Введение к работе
Актуальность. Главная проблема легкой промышленности России - создание условий для развития экономики отраслей на основе их инновационного обновления, обеспечивающих повышение экономической эффективности, экологической безопасности, ресурсосбережения и конкурентоспособности продукции.
Стратегическая программа создания текстильно-промышленного комплекса в Ивановской области предполагает модернизацию действующих предприятий на базе инновационных технологий с внедрением конкурентоспособного ассортимента, в том числе с использованием химических волокон и нитей, и организацию новых. Необходимо широкое применение как лучших мировых достижений в области техники и технологии текстильного производства, так и отечественных разработок, в том числе на основе нанотехнологий.
Использование синтетических нитей нового поколения позволяет улучшить потребительские свойства одежды, ее комфортность, а применение пряжи с регенерированными волокнами дает ресурсосбережение, экономию натурального сырья и, как следствие этого, снижает себестоимость продукции, делает ее доступной широким массам населения.
Для использования сырья, являющегося отходами текстильной промышленности, требуется создание новых технологий и поточных линий по его переработке с целью получения регенерированных волокон с сохранением основных свойств (длина, прочность) и их дальнейшего применения для производства товаров бытового и технического назначения.
Цель работы - создание усовершенствованных новых технологий для получения полноценного сырья из текстильных отходов и его использование совместно с профилированным лавсаном в трикотажных полотнах.
Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:
математически описана двухфазная система переработки волокнистых отходов с непрерывным потоком тепла;
создана усовершенствованная технология и поточная линия для регенерации отходов текстильных материалов;
спроектировано устройство для регенерации текстильных отходов;
произведены экспериментальные исследования физических моделей устройств: для регенерации и аэромеханической рассортировки волокон;
определены физико-механические свойства пряжи с регенерированными волокнами, полученными на базовой поточной линии;
теоретически обоснованы процессы влагопереноса и влагопоглощения в многослойном полотне, состоящем из модифицированных нитей и натуральной пряжи с регенерированными волокнами;
экспериментально исследованы физико-механические свойства профилированных лавсановых нитей и полотен, выработанных из них и пряжи, содер-
жащей регенерированные волокна;
оценена ожидаемая экономия на сырье за счет применения регенериро
ванных волокон.
Методы и средства исследований. Для решения задач, поставленных в работе, использованы теоретические и экспериментальные методы.
В теоретических исследованиях применены методы дифференциального исчисления, математического моделирования, гидродинамики, текстильного материаловедения. Экспериментальные исследования проводились с использованием стандартных методик и испытательных приборов.
Характеристики длин регенерированных волокон определены на системе приборов фирмы «Пейер» (Швейцария) с получением диаграмм и таблице цифровыми показателями. Разрывная нагрузка одиночных волокон - регенерированных, из типовой сортировки хлопка и из прядильной смеси - измерена на универсальном приборе УМИВ-3.
Исследования физико-механических свойств хлопчатобумажной пряжи с использованием регенерированных волокон проведены на приборе КЛА-2, разрывной машине РМ-3-1 и на круткомере КУ-500-2МЗ.
Экспериментальные исследования разрывной нагрузки и удлинения при разрыве одиночных нитей профилировшшого лавсана и хлопчатобумажной пряжи с регенерированными волокнами проведены на машине РМ-3-1. Обработка результатов испытаний осуществлена с помощью программ для расчета статистических характеристик случайной величины: cv_300 и cvarl.
Контроль полиэфирных нитей и хлопчатобумажной пряжи с регенерированными волокнами на равномерность по линейной плотности выполнен на приборе КЛА-2.
Износостойкость трикотажных полотен определена на приборе ТИ-1М, воздухопроницаемость - с помощью прибора Y 561 (Китай). Скорость воздушного потока через пробу (полотно) измерена с многократной повторностью при помощи термоанемометра ТА - ЛИОТ.
Паропроницаёмость исследована с помощью термоконстантного бака и стакана с водой. Прочность на прорыв измерена npn6opOMYG0162 (Китай).
Достоверность полученных результатов и выводов обеспечена обоснованным объемом выборок, применением методов математической статистики, согласованностью результатов теоретических и экспериментальных исследований.
Научная новизна работы заключается:
в математическом описании двухфазной системы переработки волокнистых отходов;
в проектировании щадящей технологии с авторскими техническими устройствами для получения регенерированных волокон с сохранением их качественных показателей;
в развитии теоретических основ процессов влагопереноса и влагопогло-
щения в многослойном полотне для спортивной одежды.
Практическая ценность и реализация результатов работы
Экспериментальные исследования профилированных лавсановых нитей и пряжи с использованием регенерированных волокон, а также трикотажных полотен переплетения ппатированная гладь (грунтовая нить — профилированный лавсан, платировочная - хлопчатобумажная с регенерированными волокнами в количестве 10%) показали целесообразность их использования при производстве функциональной одежды и одежды бытового назначения.
Разработаны поточная линия для регенерации отходов плоских текстильных материалов (патент на полезную модель РФ №75661 от 02.04.2008) и устройство для регенерации текстильных отходов (патент на изобретение РФ № 2362846 от 10.12.2007).
Полученная технология по переработке отходов позволяет эффективно решать сырьевую и экологическую проблемы.
Отдельные результаты работы в виде стендов и материалов для лекций внедрены в учебный процесс кафедры механической технологии текстильных материалов ИГТА.
Пряжа из хлопковых регенерированных волокон в смеси с типовыми использована при выработке трикотажных изделий на ООО «Тритекс» (Иваново).
Апробация работы. Работа поддержана грантом ИГТА для молодых исследователей 2009 г.
Результаты работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку:
на международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (ПРОГРЕСС), 2008 г., Иваново (ИГТА);
на межвузовских научно-технических конференциях аспирантов и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности» (ПОИСК), 2008,2009 гг., Иваново (ИГТА);
на Восьмой Всероссийской научной студенческой конференции «Текстиль XXI века», 2009 г., Москва (МГТУ);
на 61-й межвузовской научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Студенты и молодые ученые КГТУ - производству», 2009 г., Кострома (КГТУ);
на молодежном научно-инновационном конкурсе «УМНИК-2009», Иваново (ИГТА);
на расширенном заседании кафедры механической технологии текстильных материалов ИГТА, 2009 г.
Публикации. Основные результаты работы опубликованы в журнале «Известия вузов. Технология текстильной промышленности», входящем в список изданий, рекомендованных ВАК (2 статьи), сборниках материалов различных конференций (8 тезисов), а также получены 1 патент на полезную модель и 1 патент на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, 7 приложений. Работа выполнена на 128 страницах, содержит 44 рисунка, 24 таблицы, список использованных источников из 100 наименований, приложения, занимающие 14 страниц.
