Введение к работе
Актуальность темы. Отделочное производство является последним звеном производогва продукции текстильной промышленности и в значительной мере определяет показатели качества текстильных материалов. Основной задачей отделочного производогва является сообщение комплекса ценных потребительских и технологических свойств и придание товарного вида материалам, что оообенно важно в современных условиях хозяйствования, когда решающее значение имеет ка-чеотво и конкурентноспособность текстильных материалов.
В последнее время процессы подготовки и колорирования хлопчатобумажных полотен, значительно осложнились из-за резкого ухудшения качества хлопка. Это приводит к большой нестабильности свойств текстильных материалов п повышенному содержанию примвоей. Для увеличения производительности прядильных машин и ткацких отаи-ков на волокно необходимо наносить повышенное количество синтетических или натуральных восков, минеральных масел, что можат приводить к образованию дефектов при крашении. Следует учитывать, что в процессе предварительной подготовки о ткани необходимо удалить 8-12/? спутников целлюлозы, 5-6!? шлихты и замасливателя, то есть о каждых 100 кг ткани нужно в течение очень короткого времени удалить 15-20 кг различных по составу, природе и молекулярной маооо веществ. Эти вещества могут быть удалены в результате экстракции, набухания, окисления, деоорбции, комплекоообраэования и других физико-химичэских процессов. Качество подготовки'и колорирования тканей в значительной мере зависит от вида и количества применяемых вещеотв. В красильно-отделочном производстве веоьма велик раоход энергии, что вызывает необходимость*в разработке менее энергоемких технологических процессов.
При модификации ооновных операций подготовки ванным является их комплексное исследование, которому не уделено должного внимания в литературе.
Традиционные подходы к исследованию процесоов подготовки й колорирования, оонованные на физической или химичеокой интенсификации, не дают возможности кардинального.разгсттия технология отделки текстильных материалов. Поэтому разработка теоретических оонов и расшлихтовки, отварки, беления текстильных материалов на более глубокой физико-химической основе и создание на этой базе. новых технологий подготовки представляют большой теоретический и практический интерес На менее вааной задачей является и развитие
коки подходов и представление в процессах крашения и печатания текотннышх материалов.
Физико-химические исследования таких сложных сиотем, какими являатся процёоси подготовки текотильных материалов, вазцвают необходимость в разработке объективных показателей качества подготавливаемых к колорировашзо текстильных материалов. Особенно большое значение при этом имеют вопрооы смачиваемости. Новые физико-химические подходы к разработке проблем текстильного материаловедения могут способотвовать дадьнейаему ра8витшз технологии подготовки текстильных материалов.
Основные исследования по проблеме подготовки текстильных материалов проводились автором в соответствии с Программой ГКНГ, СМ СССР (й 165 от 18.04.1977 г.), Координационными планами Академии наук СССР (проблема І.І4.2 "Химия поверхности", раздел I.14.2.3 "Исследование кинетических закономерностей процессов перекисного беления хлопчатобумажных тканей"), планами Минтекс-тильпроАИ РСФСР, Ш"И им. А.Н,Косыгина.
Цель исследования. Целью данного исследования является раз
работка, физико-химических оонов процерсов подготовки к создание
на втой основе технологии подготовки текстильных материалов, что
позволило повысить качество текстильной продукции при одновремен
ном увеличении производительности труда и оборудования, снизить .
шіерго- и материалоемкости производства, улучшит^ условия труда
и внелогическую обстановку. . /
Методы исследо: іний. Задачи, поставленные в настоящей работе, решались -теоретическими и экспериментальными методами. Теоретические исследования выполнены на основе современных математических методов: аналитического решения систем дифференциальных уравнений, математической статистики, планирования эксперимента. Оценка результатов, изложенных в диссертации, осуществлялась на действующем оборудовании о применением стандартных измерительных приборов.
В работе использовались современные физико-химические методы. Спектрофотометричеокие измерения проводили на приборе И-40 фирмы Карл Цейсо йена (Германия). Газохромтографнческие исследования осуществляли на приборе Хром-5 СЧСФР). При атомко-айсорб-ционных опытах были применены спектрометр Е-ІЮ (США). Маос-опектры получены на приборе АМА' фирмы "Орион" (США). Ректгено-
структурные характеристики были получены на спектрометре ДРОН-3; адсорбционные и поверхностные показатели - на вакуумной установке о весами Мак-Бена; микрофотографии - на электронном микроскопе BS-300 (ЧСФР). Нефелометрические измерешш проводили на приборе ВЮ-69.
Для проведения опытов по расшлихтовке, отварке и беления была сконструирована специальная лабораторная установка.
^аучнап новизна. В диссертационной работе впервые:
установлен механизм протекания последовательно-параллельных реакций при белении с участием пероксида водорода, обуславливавших образование активных радикальных, ионных и молекулярных частиц, оказывающих отболивагощве воздействие на- текстильные материалы j
обоснованы принципы стабилизации отбеливающих систем, базирующиеся на комллексообразугащей, акцепторной и буферной функциях стабилизаторов в радикалыюцешшх и ионных процессах, развивающихся при отбеливании текотилышх материалов;
- выявлен и теоретически обоснован механизм образования во
дорастворимых комплексов из оилихатных осадков па текстиль
ных материалах и оборудовании при белении}
показана электронно-донорная и электронно-акцепторная роль координационно ненасыщенных ионов металлов и их влияние на кинетику процессов подготовки текстильных материалов к колориро-вашсэ;
установлено активное влияние поверхности крисаллитов текст:иьных волокон на процессы адсорбции.и фиксации краоителей, возможность их химического регулирования.
