ru/prom/010046.html

18 http://www.narodko.ru/article/cloth/tecpro/prognoz_razvitia_legkoi_promy61

19 Крысько Л.П., Деханова М.Г. Техника и технология плетения. - М.: Легпромбытиздат, 1990.

20 http://www.texint.ru/

21 Айзенштейн Э. М. II «Хим. Волокна», № 4, 2010 г.

22 Айзенштейн Э. М. II «Легпромбизнес. Директор», № 5(30), октябрь 2011 г.,

23 Mrcplast.com. / 22.10.201 г., 26.05.2011 г.

24 Турукалов М. II «Программа VIII Международной конференции "Полипроиплен-2011"», 24.03.2011 г.

25 News-events / 2011 / 136-freudenberg-politex / 11.02.2011

26 http://pcnn^/simplepage/405

27 www.herzog-online.com

28 www.ratera.com

29 www.braidmash.ru

30 www.belstroybat.ru

31 http://fion.ru/obzor/251/

32 http://rusconnect.ru/catalog/other/id_271 .html

33 Деханова М.Г., Мшвениерадзе А.П. Лентоткацкое и плетельное производства: Справочник -М.: Легпромбытиздат, 1987. 200 с.

34 http://pletmash.ru/?p=l 18

35 http://www.pinhodecor.com/shnury-tekstilnye-i-rezinovye-lenty.html

36 http://promtrust.ru/shop/product_info.php?cPath=301_311 &products_id=305

37 http://bd.patent.su/2369000-2369999/pat/servl/servletf980.html

38 http://www.firma-gamma.ru/catalog/lents/shnur/

39 http://www.universal-metiz.ru/production/shnuri

40 Манукян Э. А. Разработка структуры и технологии получения эластичных шнуроплетеных изделий

41 http://www.regprom.ru/e23891 .html

42 www.alto2005.ru

43 www.kanatchel.ru

44 http://www.rtpk.ru/index.php?page=products&pid=135 4 5 http ://ztim.ru/shnur_shte_shbe_shmr

46 http://www.ultratex.ru/line_cord.html

47 http://www.ru.all.biz/g421156/

48 www.tehnoimpex.ru

49 www.aramid.ru

50 http://www.techenergosintez.ru/2/

51 http://www.teksma.ru/armandye-izdelia/

52 Шнуры высокопрочные технические ШВТ-2, ШВТ-З, ШВТ-4 (ТУ 8153-043-51605609-2003)

53 Канаты синтетические КС-2, КС-3, КС-4, КС-6, КС-8, КС-10 (ТУ 8121-008-51605609-2000)

54 www.shnurki.net

55 RU 2 382 452 С1

56 RU 2 370 865 С1

57 RU 2 289 180 С1

58 № 6С (295) Технология текстильной промышленности 2006, Проектирование шнуроплетеных изделий с пониженным удлинением, В. А. Родионов, М. Н. Трофименко.

59 Справочник по шерстоткачеству. М., «Легкая индустрия», 1975, с. 15.

60 Справочник «Переработка химических волокон и натурального шелка». М., «Легкая индустрия», 1969, т. 2, с. 128.

61 Справочник «Хлопкоткачество». М., Легпромбытиздат, 1987, с. 169.

62 Проспект фирмы «Хехст», 1996.

63 Михайлова М. П. , Тихонов И. В. и др. Научно-технический сборник «Вопросы оборонной техники». М., 2003, серия 15, с 48.

64 Склярова Г. Б., Ткачева Л. В. Научно-технический сборник «Вопросы оборонной техники». М., 2003, серия 15, с 50.

65 http://www.penta-91.ru/agm-9-Aminopropyltriethoxysilane.htm

66 http://domremstroy.ru/metall/litiel5.html

67 http://electrical.agroserver.ru/universalnoe/kley-kt-30-77851 .htm

68 http://domremstroy.ru/metall/litie 15.html

69 http://electrical.agroserver.ru/universalnoe/kley-kt-30-77851 .htm

70 http://www.texint.ru/

71 http://www.herzog-online.com/

72 Оборудование для переработки химических волокон и нитей. «Лёгкая индустрия» 1977. Усенко В. А.

