+7 (342) 299 99 69

пн-пт с 900 до 1800

logotype
ГлавнаяО ТБОЛитератураПроблемы рекультивации отходов быта, промышленного и сельскохозяйственного производстваУлучшение технологических свойств натуральных шерстяных волокон растворами полимерной композиции

Улучшение технологических свойств натуральных шерстяных волокон растворами полимерной композиции

Нахождение путей использование различных композиций на основе водорастворимых полимеров для улучшения свойств и технологических показателей природных полимеров является одной из основных задач химии и технологии композиционных материалов. Среди природных белковых полимеров шерсть является одним из наиболее универсальных. Характерной особенностью производства изделий из натуральной шерсти является высокая стоимость и дефицитность исходного сырья.

Между тем производство изделий из шерсти на всем протяжении технологического процесса приготовления полуфабрикатов подвергается механическим нагрузкам, вызывающим растяжение, изгиб, разрыв, скручивание, сжатие. Ко всему этому следует добавить влияние светопогоды, многофакторного агента разрушения влагой, светом, кислородом и микроорганизмами, в результате чего происходит активная ме-хано-химическая деструкция. Все эти факторы способствуют разрушению как вторичных структур кератина, так и снижению молекулярной массы макромолекул.

При трении шерсти о поверхность различных деталей происходит выделение тепла, образование электростатических зарядов, а также эмиссия электронов, в результате которых наблюдается образование свободных радикалов, способствующих разрушительным процессам. Наличие в атмосфере свободного кислорода ускоряет образование свободных радикалов перекисного и гидроперекисного типа. Эти макрорадикалы в свою очередь способствует интенсификации дальнейших процессов деструкции кератина шерсти.

Снижение молекулярной массы кератина шерсти также может происходить за счет гидролитической деструкции его макромолекул. При этом механическое воздействие также способствует ускорению гидролитического расцепления кератина по амидным связям. Снижение молекулярной массы кератина шерсти за счет образования свободных радикалов приводит к ухудшению механических свойства шерсти.

Сохранение важных эксплуатационных качеств шерсти представляет собой очень сложную и многогранную научно-исследовательскую проблему в области ме-хано-химических процессов, над решением которой интенсивно ведутся работы во всем мире. В свете вышеизложенного и в целях улучшения физико-механических и эксплуатационных свойств кератина шерсти возникают важнейшие вопросы облагораживания шерстяного волокна, улучшения его технологических показателей с целью повышения перерабатываемости в готовое изделие.

Нами было показано, что обработка шерсти водными растворами на основе водорастворимых полимеров и их солей, многоатомных спиртов способствует улучшению её механических свойств.

Наиболее высокими механическими свойствами обладало волокно, в состав которого введен раствор, состоящий из 2,5% полидиметила-миноэтилметакрилат с аллилбромидом, 5,0% глицерина и 92,5% воды. Поэтому в работе были более подробно исследовано влияние растворов, состоящих из полидиме-тиламиноэтилметакрилата с аллилбромидом и глицерином, как на механические свойства, так и на технические показатели шерсти.

Для сравнения испытаны раствор на основе ПДМАЭМА и композиция, применяемая в условиях шерстопрядения (фабричный замасливатель), состав которых приведен в таблице 1, из которой видно, что предлагаемые растворы полимерной соли по сравнению с фабричным составомсостоят из меньшего количества компонентов и, следовательно, легко могут быть приготовлены в условиях шерстопрядильных предприятий.

Известно, что на всех стадиях шерстопрядения подача волокна и полупродуктов происходит непрерывно, и наносимая на них композиция должна быть равномерно распределена по всему объему полупродуктов.

Таблица 1. Состав испытанных композиций

Наименование компонентов

Условное название растворов

фабричный

ПДМАЭМА

ПДМАЭМА«АБ

Б-73, состоящий из:

7,0

-

-

минерального масла

74,4

-

-

олеиновой кислоты

5,6

-

-

сульфорицината-Е

14,0

-

-

ксилана-С

3,0

-

-

триэтаноламина

1,0

-

-

олеокса

2,0

-

-

ОС - 20

1,0

-

-

Вода

-

94,0

92,5

ПДМАЭМА-АБ

-

-

2,5

Глицерин

-

5,0

5,0

ОП-10

-

0,5

-

ПДМАЭМА

-

0,5

-

Вначале была изучена кинетика смачиваемости шерсти в растворах водорастворимых полимерных солей по сравнению с фабричным замасливателем. Уменьшение количества волокон с минимальной прочностью указывает на возможность устранения степени повреждения их поверхности при обработке полимерами.

Макромолекулы водорастворимых полимеров, вероятно, проникают в межпространственную поверхность поврежденных участков и, взаимодействуя с ними, способствуют увеличению адгезионных сил между поврежденными областями надмолекулярных образований кератина.

Нами была показана возможность улучшения физико-механических показателей натуральной шерсти путем нанесения на волокна растворов полимерной композиции на основе водорастворимых полимеров и их солей. Наиболее высокими показателями обладало шерстяное волокно, обработанное раствором, состоящим из ПДМАЭМА'АБ (2,5 масс.%), глицерина (5,0 масс. %) и воды (92,5 масс. %). Для сравнения был исследован замасливатель, применяемый в условиях фабрики.

Были проведены исследования по обрывности ровницы при прядении и выходу пряжи опытной и контрольной партий. Результаты приведены в табл. 2.

