Введение к работе
Актуальность проблемы. Диссертационная работа
освящена исследованию структурно-механических свойств
шбропна натурального шелка , подвергающегося физической и
импческой модификации в процессах химической переработки
гкстпльных нитей в высококачественные изделия и
становлению оптимальных режимов их проведения . Анализ
отрсбления различных видов волокон в мире показывает, что
есмотря на интенсивное развитие производства химических
олокон, натуральный шелк не теряет своего значения , более
ого, наметилась тенденция к увеличению выпуска и
отрсбления изделий из этого вида природного текстильного
ырья. Указанная тенденция является постоянной и
ревалирующей в Узбекистане, где высококачественные изделия з натурального шелка пользуются большим спросом. Специфика производства шелковых 'тканей такова, что начительная доля в общем объеме выпуска изделий из іатурального шелка принадлежит традиционным тканям [ационального ассортимента " Хан-атлас". Производство этого никального текстильного изделия является более трудоемким и (ногоступенчатым, и в отличие от технологии изготовления ругпх шелковых тканей, химическая технология предшествует іеханической, поэтому к сохранности физико-механических арактерпстик шелковых нитей; при проведении отделочных гроцессов, предъявляются особенно высокие требования.
В настоящее время существует острая необходимость в іьіпуске прочно окрашенных абровых тканей "Хан-атлас", охраняющих традиционную колористику:
Эффективной переработке выпускаемого
юкономотальными предприятиями шелка-сырца в
іьісококачественнью прочно окрашенные їзделия, в том числе в абровые ткани, препятствует ряд факторов: существенная неоднородность шелка-сырца, обусловленная
условиями выкормки гусеницы шелкопряда, первичноії
обработки коконов и кокономотання ; > недостаточный химико-аналитический контроль сырья и
полупродуктов по переходам технологического процесса; ' своеобразный способ крашения нитей основы абровых тканей,
затрудняющий эффективное использование активных
красителей, обеспечивающих высокую прочность окраски. —
Детальное изучение всех стадий технологического процесса
изготовления (включая заключительную отделку)абровых тканей
и выявление закономерностей коллоидно-химических процессов,
протекающих при отварке шелка-сырца в- растворах ПАВ и
ферментов, а также интенсификация процесса крашения нитей
основы абровых тканей активными красителями, имеет важное
значение в связи с необходимостью выбора оптимальных
условий их проведения, обеспечивающих стабильность
качественных характеристик готовой продукций и повышение
производительности труда и оборудования. С другой стороны
только на основе изучения физико-химических свойств
фиброина, претерпевающего существенные изменения при
отварке, крашении и заключительной отделке удается правильно
установить оптимальные технологические режимы
вышеуказанных отделочных процессов. В данной работе, которая изначально имело практическую направленность, определенные усилия были сосредоточены на изучение физико-химических свойств натурального шелка , с целью выяснения закономерностей изменения этих свойств в отделочных процессах.
Таким образом, проблема совершенствования и оптимизации химической технологии производства абровых тканей "Хан-Атлас" в сочетании с изучением влияния условий этих процессов на физико-химических свойств натурального шелка является актуальной народнохозяйственной задачей и представляет существенный научный и практический интерес.
Работа выполнена в соответствии с проблемно-
тематическим планом работ кафедры и проблемной лаборатории
химической технологии высокомолекулярных соединений
Ташкентского института текстильной и легкой
промышленности, (номер госрегистрашш 01890064956),
разработанным на основе координационного плана научно-
исследовательских работ АН РУ и МннВуза РУ по направлению
"Химическая и физическая модификация натуральных и
синтетических полимеров с целью улучшения их эксплуатационных свойств".
