Влияние поверхностно-активных веществ при облагораживании на капиллярные свойства хлопчатобумажной ткани тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.19.03, кандидат наук Забродская, Елена Николаевна

• Забродская, Елена Николаевна
• кандидат наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат наук Забродская, Елена Николаевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Строение и состав хлопчатобумажного волокна

1.2. Теоретические основы процесса расшлихтовки хлопчатобумажной ткани

1.3. Теоретические основы процесса отварки хлопчатобумажной ткани

1.4. Пероксидное отбеливание

1.5. Влияние ПАВ на процессы отделки текстильных материалов

1.6. Влияние природы ПАВ на процесс отварки

1.7. Растворение ПАВ в воде

1.7.1. Влияние температуры на растворимость ПАВ

1.7.2. Точка Крафта

1.8. Влияние природы ПАВ на распад пероксидных соединений

1.8.1. Влияние ПАВ на термолиз персульфатов

1.8.2. Влияние ПАВ на термолиз пероксида водорода,

пероксоборатов и пероксокарбонатов

1.9. Выводы по обзору литературы

ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА И ИССЛЕДОВАННЫЕ ВЕЩЕСТВА

2.1 .Методики эксперимента

2.1.1. Определение температуры растворения смесей поверхностно-активных веществ

2.1.2. Определение поверхностного натяжения растворов ПАВ и расчет параметров молекул в поверхностном адсорбционном слое

2.1.3. Методика расшлихтовки

2.1.4. Методика щелочной отварки хлопчатобумажной 81 ткани

2.1.5. Определение соединений перекиси водорода

2.1.6. Отбеливание текстильных материалов

2.1.7. Определение белизны отбеленной хлопчатобу- 94 мажной ткани

2.1.8. Определение капиллярности ткани

2.2. Исследованные вещества

2.3. Применение ПЭВМ для обработки эксперимен-

тальных данных

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Исследование коллоидно-химических свойств суль-

фатированного неионогенного ПАВ

3.1.1. Растворимость сульфатированного неионогенного 97 ПАВ

3.1.2. Поверхностное натяжение растворов ПАВ. 99 Определение оптимального состава смесей

3.1.3. Влияние степени сульфатирования неионогенного ПАВ на распад перекиси водорода и отбеливание х/б ткани

3.1.4. Исследование влияния сульфатирования неонола

на константу скорости распада перекиси водорода

3.1.5. Влияние концентрации персульфата на расшлихтовку суровой хлопчатобумажной ткани

3.1.6. Влияние температуры на расшлихтовку хлопчатобумажной ткани

3.1.7. Исследование кинетики распада персульфата аммония

3.1.8. Влияние ПАВ на качество процесса отварки

5

хлопчатобумажной ткани

3.1.8. Влияние смесей ПАВ на отбеливание хлопчатобумажной ткани

3.1.9. Влияние степени сульфатирования на качество 131 отбеленной ткани

ВЫВОда

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние поверхностно-активных веществ при облагораживании на капиллярные свойства хлопчатобумажной ткани»

ВВЕДЕНИЕ

В современных условиях интенсификации производства и создания конкурентно способной продукции главной задачей отделочной отрасли промышленности является повышение качества текстильных материалов в условиях высокой производительности труда.

Одним из важнейших факторов резкого улу чшения качества текстильных материалов является совершенствование стадии подготовки тканей к последующему колорированию и заключительной отделке. Повышение качества выпускаемой продукции в процессе предварительной подготовки тканей связано с разработкой высокоэффективной технологии с использованием новых химических и физических способов.

Поверхностно-активные вещества являются неотъемлемой частью любого технологического процесса в производстве текстильных материалов. Вместе с тем, механизм действия ПАВ до настоящего времени недостаточно ясен, особенно в той части, каким образом эти вещества влияют на капиллярные свойства хлопчатобумажных тканей.

В работах В.В.Сафонова, В.А.Волкова и Л. В. Атрепьевой было установлено, что анионактивные ПАВ более активны при удалении окрашенных соединений в процессе отварки, а неионогенные ПАВ - более активны при удалении маслоподобных веществ и улучшают смачивание отваренных текстильных материалов. В этой связи более эффективными при отварке должны

быть смеси ПАВ, неионогенных и анионактивных, в оптимальном - синерге-тическом соотношении компонентов.

В работах В.А.Волкова, Р.В.Родионовой к А. Ю. Васевой было показано, что поверхностно-активные вещества, в зависимости от их химического строения, способны выступать в качестве активаторов или ингибиторов распада пероксидов и персульфатов. В этой связи появляется возможность с новых позиций рассмотреть механизм влияния ПАВ на окислительную расшлихтовку при использовании персульфатов и пероксидное отбеливание хлопчато-бумажных материалов.

Настоящая работа посвящена исследованию влияния различных поверхностно-активных веществ и их смесей на распад пероксидных соединений при облагораживании хлопчатобумажных материалов и на капиллярные свойства облагороженной ткани.

В связи с тем, что наибольшее влияние на процессы облагораживания текстильных материалов ПАВ оказывают при критической концентрации ми-целлообразования, в работе проведено исследование коллоидно-химических свойств различных по природе поверхностно-активных веществ (всего 17 образцов). В том числе исследованы: апионактивное -додецилсульфат натрия; катионактивное - цетилтриметиламмоний бромид; нешногенные: 5-, 7-, 10-и 15-оксиэтилированные тридеканолы, синтанол ДС-10, синтамид-7; слож-

ные- оксифос-Б, фосфол-12Т, фоефоксит -7, сульфонеонол СН-12А; амфо-терные- пенозолин АМН-4П, пенозолин АМФ-8Д, циклимид.