При норме 200 обрывов на 1000 вер/час у опытной партии - составляет 177 обрывов, что на 11,5% ниже нормы, а у контрольной партии составляет 207 обрывов, что выше на 3,5% принятой нормы и на 14,5 выше, чем у партии с раствором ПДМАЭМА'АБ. На производстве дорогостоящей шерсти главным показателем является выход пряжи. Обработка готовой шерстяной пряжи растворами полимерной композиции на основе водорастворимых полимеров способствует улучшению ее пе-рерабатываемости при вязании. Снижается общая обрывность пряжи при вязании от 0,62 шт/кг (у фабричной) до 0,5 шт/кг (у опытной партии пряжи). При этом брак трикотажного полотна снижается от 8,8 до 6,1%.

Как видно из таблицы 2, выход пряжи партии шерсти с раствором ПДМАЭМА'АБ составляет 96,28%, что на 0,34% нормы и на 3,88% выше, чем у контрольной партии.

Таблица 2. Влияние раствора ПДМАЭМА'АБ и фабричного замасливателя на обрывность ровницы и выход пряжи

Показатели

Фабричный

Раствор ПДМАЭМА» АБ

Обрывность ровницы, шт. навер час

фактич.

207

177

 

в кондиции

200

200

Масса объемов в кг

фактич.

68,5

108,3

 

в кондиции

72,69

115,3

Масса угаров

фактич.

5,70

4,18

 

в кондиции

5,98

4,28

Влажностьугаров

фактич.

11,0

12,5

 

в кондиции

17,59

17,6

Выходугаровотходов

фактич.

4,06

4,06

 

в кондиции

7,6

3,72

Влажностьпряжи

фактич.

11,0

12,5

 

в кондиции

17,59

17,6

Выходпряжи

фактич.

95,94

95,94

 

в кондиции

92,40

96,28

Следовательно, нанесение на шерсть растворов на основе водорастворимых полимеров и их солей, способствующее увеличению показателей механических свойств волокна, приводит к интенсификации процесса шерстопрядения, сопровождающееся увеличением выхода пряжи и снижением обрывности ровницы при прядении.

Известно, что основными причинами обрывности ровницы при шерстопрядении является, наряду с показателями механических свойств волокна, и возникновение статического электричество при трении полупродуктов об отдельные узлы машин при шерстопрядении. В результате статическое электричество способствует сильному-распущению ровницы, в результате которой происходит нарушение параллелизации волокон и, следовательно, снижение их прочности. Это, в свою очередь, увеличивает вероятность обрыва ровницы. Поэтому было необходимо изучить влияние растворов водорастворимых полимеров и их солей на образование электрического заряда в полуфабрикатах и пряже.

Облагораживание шерстяного волокна на разрьгслительно-трепальных агрегатах сводится к стабилизации возникающих при механических операциях свободных радикалов добавлением акцепторных веществ, что увеличивает силы межволоконного сцепления, уменьшает распущенность и переход длинных волокон в короткие, не способные к образованию пряжи. Результаты исследований, представленные в таблице 3, свидетельствуют о том, что влажность необлагороженного шерстяного волокна уменьшается по сравнению соблагороженным по всем технологическим переходам полуфабрикатов и пряжи.

Таблица 3. Влияние композиции ПС ДМАЭМА. АБ на свойства пряжи

Показатель

С фабричным

С раствором

замасливателем

ПС

ДМАЭМААБ

Фактическая линейная плотность, Тф

29,3

30,0

Коэффициент вариации по линейной плотности, %

2,48

2,03

Влажность, %

номинальная

17,48

17,60

фактическая

10,9

12,8

Фактическая разрывная нагрузка при влажности

180,4

194,1

10,0%

Коэффициент вариации по разрывной нагрузке, %

17,2

14,0

Относительная разрывная нагрузка при влажности

6,0

6,40

10,0%

Разрывное удлинение, %

8,9

9,3

Число кручений на 1 м

480

498

Коэффициент крутки

26,08

26,87

Завышенное значение влажности у облагороженного шерстяного волокна позволяет придать ему эластичность, улучшить технологический процесс прядения и снизить электростатический заряд, что влияет положительно на уменьшение намотов на валики и цилиндры.

Таким образом, исследование влияния растворов на основе водорастворимых полимеров показало возможность улучшения физико-механических свойств и особенно проходимости шерстяной пряжи при вязании трикотажного полотна. Показано, что при обработке шерсти растворами, в составе которых имеются водорастворимые полимеры, происходит значительное улучшение ее физико-механических свойств, и это способствует интенсификации процесса шерстопрядения.

Как известно, переход высокомолекулярных соединений в равновесное состояние способствует улучшению механических свойств образцов, что наблюдается и в случае шерсти как полимератна основе высокомолекулярного соединения кератина.

Следовательно, нанесение раствора, состоящего из водных растворов полимерной соли и многоатомного спирта, с одной стороны, способствует устранению степени повреждений участков на поверхности шерсти и тем самым увеличивает показатели механических свойств волокна. С другой стороны, растворы водорастворимых полимеров способствуют частичному устранению напряжений макромолекул кератина и его надмолекулярных структур и тем самым - переходу волокна в целом в более равновесное и менее напряженное состояние, что в свою очередь, дает возможность улучшения механических свойств волокна.

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голосов)
  • Комментарии к статье
  • Вконтакте
  • Facebook

Содержимое второго блока