Цели и задачи исследования. Целью работы явилось комплексное решение научных и практических вопросов,
направленных на разработку интенсифицированной химической гехнологии изготовления абровых тканей из натурального шелка цля создания новых процессов получения высококачественного "Хан-Атласа". Для достижения поставленной 'цели в задачу входило:
Изучить:
» коллоидно-химические процессы, протекающие при отварке шелка-сырца в присутствии различных ПАВ и ферментов;
зависимость структурно-механических свойств шелка от условий обесклеивания и структурные' изменения набухшего шелка под действием температуры, обесклеивающего агента и длительности процесса;
обусловленность текстильно-технологических характеристик шелка от оптимального содержания сергщина в натуральном шелке;
» механизм интенсификации процесса крашения шелка путем физической и химической модификации структуры шелка с применением фермента и бифункциональных соединений; процессы химической модификации фиброина шелка и изыскание возможностей осуществления этих процессов непосредственно при крашении и заключительной отделки; закономерности крашения шелка активными красителями в наклад и из смесовых растворов;
возможность закрепления окрасок активных и других красителей с применением новых катионных олигомеров и в процессе заключительной отделки абровых тканей.
Установить: оптимальное содержание ссрицина в натуральном шелке и условия обесклеивания шелка-сырца, обеспечивающие наилучшие поверхностные и текстильно-технологические характеристики шелка;
технологические параметры процессов отварки шелка-сырца в растворах ПАВ и ферментов, крашения активными красителями по периодическому способу и методу "Коса-. буяк" предварительно активированного ферментом шелка и с добавкой в красильный раствор бифункционального соединения, закрепления окраски катионными олигомерами или заключительной отделкой; зависимость поверхностных, структурных й сорбшюнных
% - 6 -
свойств шелка от природы обесклеивающего агента.
Разработать:
метод качественного и количественного определения серицмна
в натуральном шелке;.
о математическую модель процесса отварки;
интенсифицированный способ периодического крашения основ абровых тканей из натурального шелка;
эффективный способ крашения основ ткани "Хан-Атлас" активными красителями по методу "Коса-буяк";
технологический режим закрепления окраски активных и других классов красителей с использованием новых катионных препаратов и при заключительной отделке ткани.
Организовать:
« проверку и внедрения указанных выше разработок в
промышленном масштабе, о оценку текстильно-технологических свойств отваренных и
окрашенных нитей основы и качества готовой продукции, в определение экономической эффективности от их
внедрения.
Научная новизна работы заключается в тем, что в ней:
е впервые подвергнуты _ систематическому исследованию физико-химические основы процессов химической технологии изготовления абровых тканей и структурно-механические свойства натурального шелка и возможные изменения их в условиях переработки текстильных нитей в готовые изделия;
рассмотрены коллоидно-химические аспекты отварки
шелка-сырца в 'растворах ПАВ, как обменного процесса,
заключающегося в замене удаляемой части серицпна из
нити новым адсорбционным слоем, образованным ПАВ.
Впервые было показано существенное влияние природы
ПАВ, образующего на поверхности нити адсорбционный
слой, на поверхностные ( элсктрокинетические и
. фрикционные) и сорбционные свойства натурального шелка;
предложен новый состав для обесклеивания шелка-сырца на
основе протеолптического фермента - протосубтиллина ГЗХ,
обеспечивающий высокую сохранность физико-механических
характеристик и сорбционных свойств шелка;
в рассмотрена взаимосвязь структурных превращений,
протекающих в набухших структурных областях фиброина
шелка в процессе обесклсшзания и природы обесклсивающего—
агента; .
разработан качественный и количественный метод определения серицина в сырье и полупродуктах; разработан новый научный подход к физической и химической модификации шелка при прочном крашении основ абровых тканей активными красителями с применением ферментов, бифункциональных соединений и катнонных олигомеров; изучены закономерности процесса крашения шелка ктпвными красителями в наклад и из смесовых красильных * астворов.
Автор защищает: а) научное направление - теоретическое и ехнологическое обоснование методов интенсификации имііческой технологии изготовления абровых тканей из атурального шелка; б) решение народно-хозяйственной роблемы - создание новой химической технологии зготовления абровых тканей из натурального шелка, беспечивающий повышение эффективности производства и ачества готовой продукции; в) установленные закономерности, деланные обобщения и достигнутые результаты.'
