Введение к работе
Актуальность. Происходящие в России процессы развития рыночных отношений оказывают благоприятное влияние на наращивание производства товаров бытовой химии, ведущей среди которых является группа синтетических моющих средств (СМС). В состав СМС входит оптический отбеливатель, использующийся для крашения в белый цвет хлопчатобумажных тканей (х/б тканей).
Основным показателем оптических отбеливателей является прирост белизны ткани, который в значительной степени зависит от вида оптического отбеливателя, типа ткани, технологических параметров процесса нанесения оптического отбеливателя и наличия наполнителей, повышающих эффективность отбеливания ткани.
Отбеливание х/б тканей длится 30 мин при температуре 50 С, при этом белизна ткани достигает своего максимального значения при определенной концентрации оптического отбеливателя и дальнейшее увеличение белизны возможно только при увеличении его концентрации в растворе СМС, что экономически нецелесообразно.
Разработка оптически отбеливающей композиции (ООК), в состав которой входят оптический отбеливатель и наполнители, позволит: снизить расход оптического отбеливателя для придания ткани требуемой белизны, уменьшить продолжительность процесса нанесения компонентов ООК на волокна нитей х/б ткани, снизить затраты на производство ООК за счет создания новых выпускных форм.
Работа выполнялась в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 годы ГК от 1 декабря 2010 г. № 14.740.11.0821, Аналитической ведомственной программы «Развитие научного потенциала высшей школы» код РНП. 2.2.1.1.5355, гранта РФФИ № 12-03-97552-р_центр_а.
Цель работы. Создание физической модели процесса переноса ООК в волокна нитей х/б ткани, разработка его математического описания, позволяющего определить технологические параметры процесса переноса ООК в нити х/б ткани для достижения заданной степени белизны х/б ткани. Разработка ООК на основе оптического отбеливателя для х/б тканей, повышающей белизну волокон нитей х/б ткани за счет введения наполнителей, увеличивающих воздействие оптического отбеливателя на х/б ткань.
Задачи исследования. Для выполнения поставленной цели сформулированы и решены следующие задачи:
– исследована структура х/б ткани типа «Бязь» из хлопковых волокон;
– предложена физическая модель процесса переноса ООК в волокна нитей х/б ткани;
– разработано математическое описание процесса переноса ООК в нити х/б ткани с учетом типа ткани, геометрии нитей и способа их плетения;
– определены наполнители, используемые при отбеливании х/б тканей для повышения эффективности воздействия оптического отбеливателя;
– предложен состав наполнителей в ООК, обеспечивающий высокое качество отбеливания волокон нитей х/б ткани;
– изучено влияние наполнителей ООК на белизну х/б ткани;
– предложена ООК, формирующая высокие показатели качества х/б ткани при ее нанесении;
– проведена проверка адекватности предложенного математического описания процесса переноса ООК в нити х/б ткани реальному процессу;
– предложена инженерная методика, позволяющая определить технологические параметры процесса крашения: продолжительность процесса переноса ООК в нити х/б ткани, концентрацию ООК в х/б ткани по окончании процесса, обеспечивающую требуемую белизну волокон нитей х/б ткани;
– обоснована себестоимость производства ООК в сухой выпускной форме и в виде высококонцентрированной суспензии.
Научная новизна работы:
– предложена физическая модель процесса переноса ООК в волокна нитей х/б ткани;
– разработано математическое описание процесса переноса ООК в нити х/б ткани с учетом: типа ткани, геометрии нитей и способа их плетения;
– предложен состав наполнителей в ООК, обеспечивающий высокое качество отбеливания волокон нитей х/б ткани;
– установлено влияние наполнителей ООК на белизну х/б тканей.
Практическая ценность:
– предложена схема красильной установки для нанесения ООК на х/б ткань;
– определены концентрации наполнителей ООК и их влияние на прирост белизны волокон нитей х/б тканей;
– разработаны две выпускные формы ООК, состоящие из оптического отбеливателя и наполнителей, обеспечивающие высокие показатели качества отбеливания х/б тканей (при наличии 50 % оптического отбеливателя в ООК);
– разработана инженерная методика расчета технологических параметров нанесения ООК на х/б ткань при использовании предложенной красильной установки, позволяющая рассчитывать: скорость движения х/б ткани, продолжительность процесса нанесения ООК на х/б ткань и ее выдержки для достижения заданной концентрации ООК в х/б ткани;
– рассчитана себестоимость производства ООК в сухой выпускной форме и в виде высококонцентрированной суспензии (ВКС), которая подтверждает экономическую целесообразность ее производства. Снижение себестоимости составило для сухой выпускной формы 36,5 %, а для ВКС-формы - 38,7 % по сравнению с оптическим отбеливателем.
Апробация работы. Основные результаты и положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: Первой международной научно-практической конференции «Современная наука: теория и практика» (Ставрополь, 2010 г.), Восьмой всероссийской научно-технической конференции «Приоритетные направления развития науки и технологии» (Тула, 2010 г.), Пятой общероссийской научно-практической конференции с международным участием «Актуальные вопросы современной науки и образования» (Красноярск, 2010 г.), Первой международной научно-практической конференции «Техника и технология: новые перспективы развития» (Москва, 2011 г.).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 8 печатных работ, в том числе 3 статьи в журналах, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов, рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Диссертация содержит 147 страниц машинописного текста, в том числе 57 рисунков и 54 таблицы, список использованных источников включает 146 наименований отечественных и зарубежных авторов.