73 Производство кручёных и текстурированных химических нитей. Легпромиздат 1987. Усенко В. А.

74 http://www.standartov.ru/Pages_gost/8992.htm

75 http://www.impuls-spb.com/catalog/woven_bands/special_fibres/7print

76 http://www.aramid.ru/

77 Лепперргофф Б. Плетение.

78 Ручник И. Г. Плетельное производство.

79 Соколов Г. В. Теория кручения волокнистых материалов.

80 Демина Н. В. и др. Методы физико-механических испытаний химических волокон, нитей и пленок.

81 Корицкий К. И. Инженерное проектирование текстильных материалов.

82 Корицкий К. И. Основы проектирования свойств пряжи.

83 Щербаков В. П. Прикладная механика нити.

84 Крысько Л. П. Деханова М. Г. Техника и технология плетения.

85 http://ru.wikipedia.org/wiki/

1

Шнуроплетельная ШП-24-3-1 машина состоит из следующих основных узлов и механизмов: остова, редуктора, вытяжного механизма, узла места плетения, веретен, системы плетения, электрооборудования, ограждения, механизмов останова машины при обрыве нити.

1. Остов является базой, на которой установлены все узлы и механизмы шнуроплетельной машины.

2.Вытяжной механизм предназначен для оттяжки и выпуска готового шнура тремя валиками, которые имеют принудительный привод от кинетической передачи. Степень оттяжки и выпуска шнура в зависимости от технологических требований можно регулировать сменными шестернями. Зазоры между валиками регулируют двумя винтами прижимного устройства. Серийно выпускаемое оборудование оснащается одним вытяжным устройством не зависимо от числа плетельных головок. В него заправляются все изготавливаемые на машине шнуры, следовательно, скорость отвода изделия со всех плетельных головок машины одинакова. В связи с этим плотность плетения всех одновременно получаемых на машине изделий одинакова и не зависит от того, какие нити используются для их получения.

Рабочие поверхности стальных товарных выпускных валов чрезмерно жесткие и наносят повреждение продукции, отводимой с их помощью. Поэтому в настоящее время используют на серийном оборудовании обрезиненные валы.

3.Место плетения. Готовый шнур образуется в месте плетения у пластины с калибровочным отверстием. Шнур из отверстия пластины направляется через вращающийся ролик в вытяжной механизм.

4.Веретена. Плетельные веретена предназначены для несения паковок с нитями оплетки по заданной траектории, а так же для подачи этих нитей по мере уработки в зону формирования изделия. Важной функцией веретен является поддерживание заданного натяжения нитей. В шнуроплетельных машинах веретена являются основным рабочим механизмом, от четкой работы которых зависит надежность машины, ее производительность,

(tL/

качество продукции и труда плетельщицы. В соответствии со своим функциональным назначением они включают в себя три основных элемента: направляющие органы, паковкодержатели и нитенатяжные устройства. Направляющие органы обеспечивают во время работы плетельной машины соблюдение веретенами необходимой траектории перемещения. Паковкодержатели служат для размещения на них паковок с нитями оплётки.

Нитенатяжные устройства предназначены для поддержания натяжения, необходимого для нормального протекания процесса формирования изделия. Кроме того, нитенатяжные устройства выполняют еще одну важную функцию: убирают избыток длины нити, периодически возникающий при работе машины. Появление этого избытка связано с тем, что в процессе плетения веретена перемещаются по волнистым замкнутым траекториям. При этом расстояния между ними и зоной формирования изделия периодически изменяются. С такой же периодичностью возникает необходимость в устранении избытка длины нити, вызванного приближением веретена к зоне формирования изделия. Для этой цели в конструкции всех известных типов плетельных веретен включены компенсирующие механизмы.

Технологическая схема шнуроплетельной машины 24 класса марки ШП- 24-3-1 приведена на рис. 1

Катушки 2 с исходными нитями устанавливаются на плетельные веретена расположенные на плетельной головке 1. На машине имеется три

о

плетельные головки. Максимальный объем нити на катушке равен 125 см .