Определены значения поверхностного натяжения водных растворов исследованных ПАВ. Найдены значения критических концентраций мицел-лообразования для всех исследованных ПАВ.

Проведено исследование коллоидно-химических свойств смесей различных поверхностно-активных веществ. В том числе образцов сульфатиро-ванного неонола АФ-6 с различной степенью сульфатирования, которые представляют собой смеси неионогенного и анионактивного ПАВ. Исследованы также ТВВ: тимод-У, котоклорин, шиприн-Т-30, свитан.

Определены значения поверхностного натяжения водных растворов исследованных смесей ПАВ и ТВВ. Найдены значения критических концентраций мицеллообразования для всех исследованных смесей ПАВ и ТВВ. Рассчитаны усредненные параметры молекул в адсорбционных слоях на поверхности водных растворов и изотермы адсорбции.

С помощью программы «Siqma» рассчитаны параметры молекул в адсорбционных слоях на поверхности водных растворов и изотермы адсорбции.

Исследовано влияние температуры и степени оксиэтилирования неио-ногенных поверхностно-активных веществ на параметры молекул в насыщенном адсорбционном слое.

Определен оптимальный (синергетический) состав смесей ПАВ.

Проведено исследование по влиянию природы ПАВ в составе рас-шлихтовочной, отварочной и отбельной ванн на показатели качества облагороженной ткани. В качестве основной характеристики облагораживания использовали косинус угла смачивания волокон, который характеризует чистоту поверхности волокон ткани, найденный после обработки кинетических кривых смачивания на ПЭВМ.

Исследовано влияние температуры на качество окислительной расшлихтовки в присутствии ПАВ, как активаторов распада персульфата. Установлено, что процесс окислительной расшлихтовки в присутствии некоторых ПАВ можно проводить при снижении температуры расшлихтовочной ванны до 70° С без изменения качества расшлихтовки.

Исследовано влияние различных ПАВ и их смесей на скорость разложения пероксидов и беление хлопчатобумажной ткани. Установлены оптимальные концентрации ПАВ, уменьшающие скорость распада пероксидов за счет подавления гемолитического механизма распада с образованием радикальных частиц.

Актуальность темы. Проведенные ранее исследования на кафедре АФКХ показали, что при перекисном белении текстильных материалов используется только часть активного кислорода для отбеливания. Существенное количество пероксида водорода используется нерационально в связи с его распадом по радикальному механизму. Ранее было установлено, что различ-

ные по природе ПАВ могут оказывать влияние на механизм распада перок-сидов и направлять его по гетеролитическому или гемолитическому механизму. В этой связи данная работа была направлена на разработку оптимальных композиций поверхностно-активных веществ, которые позволяют исключить гемолитический распад с образованием радикалов при белении и, наоборот, исключить гетеролитический распад персульфатов при расшлихтовке. Это позволит снизить расход пероксидов и уменьшить температуру обработки ткани.

Цель исследования. Цель диссертационной работы - исследование влияния различных поверхностно-активных веществ и их смесей на распад перокеидных соединений при облагораживании хлопчатобумажных материалов и на капиллярные свойства облагороженной ткани. Определение кинетических закономерностей распада пероксида водорода и персульфата калия в присутствии ПАВ и выявление оптимальных условий для расшлихтовки, отварки и беления хлопчатобумажной ткани в присутствии исследованных веществ.

Научная аовизиа.

В работе:

-установлено, что используя синергетичеекие смеси ПАВ можно регулировать скорость термолиза персульфата и скорость расшлихтовки ткани;

- установлено, что смеси ПАВ, содержащие в своем составе неионо-генные ПАВ и оптимальные концентрации этих ПАВ, способны уменьшить скорость распада пероксида водорода за счет подавления гемолитического механизма распада с образованием радикальных частиц, в результате чего более рационально используется активный кислород и повышается качество отбеливания.

- найдены оптимальные условия (на основании исследования влияния температуры, добавок смесей ПАВ, ТВВ) облагораживания хлопчатобумажных тканей, которые могут представлять интерес для специалистов отрасли;

- установлено, что при повышении концентрации персульфата показатели качества расшлихтованной ткани монотонно возрастают, это связано с проявлением окислительной деструкции пленки шлихты на нитях основы ткани.

Практическая зкачимость. Предложенны оптимальные синергети-ческие смеси неионогенных и анионактивных ПАВ, которые хорошо растворяются при сравнительно низких температурах моющей ванны, позволяют повысить качество обработанных тканей, учитывающие необходимость энергосберегающей технологии облагораживания тканей. Результаты исследования влияния различных ПАВ на скорость распада пероксидов и отбеливание хлопчатобумажных тканей позволяют дать рекомендации по использованию различных ТВВ для оптимизации процесса отбеливания. Научно обоснован-

ные рекомендации по использованию новых композиций ПАВ и целевых добавок для облагораживания хлопчатобумажных тканей с заданной капиллярностью, могут представлять интерес для специалистов отрасли.

Апробация работы. По материалам исследования были сделаны доклады: на Всесоюзной научно-технической конференции «Прогресс-98», 1998 г. ИГХТА, г.Иваново.); на Всероссийской научно-технической конференции "Текстиль - 98" "Современные технологии и оборудование в текстильной промышленности" (24-25 ноября 1998 г, МГТА им А.Н. Косыгина, Москва); на Международной научно-технической конференции «Наука-сервису», (26-28 мая 1999 г, ГАСБУ, г.Москва.); на Всероссийской научно-технической конференции "Текстиль - 99" "Современные технологии и оборудование в текстильной промышленности" (23-24 ноября 1999 г, МГТУ им А.Н. Косыгина, Москва).

