Введение к работе
Актуальность работы. Красивый, легкий и удивительно практичный материал лен, являясь природным объектом, имеет сложную структуру и строение. Наличие в нем большого количества примесей, и в том числе лигнина, осложняет технологический процесс обработки льняных материалов. Целлюлозсодержащие текстильные материалы перед процессами колорировашш и заключительной отделки подвергаются подготовке с целью придания гидрофильных свойств и белизны путем удаления природных примесей и нанесенных в технологических процессах веществ (шлихты, замасливателей). Важно на стадии подготовки не только удалить примеси, но и обеспечить условия для максимального сохранения волокна. Как известно, существующие способы подготовки льняных тканей имеют значительные недостатки, основными из которых являются загрязнение окружающей среды хлорсодержащими веществами и значительная продолжительность некоторых стадий, входящих в общую технологическую схему. Поэтому совершенствованию процессов подготовки льняных материалов всегда уделялось большое внимание.
В области отделки текстильных материалов из природных волокон решение данной проблемы возможно путем использования плазмохимических технологий оптимально дополняющих химические методы воздействия на текстильный материал или частично заменяющих id:. Низкотемпературная плазма (НТО) один из наиболее эффективных и экологически: безопасных способов модификации поверхности различных материалов с ограниченным действием на более глубокие их слои. Плазмохимической обработке (ПХО) подвергаются целлюлозные и синтетические волокнообразующие полимеры. При этом отмечается увеличение капиллярности и смачиваемости хлопчатобумажных, синтетических и шелковых тканей, улучшение физико-механических, показателей, повышение накрашиваемости обработанных НТП материалов.
В связи с тем, что в настоящее время существует несколько поколений промышленных плазмохимических установок, является актуальным проведение исследования по.разработке новых и совершенствованию уже существующих технологий отделки льняных текстильных материалов, предварительно обработанных плазмой тлеющего разряда.
Работа выполнялась более 10 лет в соответствии с Государственной научно-
технической программой "Новые принципы и методы получения химических ве
ществ и материалов" (подпрограмма 11 "Принципы и методы создания техноло
гий химических веществ и материалов" 1995-98 гг.), с планами НИР МГТУ им.
А.Н.Косыгина. '
Целью работы являлось научное обоснование и разработка усовершенствованных способов подготовки и колорировання льняных тканей, обработанных низкотемпературной плазмой.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
-исследование влияния условий плазмохимической обработки льняных тканей на изменение капиллярных свойств и выбор основных параметров обработки;
-изучение влияния обработки низкотемпературной плазмой на свойства льняных тканей;
-исследование изменений, происходящих в льняном материале под действием активных частиц плазмы;
-интенсификация существующих процессов подготовки суровых льняных тканей;
-разработка экономичного, ускоренного и экологически наиболее безопасного способа подготовки суровых (полубеленных в ровнице) льняных тканей;
-интенсификация процессов колорирования отбеленных плазмообработанных льняных тканей.
Научная новизна. Показана эффективность применения НТП для отделки льняных материалов путем предварительной их обработки перед проведением процессов подготовки и колорирования. Проведено комплексное исследование изменений, происходящих в льняных материалах под воздействием плазмы тлеющего разряда.
Основные научные результаты заключаются в следующем: -установлены основные закономерности влияния условий ПХО (длительности обработки, силы и вида тока, расположения в зоне разряда, природы плазмообра-зующего газа и др.) на капиллярные и поверхностные свойства льняных тканей; -впервые установлен механизм деструктирующкго и окислительного воздействия НТП воздуха на изменение липидов и их фракционного состава в поверхностных мембранах клеток льна;
-на основе изученных впервые термических свойств полубелых и отбеленных плазмообработанных льняных тканей показано, что воздействие плазмы затрагивает наиболее термостойкие сопутствующие вещества льняного волокна; -методом рентп;ноструктурного анализа льняній тканей, обработанных плазмой, установлено отсутствие изменений кристаллической сгруктуры волокнообразую-щего полимера, подтверждающих поверхностное воздействие плазмы; -на основе выявленных закономерностей воздействия плазмы на льняное волокно проведена интенсификация классического способа подготовим суровых (полубелённых в ровнице) тканей;
-впервые разработан экологически безопасный способ подготовки суровых льняных тканей, обработанных НТП;
-показано улучшение качества получаемых окрасок в процессах крашения и печатания отбеленных плазмообработанных льняных тканей.
Практическая значимость. Результаты научного обоснования возможности использования ПХО воплощены при разработке усовершенствованных способов подготовки и колорирования льняных текстильных материалов. При использовании предварительной обработки суровых льняных тканей НТП интенсифицирован гипохлоритно-перохсидный способ подготовки, еще использующийся на сегодняшний день на предприятиях льняной отрасли. При этом не только сокращается одна из стадий гшюхлоритного беления, но и снижается концентрация данного реагента в рабочем растворе.
Разработана безгипохлоритная технология подготовки льняных тканей, обработанных НТП. Это способствует улучшению экологической обстановки в от-
беяыяых цехах льноотделочных предприятий, а также экономии химических материалов. Наряду с этим качество готовой продукции не ухудшится.
Плазмохимнческая обработка отбеленных льняных тканей позволяет повысить интенсивность и качество получаемых окрасок при крашении и печатании. Апробации работы. Материалы диссертации доложены, обсуждены и получили положительную оценку на следующих научных мероприятиях: -Ш международный конгресс "Наукоемкие технологии", г. Тверь, 1995 г.; -Всероссийская научно-техническая конференция "Современные технологии тек-стильной промьішленности"(Текі:тиль-95),г.Москва,1995 г.; -4 Международный симпозиум по теоретической и прикладной плазмохимии IS-ТАРС-2005,г. Иваново, 2005 г.;
-1. Международная научно-практическая конференция "Инновационные технологии в индустрии текстиля",г.Москва, 2006 г.;
-1 Международная научно-практаческая конференция "Нанотехнологии в индустрии текстиля", г. Москва, 2006 г.; -конференция "Фагран-2006", г.Воронеж.2006 г.;
-369 семинар "Получение, исследование и применение низкотемпературной плазмы " имени профессора Л.С.Полака в ИНХС РАН, г. Москва, 26 февраля 2007 г. Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 статьи, 7 тезисов докладов.
Структура и оГп,ем диссертационной работы. Диссертационная работа содержит: введение, литературный сбзор, методическую часть, экспериментальную часть с обсуждением результатов, выводы, список литературы (141 наименование). Основная часть диссертационной работы изложена на 190 страницах машинописного текста, содержит 41 рисунок и 28 таблиц.