При сходе с паковки нить заправляется в глазок стойки, далее в глазок компенсатора и в выходной глазок. Перерабатываемые нити со всех веретен собираются вместе в узле плетения и заправляются в калиброванное отверстие диска 4, установленного на штанге. Нити наполнителя на катушках располагаются на специальных шпильках шпулярника 3 в нижней части машины.

Рис.1 Технологическая схема шнуроплетельной машины ШП- 24-3-1

Нити оплетки соединяются с нитями наполнителя в зоне формирования изделия, перед калибровочным отверстием диска 4. Готовое шнуроплетеное изделие, после направляющего ролика 5, заправляется в выпускное устройство 6 валкового типа, которое предназначено для отвода готового шнуроплетеного изделия из рабочей зоны машины. Оно представляет собой три обрезиненных вала, соединенных кинематической передачей, обеспечивающей их синхронное вращение. Валы прижимаются друг к другу с помощью пружинного элемента. Наличие данного элемента и большой угол охвата валов шнуроплетеным изделием обеспечивает отвод последнего без проскальзывания. Далее готовое шнуроплетельное изделие с помощью лотка 7 направляется в контейнер 8. [5]

Катушки с нитями, которые использовались для изготовления шнуров, нарабатывались на перемоточной машине СПН-2-1, технологическая схема которой приведена на рис.2.

Нить 2, сматываясь с входной паковки 1, расположенной на шпулярнике 3, проходит в глазок 4 нитеинатяжителя 5. Дальше нить

проходит выходной глазок 6 нитенатяжителя 5 и поступает на направляющий ролик 7. Затем нить наматывается на выходную катушку 9 с помощью нитераскладчика 8, который совершает возвратно-поступательные движения.

Хорошо зарекомендовавший себя тип веретена с объемом катушки 125 см3 изготавливается правого и левого исполнения, предназначен для работы на машинах шнуро и тесьмоплетельных, сутажных и комбинированного плетения для нитей до 300 текс.[6]

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Рис.2 Схема перемоточной машины СПН-2-1

Испытание не обработанного образца шнура 29 текс х 2 х 24 при скорости

выработки 0,495 м/мин (Т=2275).

Диаграмма деформации

Деформация при растяжении (%)

Диаграмм« деформации

Деформация при растяжении (Ч)

Межкафедралъная

испытательная

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»"

лаборатория

«НАНОМАТЕРИАЛЫ»

119049, Москва, В-49, Ленинский пр, 4 Тел: [phone] Факс: [phone]

Протокол испытаний

Данные, предоставленные заказчиком: Материал: Русар

Дополнительные сведения: 3 образцов

Перечень контролируемых параметров:

предел прочности при растяжении; относительное удлинение при разрушении.

Оборудование: Машина испытательная Instron 150 LX

Результаты испытаний

Дата испытаний 13.09.2012

Температура, С 21,0

Влажность, % 60,0

Давление, кПа 100,5

Предварительная нагрузка: скорость испытаний 5 мм/мин до 30 Н Основное испытание: скорость испытания 50 мм/мин

Метка образца Начальная длина (тт) Модуль Юнга (СРа) Макс нагрузка (М) Предел прочности (МРа)

1 Образец 1 114,70 17,20 2 232,76 587,36

2 Образец 2 137,40 20,17 2 415,40 635,41

3 Образец 3 134,40 19,27 2 433,65 640,21

Среднее 128,83 18,88 2 360,60 620,99

Стандартное отклонение 12,33 1,52 111,09 29,22

2500

2000

в 1500 го

т 1000 о.

гс 500-

Диаграмма деформации

-I—I—1—I—I—I—н

-I—1—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I-

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Деформация при растяжении (%)

Образец № 1

Диаграмма деформации

Образец №

0.04 0.05 0.06 0.07

Деформация при растяжении (%)

Диаграмма деформации

2500

2000

£ 1500 го

£ 1000

го X

500 О

А / ( 1 /1 / к

/У 1 I ! 1 / / / у

у / / / | ^^ К

Образец № 2

2 3 4 5 6 7 8 Деформация при растяжении (%)

Диаграмма деформации

Диаграмма деформации

012345678

Деформация при растяжении (%)

Образец № 3