Структура и объем диссертации. Работа содержит введение, обзор литературы, методическую часть, результаты эксперимента и их обсуждение, выводы, список использованной литературы (75 наименований), приложение. Основная часть изложена на 151 стр., включает 18 рисунков и 26 таблиц.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Строение и состав хлопчатобумажного волокна.

Хлопчатобумажные волокна относятся к природным целлюлозным волокнам. Элементарное волокно хлопка имеет вид плоской закрученной ленточки, суживающейся к концам. Верхний конец волокна закрыт, а нижний оторван при обрыве от семени. Элементарные волокна хлопка в основном состоят из целлюлозы, около 94-96%. Остальные 4-6% составляют примеси -природные спутники целлюлозы. Наиболее важные из них - воскообразные, пектиновые, азотсодержащие и некоторые другие примеси.

Воскообразные вещества, удаляемые экстракцией органическими растворителями и являющиеся окисью высших углеродов, высших одноатомных спиртов и высших кислот, их солей и зфиров.

Азотсодержащие вещества представляют собой смесь веществ белковой природы и соединений азотной и азотистой кислот.

Пектиновые вещества - смесь полисахаридов, в которой основной частью является кальций-магниевая соль пектиновой кислоты.

Лигнин - природный полимер сложного строения и до конца не выясненного строения.

Зольные вещества - включают кремниевую кислоту, различные соли и окислы кальция, калия, железа, марганца и др.

Различные красящие вещества сложного строения изучены мало.

В отделочном производстве подготовка текстильных материалов занимает ведущее место. В большинстве случаев на качество подготовки хлопчатобумажных тканей оказывает влияние несколько факторов. Для достижения равномерной подготовки необходимо уже в начале процесса предусмотреть удаление жировых веществ. Этот процесс складывается из образования эмульсий и их удаления. Поскольку эмульсии, как правило, чувствительны к действию электролитов, то операцию по удалению жировых веществ, особенно масляных пятен, нельзя совмещать с процессами отварки, расшлихтовки персульфатом, щелочного отбеливания пероксидом водорода, а следует проводить в таких случаях как самостоятельную операцию или в сочетании с ферментативной расшлихтовкой [1].

Классические способы подготовки, состоящие из трех стадий (расшлихтовка, отварка, отбеливание), в целом хорошо зарекомендовали себя при обработке хлопчатобумажных тканей.

В процессе предварительной подготовки с ткани необходимо удалить 8-12% спутников целлюлозы, 5% шлихты и замасливателя. Эти вещества могут быть удалены в результате растворения, набухания и окисления. [1.] Качество подготовки тканей в значительной мере зависит от вида и количества применяемых химических веществ и типа машин.

1.2. Теоретические основы процесса расшлихтовки хлопчатобумажных тканей.

Расшлихтовка является первым химическим процессом. В качестве шлихты для хлопчатобумажных тканей используют крахмалы. В последнее время встречаются работы по применению шлихтования в среде органических растворителей с регенерацией шлихты (способ дир!озо1у) в среде перхло-рэтилена, ко ни одной производственной установки пока не создано, поэтому в ближайшем будущем ведущее место будут занимать водные процессы.

При комплексной оценке факторов, влияющих на выбор технологии отдельных операций, необходимо учитывать, что все процессы расшлихтовки, отварки, отбеливания настолько сопряжены, что очень трудно разделить эти процессы во времени и пространстве.

На многих фабриках вследствие разных причин вместо проведения операции расшлихтовки, часто просто замачивают ткань или вообще отказываются от данной операции. Следует помнить, что отсутствие или некачественное проведение расшлихтовки в значительной степени предопределяет плохую подготовку и последующее колорирование тканей, несмотря на дальнейшее соблюдение технологии.

В настоящее время получили распространение два основных способа расшлихтовки: ферментативная (энзиматическая) и окислительная [2].

При ферментативной расшлихтовке ферменты (энзимы) наиболее активны при сравнительно низких температурах (40-50°С), когда шлихта не успевала смачиваться и набухать. В настоящее время для этих целей за рубежом применяют новые термофильные ферменты, которые не требуют точного поддержания температуры и не повреждают материал. В результате повышения температуры пленка шлихты быстрее смачивается, набухает. Однако энзимы неустойчивы к действию различных веществ: тяжелых металлов (особенно меди), солей цинка, свинца, анионных и катионных ПАВ, кислот и щелочей. Кроме того, действие энзимов зависит от типа крахмала: картофельный крахмал разрушается легче, в то время как: рисовый, маисовый и другие разрушаются ими гораздо труднее.

Для расшлихтовки в настоящее время широко используется главным образом энзиматические препараты - амилазы, за последнее время в связи с развитием биотехнологичееких процессов появились энзимы которые могут быть использованы и при температуре 100°С под давлением.

Крахмал состоит в основном из аминопектина и содержит небольшое количество амилазы.

Различают а- и (3- амилазы. Наибольший интерес для практиков представляют собой ос-амилазы, атакующие молекулу крахмала сразу в нескольких местах, быстро разрушая ее до небольших фрагментов, «-амилазы обла-

дают всеми свойствами белковых веществ: неустойчивы к высоким температурам, наиболее активны в очень узком интервале рН, чувствительны к введению многих веществ [2].

