Дослідження деструкції целюлози під впливом розчинів сірчаної кислоти та розробка композицій для надання кислотозахисного оздоблення текстильним матеріалам - Автореферат

Таким чином, існує потреба в текстильних матеріалах, що захищають працівників різних галузей промисловості від впливу розчинів сірчаної кислоти. Особистий внесок автора полягає в проведенні теоретичних та експериментальних досліджень в лабораторних і виробничих умовах з метою вивчення процесу деструкції целюлози апретованих тканин в результаті дії розчинів сірчаної кислоти, а також у створенні нових та вдосконаленні вже існуючих композиційних складів на основі водорозчинного силікону вітчизняного виробництва для надання текстильним матеріалам кислотозахисних властивостей; в обґрунтуванні можливості застосування аміновмісного силоксану зі зниженим вмістом азоту для кислотозахисного оздоблення; у визначенні оптимального режиму підготовки тканин для кислотозахисної обробки. Метою даної дисертаційної роботи є створення композицій для надання целюлозовмісним текстильним матеріалам кислотозахисного оздоблення на основі дослідження деструкції целюлози апретованих тканин в розчинах сірчаної кислоти, що дозволить створити доступний високоякісний спецодяг вітчизняного виробництва і забезпечити ним працівників різних галузей промисловості. Практична цінність одержаних результатів: - встановлено, що використання целюлозовмісних текстильних матеріалів з високим ступенем полімеризації їх целюлозної складової має переваги через потенційно більшу стійкість до дії розчинів кислот у порівнянні з текстильними матеріалами, целюлоза яких характеризується більш низьким ступенем полімеризації, що необхідно враховувати при виборі асортименту тканин для надання їм кислотозахисних властивостей; Автором встановлено можливий характер деструкції в процесі гідролізу сірчаною кислотою целюлози тканин, оздоблених кислотозахисними композиціями на основі ГКР-11К; сформульовано умови, необхідні для надання текстильним матеріалам стійких кислотозахисних властивостей; встановлено залежність між якістю підготовки бавовняних тканин і стійкістю кислотозахисного ефекту, який було одержано на основі обробки метилсиліконатом калію, до лужного гідролізу; розроблено нові композиції на основі кремнійорганічних сполук.Детальний аналіз науково-технічної та патентної інформації в області надання кислотозахисних властивостей текстильним матеріалам сполуками різної хімічної природи показав перспективність використання двох класів препаратів: фтор-і кремнійорганічних, а також дозволив відзначити їхні переваги та недоліки. Розділ складається з трьох підрозділів, у яких послідовно викладено: вивчення ступеня та характеру деструкції целюлози тканин, апретованих кислотозахисними препаратами; дослідження з вдосконалення кислотозахисної обробки на основі метилсиліконату калію; визначення впливу ступеня підготовки бавовняної тканини на стійкість ефекту кислотонепроникності при оздобленні композиціями на основі ГКР-11К. Встановлено, що текстильні матеріали з високим СП волокноутворюючого полімеру потенційно більш стійкі до дії розчинів кислот у порівнянні з текстильними матеріалами з більш низьким СП їх целюлозної складової. 5014 характеризується меншим ступенем деструкції після впливу 50 % кислоти, ніж тканини із суміші волокон, що на наш погляд пояснюється більш високим вмістом оздоблювальних препаратів на бавовняній тканині. В результаті проведених досліджень встановлено, що обробка фторвмісними препаратами дозволяє зменшити ступінь деструкції целюлози при дії мінеральної кислоти в порівнянні з неоздобленою тканиною.Створено композиції кремнійорганічних сполук для надання кислотозахисного оздоблення целюлозовмісним текстильним матеріалам, які дозволяють розширити асортимент препаратів та складів для даного виду обробки та сприятимуть збільшенню обсягу випуску тканин спеціального призначення вітчизняного виробництва. Показано, що комплексна оцінка кислотостійкості повинна включати показники, що характеризують зниження питомої вязкості 0,1%-них мідно-аміачних розчинів целюлози і ступеня полімеризації оздоблених тканин, а також зміни вмісту альдегідних груп у целюлозі до і після впливу кислоти. Встановлено можливість підвищення стійкості ефекту кислотонепроникності до мильно-содових обробок в результаті використання в композиції з ГКР-11К силіконового каучуку й затверджувача, однак таке оздоблення не дозволяє одержати комплекс кислотозахисних властивостей, як на бавовняній, так і на бавовнянолавсановій тканинах. Сформульовано умови, необхідні для надання целюлозовмісним текстильним матеріалам стійких до лужних обробок кислотозахисних властивостей, які полягають у тому, що захисна плівка полімеру, що утворюється на волокні, має характеризуватися еластичністю і при фізико-механічній або хімічній дії зберігати цілісність своєї структури, а також звязуватися з целюлозою за допомогою хімічних звязків, кількість і періодичність яких є вирішальним фактором.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1. Створено композиції кремнійорганічних сполук для надання кислотозахисного оздоблення целюлозовмісним текстильним матеріалам, які дозволяють розширити асортимент препаратів та складів для даного виду обробки та сприятимуть збільшенню обсягу випуску тканин спеціального призначення вітчизняного виробництва.

