Введение к работе
Актуальность темы исследования
До недавнего времени с целью придания тканям устойчивых противоусадочных свойств, эффектов наполненности, добротности, мягкости, шелковистости предусматривали использование термореактивных смол, пленкообразующих препаратов, катализаторов, мягчителей и других ТВВ. Однако, в силу ужесточения экологических требований по содержанию формальдегида в тканях предконденсаты практически не используются при заключительной отделке, а импортные препараты, отвечающие всем необходимым требованиям, являются дорогими и недоступными для производителей тканей бытового назначения. Сегодня в России для тканей бельевого ассортимента используют эмульсии и латексы пленкообразующих препаратов на основе поливинилацетата, полиэтиленовой эмульсии, а для тканей плательно-сорочечного и плащевого назначения общие и специальные виды отделки проводят с применением зарубежных полимерных препаратов.
С развитием химической промышленности на российском рынке появился большой арсенал водных дисперсий на основе синтетических акриловых и полиуретановых полимеров. Последние находят широкое применение в лакокрасочной, строительной, полиграфической и др. отраслях промышленности и обладают способностью образовывать прочную полимерную пленку, свойства которой можно варьировать в широком диапазоне.
Одним из путей повышения эффективности производства текстильных материалов является поиск отечественных дешевых аналогов зарубежным препаратам и создание на их основе рациональных конкурентоспособных технологий заключительной отделки текстильных материалов, что, несомненно, является актуальным.
Цель и задачи
Цель работы заключается в научном обосновании выбора полимеров отечественного производства, способных эффективно модифицировать целлюлозосодержащие и полиамидные волокнистые материалы для придания им улучшенных потребительских и эксплуатационных свойств.
Для достижения поставленных целей необходимо было решить следующие задачи:
осуществить анализ способов модификации текстильных материалов с целенаправленным изменением их свойств;
провести сравнительный анализ свойств существующих на отечественном рынке химической промышленности акриловых и полиуретановых полимеров;
изучить свойства пленок, отлитых из акриловых и полиуретановых полимеров, определяющих основные факторы положительной модификации этими полимерами текстильных материалов;
обосновать выбор эффективных пленкообразующих полимеров для заключительной отделки целлюлозосодержащих тканей бельевого, плательно-сорочечного назначения, а также полиамидных материалов технического назначения;
разработать составы аппретов, осуществить их апробацию в условиях отделочных предприятий, производящих текстильные материалы бытового и технического назначения;
провести испытания разработанных технологий в производстве, оценить экономическую эффективность использования отечественных препаратов в сравнении с зарубежными и целесообразность внедрения разработанных технологий заключительной отделки текстильных материалов.
Научная новизна.
Впервые на основе изучения и анализа физико-механических, оптических и сорбционных свойств отечественных плёнкообразующих полимеров акриловой и уретановой природы обоснован выбор наиболее эффективных препаратов для химической модификации волокнистых материалов с целью придания им улучшенных потребительских и эксплуатационных свойств. Установлено, что наличие эпоксидных, карбоксильных и амидных функциональных групп в выбранных препаратах способствует образованию «сшивок» между полимерным препаратом и текстильным волокном, а также пространственно-сшитых структур полимера, повышает устойчивость эффектов противоусадочности, малосминаемости, воздухонепроницаемости, грязе-, масло- отталкивания.
Практическая значимость. Результаты, полученные при изучении свойств отечественных полимеров, позволили выбрать из многообразия отечественных препаратов акриловой и уретановой природы наиболее эффективные, которые с успехом можно применять в заключительной отделке тканей, как бытового, так и технического назначения. Разработаны технологии заключительной отделки хлопчатобумажных и хлопкополиэфирных тканей – малосмываемый аппрет, противоусадочная, малосминаемая, воздухонепроницаемая, для полиамидных нитей – устойчивая противоусадочная химическая отделка.
В отделочных фабриках ООО «Управляющая компания «Тейковский ХБК» (г. Тейково, Ивановская область), ЗАО «ПК Нордтекс, ООО ОФ «Возрождение» (Иваново), ЗАО «Ремиз» проведены испытания новых технологий заключительной отделки, в результате которых установлена технологическая и экономическая эффективность предлагаемых решений. В сравнении с технологиями на основе зарубежных препаратов достигаются улучшенные качественные показатели эффектов отделки при снижении себестоимости.
С марта 2011 г. технология модификации полиамидной нити с использованием Ларуса-31 внедрена в производство на ЗАО «Ремиз».
На разработанную композицию для заключительной малоформальдегидной отделки получен Патент РФ №2480548, опубл.10.02.2013.
Методы исследования.
В качестве объектов исследования в работе использованы: хлопчатобумажная ткань в отбеленном и набивном виде, хлопко- и вискознополиэфирные ткани, полиамидное волокно и нити. В качестве ТВВ применяли: синтетические полимеры акриловой, полиуретановой природы; предконденсаты термореактивных смол, текстильно-вспомогательные вещества.
Исследования проводили с использованием коллоидно-химических, физико-химических и физико-механических методов (колориметрия, вискозиметрия, спектроскопия в ИК и видимой области, спектрофотометрия и др.) на современной приборной технике, позволяющей получать достоверные результаты. Для обработки экспериментальных данных использовали методы математической статистики с применением ПЭВМ.
Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены, обсуждены и получили положительную оценку на 15-ти региональных, всероссийских и международных конференциях (список приведен в перечне публикаций), представлены на Ивановском салоне «Инновации- 2010».
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 3 статьи, 15 тезисов докладов, а также получен Патент РФ.