Применяются а-амилазы бактериального, животного и растительного происхождения, оптимальные режимы применения которых приведены в таблице 1.

Таблица 1

Тип амилазы рН Температура,^

Бактериальная 6,8 75

Животного происхождения (из панкреатина) 6,8 55

Растительного происхождения (из солода) 4,5 - 5,5 60

В настоящее время в большинстве случаев применяют бактериальные амилазы, поскольку они не теряют активности в широком интервале температур.

Процесс расшлихтовки с применением окислителей в последнее время приобрел большое значение, так как применение разнообразных шлихтующих веществ и их смесей требует сильного воздействия на шлихту, при этом наиболее часто используют пероксид водорода и персульфат калия, натрия или аммония, поскольку они достаточно активны для любого вида шлихты и

экономичны. Расшлихтовку с введением окислителей можно рассматривать как модификацию щелочной отварки, между этими процессами, существуют различия. Особенно важным является соотношение между концентрациями щелочного агента и окислителя, температурой и продолжительностью расшлихтовки [3].

Расшлихтовку при нагревают проводят следующим образом. Ткань пропитывают раствором, содержащим едкий натр и пероксид водорода или персульфат натрия, запаривают в течении 10 минут при температуре 100°С, а затем после промывки отбеливают по щелочно-запарному способу в течении 3 минут при температуре 100°С или в течении 30 минут при температуре 90° С. Расшлихтовку без нагревания осуществляют на плюсовке при комнатной температуре (на холоду): пропитывают рабочим раствором и выдерживают без нагревания в течение 16ч. Концентрация едкого натра в растворе может изменяться от 40 до 80 г/л, концентрация пероксида водорода - от 10 до 30 г/л или персульфата натрия - от 5 до 20 г/л. Данные свидетельствуют о том, что пероксид водорода обладает рядом преимуществ перед персульфатом натрия: целлюлоза повреждается меньше, выше степень белизны. При последующей двухстадийной обработке важным является соотношение между окислителем, щелочным агентом и стабилизатором пероксида водорода. Для расшлихтовки более желательным является использование минимального количества окислителя, достаточного для удаления шлихты, а при отбеливании -

использование окислителя в стабилизированной ванне. После расшлихтовки степень отжима должна быть как можно больше, это способствует уменьшению концентрации реагентов и увеличению набухания шлихты.

При од ностадийной последующей технологии отбеливания большие трудности вызывают наличие остатков хлопковых коробочек. В случае использования окислительной расшлихтовки степень их удаления значительно выше.

В некоторых случаях смачивание и пропитка тканей расшлихтовоч-ным раствором могут быть затруднены. Между тем требуемое качество расшлихтовки может быть достигну-то лишь в том случае, когда ткань содержит достаточное количество воды и соответствующих химических вспомогательных веществ. Для этого применяют смачиватели. В настоящее время используют смачиватели с предельно коротким временем действия.

В практической технологии операцию расшлихтовки по разным причинам совмещают с отваркой, используя расшлихтовочные препараты окислительного действия. Ткань пропитывают раствором, содержащим щелочь и указанные препараты, затем запаривают при температуре Ю0°С. В процессе запаривания происходит разрушение крахмала до образования дисперсий в воде. При этом не ставится задача полного разрушения молекул крахмала, так как после завершения всего цикла отбеливания крахмал удаляется полностью. Таким образом, расшлихтовочные препараты окислительного действия позво-

ляют перейти от трехстадийного процесса подготовки к деухстадийному: щелочная экстракция (расшлихтовка - отбеливание пероксидом водорода). Однако необходимо помнить, что совмещение этих процессов требует более строгого контроля и проведения его в оптимальных условиях, поскольку при совмещении отдельных стадий предварительной обработки пороки предыдущих операций не могут устраняться последующей обработкой [3].

Вопрос о составе шлихты и достоинствах его компонентов обычно решается на фабрике в зависимости от ассортимента выпускаемой продукции и конкретных экономических условий. Поскольку крахмал - пищевой продукт, в перспективе, видимо, все же больше будет использоваться шлихта из синтетических материалов.

Остаточная шлихта даже в количестве 0,3% может снизить качество отбеливания, крашения или печатания, проявляясь в виде дефектов на ткани (пятен или полос).

Растворимость пленки шлихты в значительной степени зависит от жесткости используемой воды. Для умягчения воды применяют соду, триполи-фосфат натрия или динатрийфосфат (гидрофосфат натрия). Хорошо действуют и комплексоны типа трилона Б.

Натуральные и модифицированные виды крахмала при использовании энзимов расшлихтовываются в жесткой воде, таге как соли кальция и магния оказывают стабилизирующее воздействие на фермент.

Температура промывной ванны является также одним из важнейших факторов, определяющих режим расшлихтовки.

Расшлихтовка является одним из самых водоемких процессов отделочного производства. Ее водный модуль в зависимости от рецепта шлихты, структуры ткани и других факторов колеблется от 20:1 до 80:1. Водный режим расшлихтовки во многом зависит от применяемого технологического оборудования. Труднее осуществить процесс расшлихтовки большого количества ткани по одному режиму в машинах с непроточными ваннами. В настоящее время широко внедряется промывное оборудование непрерывного действия.

1.3. Теоретические основы процесса щелочной отварки хлопчатобумажных тканей, Отварка является основной операцией процесса подготовки хлопчатобумажных тканей. Цель этого процесса - придание высокой и устойчивой гидрофильности за счет удаления нецеллюлозных примесей при максимально возможной степени сохранности целлюлозы.

