Введение к работе
з
Актуальность проблемы. Переработка, натурального шёлка принадлежит к числу основных отраслей текстильной промышленности Республики Узбекистан, где и этого вида сырья давно изготовляют различные товары широкого потребления. В условиях перехода к рыночной экономике шёлковая промышленность может и должна вносить весомый вклад в увеличение межрегионального обмена, повышение эффективности хозяйственного комплекса республики. Благосостояние народов Узбекистана требует дальнейшего подъёма шелководства, развития сырьевой базы и усовершенствования техники и технологии производства . Очевидно, что эта задача может быть решена как путём увеличения объёма производства коконов и улучшения их качества, так и за счёт повышения эффективности их переработки, т. е. увеличением выхода шёлковой массы. К сожалению уровень выхода шёлка-сырца при переработке коконов на наших фабриках ещё невысок и даже из стандартных коконов до 20 % волокна уходит в отходы. При переработке дефектных ( пятнистых ) коконов, доля которых достигает 10 4- 18 % и более от объёма заготовки, в отходы шелка уходит ещё больше. Причиной недостаточно высокого выхода шёлка-сырца, наряду с низким качеством коконов, является несовершенство технологии переработки и, в частности, режимов их запарки. При неоптимальных режимах гидротермической обработки смачивания оболочек коконной нити неравномерно не только, по глубине, но и по отдельным участкам оболочки. При этом особенно сильно проявляется влияние дефектов оболочки при переработке пятнистых коконов.
Выбор и обоснование рациональной технологии размотки как сортовых, так и дефектных коконов связаны с равномерный проникновением воды во все части коконной оболочки, в том числе и в её дефектные зоны. Для этого необходимо обеспечить выравнивание проницаемости отдельных участков оболочки, что частично достигается увлажнением коконов перед запаркой. Важная особенность процесса увлажнения состоит в проникновении воды в
і труднодоступные складки и поверхностные впадины за счёт капиллярности структуры оболочек коконов натурального шёлка. В связи с этим при смачивании коконов возникает необходимость учёта шероховатости поверхностей нитей, оказывающей неоднородное сопротивление на неповреждённых и дефектных участках. Для того, чтобы найти условия, облегчающие равномерное увлажнение всех участков кокона, включая дефектные, необходимо прежде всего выяснить основные физико-химические параметры дефектных участков коконной оболочки, характеризующие взаимодействие между водой и белковыми компонентами натурального шёлка, а именно серицином и фиброином.
Особый интерес представлял для нас вопрос об обработке дефектных коконов, для которых характерно проникновение дефектных пятен на значительную глубину, поскольку доля таких коконов в исходном сырье, поступающим на фабрики, достаточно велика и методов обеспечивающих более эффективное их использование не разработано. Решение этой проблемы могло бы привести к заметному увеличению общего выхода шёлка - сырца. Одним из возможных путей решения этой задачи является метод модификации оболочки коконов поверхностно- активными веществами ( ПАВ ), предполагающий нанесение очень тонкого слоя вещества с различными функциональными группами на поверхность твёрдых тел. При этом соответственно изменяются удельные свободные поверхностные энергии на разделе фаз. Такая модификация может радикально изменять характер контактного взаимодействия вещества с твёрдым телом и обеспечивать переход от состояния смачиваемости к несмачиваемости, и наоборот. Поэтому способ модифицирования обычно применяют для гидрофилизаиии неполярных и гидрофоби-зации полярных материалов.
Некоторые группы ПАВ обладают высоким модифицирующим действием. При контакте их водного раствора с гидрофобной твёрдой поверхностью молекулы ПАВ в адсорбционном слое будут ориентированы своими по-
лярными группами в сторону раствора, а углеводородными цепями - в сторону подложки. По такой системе адсорбция ПАВ обогащает поверхность полярными группами. Поэтому модифицирующее действие этих ПАВ заключается в гидрофшгазации гидрофобных материалов.
В ряде работ, выполненных за последние годы, были изучены физико-химические процессы, протекающие при переработке коконов в присутствии ПАВ. Было доказано, что добавки ПАВ в шёлкомотании действительно способствуют повышению выхода шёлка - сырца. Однако вопрос о степени влиянии разных ПАВ на дефектные участки коконов, от решения которых зависит целесообразность и эффективность использования этих веществ при переработки дефектных коконов, не подвергался специальному анализу, В связи с этим представляется целесообразным изучить специфические особенности взаимодействия дефектных участков шёлковой нити с растворами ПАВ.
Актуальность этой задачи очевидна, поскольку её решение способствуют более рациональному использование сырьевых ресурсов и созданию безотходной технологии переработки шёлка.
Цель работы. Целью данной работы является обеспечение условий более равномерного проникновения воды как в неповреждённые, так и в дефектные участки оболочки для повышения выхода шёлка- сырца за счёт выравнивания интенсивности пропарки по глубине и поверхности оболочки.
В соответствии с основной целью работы были поставлены следующие задачи:
изучение изменения структуры и свойств по слоям коконной оболочки, а также в дефектных зонах;
изучение влияния ПАВ на набухаемость дефектных и чистых участков ко-
конной оболочки при разных технологических параметрах;
- изучение смачиваемости дефектных и чистых участков коконной оболочки с
учётом шероховатости поверхности, изменения энергии когезии и адгезии при использовании ПАВ;
- сравнение изменения водопроницаемости чистых и дефектных участков ко-
конной оболочки при различных вариантах обработках;
- установление оптимальных технологических параметров обработки и раз-
мотки дефектных, коконов.
Научная новизна работы. Впервые разработан новый способ подготовки к разматывания дефектных коконов путем модификации растворами поверхностно - активных веществ, синтезированных на основе органических веществ и отходов кокономатания.
Исследована структура и свойства поверхности оболочек модифицированных дефектных коконов.
Изучены параметры смачивания шероховатой поверхности дефектных коконов растворами различных ПАВ.
Исследована водопроницаемость коконной оболочки для пятнистых коконов в различных условиях.
Разработан способ обработки дефектных коконов растворами ПАВ.
Изучено влияние ПАВ на физико-механические свойства натурального шелка.
Практическая значимость работы. Разработанные способы модификации дефектных коконов улучшают разматываемость, сохраняют физико-химических и механические свойства шёлкового волокна и приводят к снижению удельного расхода коконов в размотке. Качественные показатели натурального шёлка, полученного из дефектных коконов, подвергнутых модификации, превосходят качественные показатели контрольных образцов. Влияние модификации оболочки на технологические параметры размотки коконов изучены в лабораторных условиях ТИТЛП , условиях АО "Хоразм ипаги" г. Ургенч и АО "Тола" г. Ташкент.
Апробация работы. Основные вопросы диссертации докладывались и обсуждались на научно - технической конференции ТИТЛП (1995г.); на научной конференции молодых ученых по химии и физике высокомолекулярных соединений (1996,1998гг), на международной научно-технической конференции "Великий шелковый путь. Научные основы производства и переработки натурального шелка" (1996 г.), на международной научно-практической конференции "Проблемы экологии и здоровья на предприятиях легкой промышленности" (1997 г.).
Публикация. По результатам исследований опубликовано 15 работ, из низ 5 статей и 10 тезисов докладов, с изложением в них основных положений диссертации
Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методической части, обсуждения результатов, выводов, списка использованной литературы и приложений.