Практическая значимость работы заключается в :
разработке и внедрении количественного метода определения серицина в сырье и полупродуктах;
разработке, оптимизации и внедрении технологического
процесса отварки шелка-сырца в растворах непоногенных
ПАВ, обеспечивающего получение однородного по
структурно-химическим показателям конечного продукта;
разработке и апробации способа обесклеиванпя шелка-сырца
протеолитическим ферментом-протосубтиллином ГЗХ,
обеспечивающего высокую сохранность физико-механических
характеристик и улучшающего сорбционных свойств шелка;
разработке и внедрении интенсифицированного
технологического, режима прочного крашения основ черно-белых и многоцветных абровых тканей активными красителями по периодическому способу с использованием предварительной ферментативной активации шелка и дополнительной фиксации красителя бифункциональным соединением - этпленхлоргидрином, вводимым в красильный раствор ;
разработке и внедрении эффективного технологического режима крашения отдельных участков нитей основы абровых тканей активными красителями по способу "Коса-буяк" с применением предварительной ферментативной активации шелка и поледующего закрепления окраски при помощи нового закрепителя - катионногоолигомерного соединения , полученного на основе продукта реакции эпихлоргидрина с бензимидазолом;
разработке и внедрении технологического процесса заключительной отделки абровых тканей "Хан-атлас", обеспечивающего закрепление окраски различных классов красителей и повышение качества готовой продукции.
Личный вклад автора оценивается тем, что на протяжении всего периода выполнения работы осуществлял научное руководство основными теоретическими и' технологическими исследованиями, практическими разработками , и внедрением, созданием усовершенствованной химической технологии изготовления абровых тканей "Хан-атлас" , рассмотренными в настоящей диссертации. Автор, принимал непосредственное участие в постановке задачи исследований и в обсуждении экспериментальной работы, которая выполнена в соавторстве, включая анализ и оформление результатов в виде заявки на изобретение, научных докладов и публикаций. Самостоятельно обобщила отдельные этапы исследований п работу в целом.
Апробация работы. Основные результаты были доложены
на Международной конференции "Проблема развития
текстильной и легкой промышленности (Прогресс-92)" (
Иваново, 1992), на Международном семинаре "Крашение
активными красителями сумификс и сумификс-супра"
(Ташкент-1994), >на ' Международном симпозиуме по
механохимии ( Ташкент-1995 ), на Международной научно-
технической конференции "Великиїі шелковый путь. Научные
основы производства и переработки натурального шелка" (
Ташкент-1996 ), на Республиканских- конференциях по
текстильной химии (Ташкент - 1974,1979,1992), на
Республиканской научно-практической. конференции
"Состояние и перспективы развития легкой промышленности Узбекистана и дальнейшее углубление связи науки и производства" (Ташкент-1995), на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ТИТЛП (Ташкент, 1974-94), на Проблемно-координационном
. -9--
Совете химико-технологического факультета ТИТЛП
(1988,1996).Разработки и результаты внедрения
демонстрировались на .различных выставках ( Бронзовая медаль ВДНХ , постановление 64-Н от 28 февраля 1979г.).
Публикации. По .материалам диссертационной работы опубликовано 17 статен, получено 2 авторских свидетельств, I положительное решение на выдачу патента России,2 предварительных патента РУ, и 14 тезисов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора ( гл.1) экспериментальной части и обсуждения результатов ( гл. 2.1-2.3 ), общих выводов и библиографий (321 н'аим.). Методическая часть диссертации представлена в приложении.
Всего в диссертации 370 стр., из которых на 225 стр. изложен текст диссертации, на 80 стр. представлены 70 рисунков и 72 таблиц на 30 стр. список литературы и на 35 стр. приложения.