При щелочной отварке происходят процессы набухания волокна, омыления, разложения и комплексообразование. При этом удаляются пектины, воскообразные вещества, белки, волокно при этом равномерно набухает. Роль вещества, способствующего экстракции загрязнений, при отварке весьма значительна, поскольку оно переводит трудно растворимые, нерастворимые, а

также окрашенные соединения в форму, растворимую в воде или щелочах. В качестве таких веществ предлагаются интенеификаторы. В состав интенсифи-каторов помимо высокоэффективных и быстродействующих поверхностно-активных веществ входят и восстановители, которые снижают опасность окисления волокна ткани кислородом воздуха. При кратковременной обработке такая опасность значительно меньше. Кроме того, в состав варочной ванны в последнее время входят вещества, способные связывать различные ионы металлов из растворов в прочные комплексы. Комплекеообразующую способность этих веществ оценивают количеством граммов кальция, связанного 1 г комплексообразующих веществ. Прочность образуемых комплексов характеризуется константой стойкости, практически ее логарифмом р. Чем больше р, тем эффективнее комплексообразующее вещество [4].

Выбор комплексообразующего вещества зависит не только от величины {3, но и от устойчивости этого вещества к окислителям и восстановителям, щелочности при повышенных температурах, способности удалять загрязнения, образовывать минимальное количество осадков на ткани и оборудовании. Особенностью органофосфонатов является то, что они в отличие от ами-нокарбоксилатов и оксикарбоксилатов помимо комплексообразующих свойств обладают способностью к диспергированию и суспензированию загрязнений, дают эффект коагуляции подобно полифосфатам. В отличие от полифосфатов они гидролитически более стабильны, даже при повышенных

температурах. Такие вещества влияют на степень осаждения ионов кальция и магния из раствора на ткань, отварку ткани и степень белизны, удаление железа из варочного раствора, а также количество силикатных остатков на ткани и оборудовании. По способности стабилизировать силикат натрия в растворе органические фосфонаты занимают первое место, они эффективнее, чем неорганические фосфонаты или аминокарбоксилагы.

При отварке в присутствии органических фосфонатов степень белизны на 2-Зед. выше, чем при отварке с другими комплексообразующими веществами, например аминокарбоксилатами. На тканях не остается следов тяжелых металлов, что важно для последующего отбеливания пероксидом водорода. Иногда при отварке и отбеливании хлопчатобумажных тканей вы производственных условиях и последующих крашении и сушке были обнаружены тем-ноокрашенные заломы, похожие по форме на ветки ели. Микроскопические исследования показывают наличие механических повреждений структуры ткани в виде раздавленных волокон. Ткань во время обработки подвергается местами сильным давящим воздействиям, в результате чего происходит происходит механическое повреждение. Наиболее часто повреждаются тяжелые хлопчатобумажные ткани, подготовку которых проводят в жгуте непрерывным способом. На фотографиях, полученных с помощью растрового электронного микроскопа, видны поперечные надрывы, засечки, трещины. Через

них краситель лучше и быстрее проникает в волокно, в результате поврежденные участки окрашиваются в более темный тон, чем неповрежденные.

При щелочной отварке хлопчатобумажных тканей, в результате сильного набухания при отсутствии натяжения в ткани, проявляются скрытые напряжения, что приводит к возникновению неровной волокнообразующей поверхности полотна. В результате различных напряжений, например при напряжении нитей основы, при шлихтовании возникают различия в длине нитей, которые при мокрой обработке в результате набухания по-разному усаживаются, следствием этого при отсутствии натяжения является возникновение волнообразной поверхности ткани. При отжиме существует опасность образования на ткани складок и заломов [5].

Заломы на ткани при щелочной отварке непрерывным способом могут образовываться при отжиме набухшей ткани в процессе обработки в запарном аппарате.

Одна из возможностей снижения заломов состоит в использовании комбинированного роликового запарного аппарата, в котором ткань обрабатывается в свободном состоянии. Перед укладкой ткань подвергается предварительному запариванию. Предполагается, что при этом происходит предварительная фиксация ткани, которая снижает чувствительность ее к заломам. В результате многократных изгибов при прохождении ткани по роликам запарного аппарата возникает возможность выравнивания скрытых напряжений

полотка. Дальнейшая возможность снижения количества заломов - уменьшение количества загружаемой в запарной аппарат ткани при сокращении времени запаривания или обработка ткани в виде двух потоков под слоем жидкости, что позволяет снизить давление на нижние слои ткани. Установлено, что заломы образуются главным образом на стадии щелочной отварки независимо от длины зоны предварительного набухания. Отварку проводят в течение 1-2 мин при очень высокой концентрации едкого натра и принудительном движении ткани в запарном аппарате, а последующее отбеливание осуществляют при пониженной концентрации химических веществ, но продолжитель= ность обработки при этом увеличивают и ткань укладывают книжкой на роликовом конвейере запарного аппарата.

Заключение диссертации по теме «Технология текстильных материалов», Забродская, Елена Николаевна

Из приведенных на рис. 17 данных по влиянию степени сульфатирова-ния неионогенного ПАВ неонола 9-6 на капиллярные свойства отбеленной ткани можно видеть, что с повышением степени сульфатирования улучшается качество отбеливания. Следовательно, можно видеть корреляцию между влиянием степени сульфатирования на распад пероксида водорода и капиллярностью отбеленной ткани. ВЫВОДЫ

1. Проведено исследование по влиянию состава расшлихтовочной, от-варочной и отбельной ванн на показатели качества облагороженной ткани. В качестве основной характеристики облагораживания использовали косинус угла смачивания волокон, найденный после обработки кинетических кривых смачивания на ПЭВМ.