Практичеокая 8качлмооть. На базе разработанных теоретичеоких основ процессов подготовки текстильных материалов созданы:
технология беления текстильных материалов, обеспечивающая повышение качества продукции, уменьшение времени планового останова оборудования и исключающая образование силикатных осадков;
технологии расшлихтовки и отварки текотпльных материалов
о использованием окиолительно-восотановительных^комияекоообраэую-
щих систем и биопрепаратов, позволивше повыоить качество тек
стильных материалов, увеличить производительнооть оборудования,
снизить материале- и энергоемкость процесса} .
- технология использования твердых пероксидов в текстильной
промышленности; синтезированы II новых химических препаратов для
использования этой технологии; показана возможность и целесооб
разность их использования также в производстве стиральных порош
ков;
"- комплекс научно обоснованных показателен смачиваемости текстильных материалов на основе термодинамических и кинетических характеристик процессов смачивания, метода прогнозирования смачи-бпния текстильных материалов;
- экспрессные методики количественного определения содержа
ния крахмальной и синтетических шлихты на тканях.
Основные разработки автора доведены до реализации в промышленности с подтвержденным экономическим эффектом 2,4 млн.руб. за счет повышения качества продукции, производительности оборудования в 1,5 раза, снижения материало- и энергоемкости примерно в 2 раза.
Автор защищает;
- теоретические ооновы подготовки хлопчатобумажных тканей,
обеспечивающие повышение качества текстильных материалов, увели
чение производительности труда, улучшение условии труда;
-основные кинетические закономерности энзиыатической и окислительной расшлихтовки текстильных материалов с выявлением оптимальных режимов обработки;.
кооперативную теорию щелочной отварки хлопчатобумажных тканей на основе кол..леконого изучения механизмов комплексообра-зования, окисления/восстановления, коллоидных процессов и анализа молекулярного состава варочных растворов;
представления о механизме растворения силикатных осадков в процессах щелочной отварки и перокоидного беления хлопчатобумажных тканей и разработанную на этой основе технологии их беления;
научно обоснованные направления физической и хкмичеокой интенсификации процессов щелочной отварки и перокоидного беления тканей;
теоретические ооновы стабилизации и отбеливающего воздействия пероксидных раотворов при воздействии на них различных внешних факторов; .
одиннадцать синтезированных новых химических соединений (пероксиднюс производных), их состав, структуру, физико-химические свойства и условия их использования в текстильной и других отраслях промышленности;
роль ионов металлов в процессах подготовки текстильных материалов к колорированию;
методики количественного определения содержания крахмальной и синтетической шлихты на ткани спектрофотомотрическим, гравиметрическим и газохроматографическш методами;
комплекс научно обоснованных показателей смачиваемости текотильных материалов, методики их определения;
теоретические подходы к повышению адсорбции красителей на текстильных волокнах и технологии крашения и печатания, обеспечивающие значительную экономию красителей;
математическую модель процеоса подготовки текстильных материалов к колорированию в аналитическом виде.
Личный вклад автора заключается в выполнении основного объема теоретических и экспериментальных исследований,- изложенных в диссертационной работе, включая разработку теоретических основ, Методик экспериментальных исследований, расчеты, анализ и оформ- . ление результатов в виде монографии, публикаций, изобретений, научных докладов. Часть экспериментальных исследований и работ ао внедрению результатов диссертации выполнена совместно о аспирантами, руководителем которых он является, и сотрудниками Московского текстильного института.
Апробация работы. Основные положения.диссертационной работы доложены и получили положительную оценку специалистов на:
И Югославском конгрессе по органичеакой химии, 1980, Г.Загреб;
ІУ Международном текстильном семинара, г.Измир, Турция, 1986;
ІУ Собрании химиков Хорватии» г.Загреб» 1981;
Международном семинаре г.Лидо (Великобритания), 1985 г.}
Научно-технических оовещаняях, ЦНИХБИ, 1974-1990 гг.}
Научно-техничеоких советах ЕНИШХВ, 1987-1991 гг.;
Научно-технических советах ряда текстильных предприятий: "Грехгорная мануфактура" (г.Мооква), ПО "Кїостекстильпром" (г.Моо-ква), Алитуоский ХБН (г.Алитус, Литва), Алма-Атинский ХБК, Семе-
новская ткацко-отделочная фабрика (г.Москва);
Всесоюзных совевдниях "Тепло-массообменные и гидродинамические процессы в текстильной промышленности", 1987-1990 гг.;
Научно-технических конференциях проф'ессорско-преподаватель-окого оостава, научных работников и аспирантов МГИ, 1978-1989 гг.;
Всесоюзном совещании "Аппараты о актишшш гидродинамическими режимами для текстильной промышленности", 1983 г. (г.Москва, МТИ);
" - Научных семинарах кафеда ХТШ ИГИ, I987-I9SC гг.;
Всесоюзном семинаре "Соотояние и перспективы разработки моющих оредств в СССР", г.Щебекино, 21-23 ноября 1990 г.;
Международном семинаре "Текстильная наука - 91", г.Либе-рец (ЧСФР),'16-20 сентября 1991 г.';
Всесоюзной паучно-техничеокой конференции "Приоритетные' направления развития науки и техники в легкой промышленности", 30-31 мая 1989 г. (г.Москва).
Материалы диссертационной работы демонстрировались на ВДНХ, получена серебряная медаль в 1989 году.
Публикации. Результаты диссертационной работы опубликованы в 102 научных печатных работах, в том числе: в монографии "Облагораживание текстильных материалов", Легпромбытиздат, М., 1991, объем 22 п.л.; В обзорах, 9 зарубежных статьях, 5Q статьях в кур-налах АН СССР, центральных теоретических и прикладных журналах, Известиях вузов.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, описка литературы, прилоаения. Содержит 330 о. машинопионого текста, 75 таблиц и 163 рисунка. Общий объем диссертации 520 страниц.