2. Изучение влияния концентрации персульфата аммония показано, что оптимальной является его концентрация 2 г/л.

3. Исследовано влияние температуры на качество окислительной расшлихтовки.

Установлено, что процесс окислительной расшлихтовки можно проводить при снижении температуры расшлихтовочной ванны до 70°С без снижения качества расшлихтовки.

4. Исследовано влияние ТВВ и состава смесей ПАВ на отварку суровой ткани.

Установлено, что наилучшие результаты при отварке дает смесь неио-ногенного и анионактивного ПАВ.

5. Исследован процесс безсиликатной обработки в присутствии различных ТВВ.

Установлено, что смесь ТВВ: Тимол/АТ-30 (80:20) при безсиликатном отбеливании позволяет получить качество отбеливания выше, чем по стандартному силикатному способу.

6. Изучено влияние различных ПАВ и ТВВ на кинетику распада перок-сида водорода и персульфата калия. Установлено, что снижение скорости распада пероксида водорода в присутсивии ПАВ приводит к повышению качества отбеленной ткани.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Забродская, Елена Николаевна, 2000 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Роговин З.А., Шорыгина H.H. Химия целлюлозы и ее спутников. М.: ГХИ, 1972г., 324 С.

2. Кричевский Г.Е. и др. Химическая технология текстильных материалов./ под Г.Е.Кричевского, М.В.Корчагина, А.В.Сенахова/. М.: Легпромбыт-издат, 1985г., 640 С.

3. Кричевский Г.Е., Никитков В.А. Теория и практика подготовки текстильных материалов. М.: Легпромиздат, 1989г., 208 С.

4. Корчагин М.В. и др. Лабораторный практикум по химической технологии волокнистых материалов. / под ред. М.В.Корчагина, К.Г.Калинина, Г.Е.Кричевского, А.В.Сенахова/. М.: Легкая индустрия, 1976г., 350 С.

5. Мельников Б.Н. и др. Физико-химические основы процессов отделочного производства. / под ред. Б.Н.Мельникова, Т.Д.Захарова, М.Н.Кириллова/. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982г., 280 С.

6. Мельников Б.Н. и др. Прогресс текстильной химии. / под ред. Б.Н.Мельникова, И.Б.Блинчева, Г.И.Виноградова, В.И.Лебедева/. М.: Лег-пробытиздат, 1988г., 240 С.

7. Мельников Б.Н., Лебедева В.И., Губина С.М. Интенсификация технологических процессов и беления хлопчатобумажных тканей. /Экспресс-информация ЦНИИТЭИлегпром «Текстильная промышленность»/. М., 1984г., № 17,14 С.

8. Аксельрод Г.А., Альтшуллер М.А. Введение в капиллярно-химическую технологию. М.: Химия, 1983г., 137 С.

9. Волков В.А. Поверхностно-активные вещества в синтетических моющих средствах и усилителях химической чистки. М.: Легпромбытиздат, 1985г., 200 С.

10. Приак JI.И. Влияние текстильно-вспомогательных веществ на капиллярность пряжи. /Тезисы докладов Всесоюзнной научно-технической конференции «Научно-технический прогресс в текстильной и трикотажной промышленности»/. ХерсонД1-13 сентября 1990г., 18 С.

11. Сафонов В.В. Облагораживание текстильных материалов к колорированию. М.: Легпромбытиздат, 1991г., 288 С.

12. Гермашева И.Н., Бочаров В.В., Боголепова Л.Ф.. Параметры точки Крафта некоторых ионогенных ПАВ в водных и неводных средах. В сб. Химия и химич. технология в бытовом обсл. населения. М.:, ЦНИИБЫТ, 1985г., 38-44 С.

13. Вольнов И.И. Пероксобораты, М.: Химия, 1984г., 96 С.

14. ГарцеваЛ.А., ЩеголевА.А.. Перспективы использования твердых перекисных соединений в текстильном производстве. В сб. Ресурсосберегающие технологические процессы в текстильном производстве. Л., 1988г., 16-21 С.

15. Шахпаронов М.И.. Механизм быстрых процессов в жидкостях. М.: Высшая школа, 1980г., 352 С.

16. Васева А.Ю. Влияние поверхностно-активных веществ и компонентов CMC на электросинтез и разложение перекисных соединений в водной среде. Диссертация канд. хим. наук. М.: МХТИ, 1987г., 168 С.

17. Волков В.А., Кулюда Т.В.. Влияние неионогенных эмульгаторов на разложение водорастворимого инициатора эмульсионной полимеризации K2S208. Высокомолекулярные соединения. М., 1978г., Т.20Б. № И, 862-865 С.

18. Edvard К, Krematy F.. The Kinetic of termal décomposition of peroxo-disulfat in aqueous solutions of various cationic Surface-active agents. Die Maero-molekular. chem. 1971, Bd. 143,125-133 S.

19. Трубицина С.И., Маргаритова М.Ф., Рузлятова X.K, Аскаров М.А.. Исследование взаимодействия эмульгатора с водорастворимым инициатором в щелочных средах. ВМС. М., 1971г., Т. 13В, № 11, 843-846 С.

20. Бейлерян Н.М., Григорян Д.Д. Изучение кинетики эмульсионной полимеризации стирола, инициированной системами персульфат-амины. ВМС. М., 1974г., Т.16Б, № 7, 540-542 С.

21. Меликсетян Р.П.. Новые персульфат-аминные инициаторы полимеризации акрил амида в водном растворе. Диссертация канд. хим. наук. Ереван, 1873г., 125 С.

22. Чшмаритян Д.Г.. Система персульфат калия-аминоацетат меди и серебра как источник свободных радикалов. Диссертация канд. хим. наук. Ереван, 1979г., 150 С.

23. Акопян Р.М.. Исследование кинетики и механизма радикалообра-зования при окислении триэтил-, диэтанол-, этилдиэтанол- и триэтанолами-

нов персульфатом калия в водных растворах. Диссертация канд. хим. наук. Ереван, 1979г., 145 С.

24. Волков В.А., Родионова В.Р., Михайлова C.B., Сухарь В.В.. Влияние этиленгликолей и алкилэтоксилатов на распад персульфатных солей. Журнал Прикладной химии. М., 1981 г., Т.54, №> 10,2297-2300 С.

25. Волков В.А., Родионова Р.В., Лукина Т.А.. Активирующее действие неионогенных эмульгаторов на разложение водорастворимого инициатора эмульсионной полимеризации. Деп. ВИНИТИ, М., № 5247-81.

26. Родионова Р.В., Волков В.А., Орлов В.Д., Рынскова Л.Д.. Влияние эмульгатора - сомономера на распад инициатора. Журнал прикладной химии, М., 1984г., Т.57, № 2, 442-445 С.

27. Варавина М.В., Шеверева Н.М., Родионова Р.В., Волков В.А.. Разложение персульфата калия в водных растворах диэтоксиалкилмалеинатов. В сб. Проблемы химической чистки и крашения одежды. М.: ЦНИИБыт, 1988г., 11-15 С.

28. Шеверева Н.М., Родионова Р.В., Волков В.А.. Изучение роли непредельных ПАВ на стадии инициирования в процессе эмульсионной полимеризации. В сб. тез. докл. VII Всесоюзн. конф. «Поверхностно-активные вещества и сырье для их производства», Шебекино, НПО "Синтез ПАВ", 1988г., ч.1,214 С.

29. Н.М.Шеверева, Р.В.Родионова, В.А.Волков. Роль эмульгатора сомономера на стадии инициирования эмульсионной полимеризации. Изв. ВУЗ. сер. химич. технолог., 1988г., № 10,102-104 С.

30. Рябова М.С., Саутин С.Н., Смирнов Н.И.. О химическом взаимодействии анионных эмульгаторов с персульфатом калия в водных растворах и образовании новых ПАВ в ходе безэмульгаторной эмульсионной полимеризации стирола. Журнал прикладной химии. М., 1979г., Т.52, № 9, 2065-2071 С.

31. Самвелян А.Л., Пирумян Г.П., Мелконян Л.Г., Оганесян A.C.. Кинетика распада персульфата калия в водном растворе неионогенного эмульгатора ОС-20. Реферативный журнал химии. М., 1977г., 25 С.

32. Торопцева Н.Т., Васева А.Ю., Волков В.А.. Об образовании и разложении пероксоборатов. В сб.: Химия и химическая технология в бытовом обслуживании, М.: ЦНИИБыт, 1984г., 3-10 С.

33. Торопцева Н.Т., Васева А.Ю., Волков В.А.. О механизме гомогенного разложения перекиси водорода. В сб. Химия и химич. технолог, в бытовом обслуживании населения. М.: ЦНИИБыт, 1985г., 3-13 С.

34. Колосов И.К., Волков В.А.. Активирование процесса отбеливания органическими веществами. В сб. Химия и химическая технология в бытовом обслуживании. М.: ЦНИИБыт, 1984г., 14-19 С.

35. Торопцева Н.Т., Вожов В.А., Нифтуллаева Т.А., Гуляева Г.А.. Влияние некоторых эмульгаторов на разложение перборатов. ЖПХ, М., 1982г., Т.55, № 8,1850-1852 С.

36. Торопцева Н.Т., Вожов В.А., Филиппенков В.М.. Влияние амфо-терных ПАВ - циклимидов на разложение перборатов в водных растворах. В сб.: Проблемы химической чистки и крашения одежды. М.: ЦНИИБыт, 1983г., 38-41 С.

37. Васева А.Ю., Вожов В.А., Торопцева Н.Т.. Влияние некоторых ПАВ на разложение отбеливателей в водных растворах. В св.: Химия и химия. технология в бытовом обслуживании населения. М.: ЦНИИБыт, 1985г., 14-8 С.

38. Васева А.Ю., Вожов В.А., Торопцева Н.Т.. О кинетике разложения пероксодикарбоката в моющих растворах. Рук. деп. в информационный бюллетень, сер. Химическая чистка и крашение одежды, М., 1985г., №8, 7 С.

39. Васева А.Ю., Вожов В.А., Торопцева Н.Т., Сохадзе JI.A.. Влияние некоторых поверхностно-активных веществ на разложение перборатов и отбеливание хлопчатобумажной ткани. В сб.: Процессы и аппараты предприятий бытового обслуживания населения. М.: ЦНИИБыт, 1986г., 5-10 С.

40. Вожов В.А., Васева А.Ю.. Влияние поверхностно-активных веществ на термолиз пероксидов и отбеливание текстильных материалов. В сб. тез. докл. Всесоюзн. научно-технич. конф. «Приоритетные направления раз-

вития науки и техники в легкой промышленности». М,: ЦНИИТЭИЛегпрома, 1989г., 179-181 С.

41. Поверхностно-активные вещества. Справочник./ под ред. A.A. Аб-рамзона иГ.М. Гаевого/. Л.: Химия, 1979г., 376 С.

42. Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества /под ред. A.A.Абрамзона и Е.Д.Щукина/. Л.: Химия, 1984г., 391 С.

43. Абрамзон A.A. Поверхностно-активные вещества. Свойства и применение. Л.: Химия, 1981г., 200 С.

44. Сафонов В.В. Технический прогресс в подготовке текстильных материалов к колорированию. М.: Легпромбытиздат, 1989г., 80 С.

45. Сафонов В.В., Атрепьева Л.В, Волков В.А.. М.: Химическая промышленность, 1990г., N2., 79-81 С.

46. Галашина В.Н., Губина С.М. Изучение кинетики удаления пекти-

J

^J

новых соединений из целлюлозы волокон в процессе щелочных и окислительных обработок. Известия вузов. Технология текстильной промышленности. М., 1983г., №2, 60-63 С.

47. Дерягин Б.В., Чураева Н.В., Муллер В.М. Поверхностные силы. М.: Наука, 1985г., 158 С.

48. Паранян В.Х., Гринь В.Т. Технология синтетических моющих средств. М.: Легпробытиздат, 1984г., 134 С.

49. Текстильные вспомогательные вещества. Черкассы: БИОНИК, 1980г., 87 С.

50. Павлова В.В., Нефедова Н.Б., Могильницкая И.Н.. Влияние добавок неионогенных и анионактивных ПАВ на процесс перекисного беления. /Химически модифицированные полимерные материалы, поверхностно-активные вещества и дисперсии полимеров в текстильной и легкой промышленности и в производстве химических волокон/. М., 1990г., 78-86 С.

51. Волков В.А. Поверхностно-активные вещества в синтетических моющих средствах и усилителях химической чистки. М.: Легпромиздат, 1985г., 90 С.

52 . Волков В.А., Леонов Д.Л., Кузнецов М.Е., Ордин В.Н. Изв. вузов. Технология текстильной промышленности, М., 1994г., №1, 58-61 С.

53. Субботин В.Г., Лебедева В.И. Новые интенсификаторы щелочной отварки хлопчатобумажных тканей. /Современные способы отделки текстильных материалов/. М., 1986г., 20-25 С.

54. Колдашева Ф.Н., Володина И.В., Смирнова Н.В. Применение новых текстильно-вспомогательных веществ в отварке хлопкового волокна. М.: Текстильная промышленность, 1989г., №4, 58-59 С.

55. Жиронкин А.Н., Волков В.А. «Коллоидный журнал». Т.54, 831835 С.

56. Сафонов В.В. Современные и перспективные тенденции применения поверхностно-активных веществ в текстильной промышленности. М.: НИИТЭХим, 1990г., 57 С.

57. Садова С.Ф., Волков В.А., Гордеев А.С., Жиронкин А.Н.. М.: Известия вузов, сер. Технология легкой промышленности, 1991г., №5, 37-41 С.

58. Сафонов В.В., Атрепьева Л.В., Волков В.А. Химическая промышленность, 1990г., №2, 70-81 С.

59. Жиронкин А.Н., Вожов В.А. /Коллоидный журнал /. М., 1992г., Т.54, 37-43 С.

60. Плетнев М.Ю., Елеев А.Ф., Ермолаев А.Ф. Новый тип полярной группы, реализующийся у фторуглеродных ПАВ. /Коллоидный журнал/. М., 1990г., Т.52, №4, 704 С.

61. Кленкова Н.И. Структура и реакционная способность целлюлозы. Л.: Наука, 1976г., 367 С.

62. Куриленко О.Д.. Краткий справочник по химии. Киев: Наукова думка, 1965г., 566 С.

63. Чардымская Е.Ю., Сидорова М.П. /Коллоидный журнал/. М., 1990г., Т.52, №4, 816-822 С.

64. Волков В.А.. Методические указания по коллоидной химии в технологических процессах производства химических волокон, текстильных и нетканых материалов (электроповерхностные свойства волокон, дисперсий полимеров, красителей и пигментов). М.: МТИ им. А.Н.Косыгина, 1991г., 47 С.

65. Мельников Б.Н., Морыганов А.П. Современное состояние и перспективы развития технологии отделки тканей. Известия вузов. Технология текстильной промышленности. М., 1989г., №1, 62-65 С.

66. Soussayre F., de Savingnac A., Rico J. At all.L.Disp Sctand Tech-nolody, 1987, V8,181-197p.

67. Schott H.I. Colloid Interface Sei,1966, V23,46-51p.

68. Bender M., Caraiello R.I. Colloid Interface Sei, 1982, V86, 256-273p.

69. SakataKatayama A.J. Colloid Interface Sei,1987, VI16,177-181p. 70. Дащдиев P.A., Когановский A.M. /Коллоидный журнал/. M.,

1983г., Т.45, 158-161 С.

71. lacobasch HJ., Schurz I. Progr. Colloid and Polymer Sei. 1988, V77,

p. 40-48.

72.Топорцева H.T., Васева А.Б., Волков В.А. В сб.: Химия и химическая технология в бытовом обслуживании населения. М.: ЦНИИбыт, 1985г., 3...13С.

73. Шарло Г. Методы аналитической химии. М.: Химия, 1966г.,

260 С.

74. RybickiE. Tenside Detergents. 1983, Bd. 20, S. 131-137.

75. Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии, /под ред. Ю.Г.Фролова и А.С.Гродского/. М.: Химия, 1986г., 15 С.