2. На підставі теоретичних та експериментальних досліджень встановлено характер деструкції целюлози тканин, апретованих композиціями на основі метилсиліконату калію. В процесі гідролізу відбувається зміна полімо-лекулярності, тобто фракційного складу целюлози в сторону зниження процента низькомолекулярних фракцій, в результаті їхнього гідролізу та розчинення.

3. Показано, що комплексна оцінка кислотостійкості повинна включати показники, що характеризують зниження питомої вязкості 0,1%-них мідно-аміачних розчинів целюлози і ступеня полімеризації оздоблених тканин, а також зміни вмісту альдегідних груп у целюлозі до і після впливу кислоти.

4. Встановлено можливість підвищення стійкості ефекту кислотонепроникності до мильно-содових обробок в результаті використання в композиції з ГКР-11К силіконового каучуку й затверджувача, однак таке оздоблення не дозволяє одержати комплекс кислотозахисних властивостей, як на бавовняній, так і на бавовнянолавсановій тканинах.

5. Сформульовано умови, необхідні для надання целюлозовмісним текстильним матеріалам стійких до лужних обробок кислотозахисних властивостей, які полягають у тому, що захисна плівка полімеру, що утворюється на волокні, має характеризуватися еластичністю і при фізико-механічній або хімічній дії зберігати цілісність своєї структури, а також звязуватися з целюлозою за допомогою хімічних звязків, кількість і періодичність яких є вирішальним фактором.

6. Розроблено композицію на основі метилсиліконату калію й ацетату цирконію, яка включає новий аміновмісний полімер зі зниженим вмістом азоту (0,2 %), яка дозволяє одержати на бавовняних тканинах стійкий до багаторазового прання ефект кислотонепроникності, який відповідає вимогам ДСТ.

7. Встановлено, що обробка тканини композиціями на основі ГКР-11К та ацетату цирконію, що містять аміносилікони в кількості 10 г/л, дозволяє одержати високий кислотозахисний ефект, при цьому зменшення кількості азоту і збільшення довжини ланцюга силіконових полімерів, що спостерігається для препарату Н 21642, не знижує якості готової продукції.

8. Показано, що через високу реакційну здатність аміносилоксану Н 21637, можливе зниження його концентрації в композиційному складі, а також виключення ацетату цирконію, що дозволяє рекомендувати для кислотозахисного оздоблення нову двокомпонентну композицію, що має технологічні переваги над трикомпонентною.

9. Експериментально підтверджено можливість утворення хімічного звязку між гідроксильними групами целюлози і реакційноздатними силоксанами при їхньому спільному використанні в композиціях із ГКР-11К в результаті відщіплення кінцевої аміногрупи в лужному середовищі, чим і пояснюється різке підвищення стійкості кислотонепроникності до багаторазових мильно-содових обробок.

10. Вперше встановлено залежність між ступенем підготовки бавовняної тканини і якістю отриманого кислотозахисного ефекту. Відзначено, що стійкість кислотонепроникності зростає з підвищенням ступеня підготовки, при збільшенні капілярності. Однак зазначене підвищення має свою границю, при якій стійкість ефекту досягає максимальної величини, і подальша активація сорбційної здатності не приводить до зростання якості ефекту кислотовідштовхування.

1. Сарибекова Д.Г., Рябинина А.А. Применение гидрофобизирующей кремнийорганической жидкости для придания хлопчатобумажным и смесовым тканям кислотозащитных свойств // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. - 2004. - № 1 (8). - С. 244-247.

Особистий внесок: проведення експериментальних досліджень, аналіз результатів.

2. Сарибекова Д.Г., Рябинина А.А., Бардачев Ю.Н. Исследование степени деструкции тканей, отделанных кремнийсодержащими препаратами, под воздействием серной кислоты // Вестник Хмельницкого национального университета. - 2006. - № 2. - С. 73-76.

Особистий внесок: проведення експериментальних досліджень, аналіз результатів.

3. Рябініна Г.О., Сарібєкова Д.Г., Бардачов Ю.М. Дослідження ступеня деструкції целюлозовмісних тканин, оброблених фторорганічними препаратами, під дією сірчаної кислоти // Вісник Київського національного університету технологій та дизайну. - 2006. - №2. - С. 106-110.

Особистий внесок: визначення ступеня ушкодження целюлози після заключного оздоблення, формулювання висновків.

4. Сарибекова Д.Г., Рябинина А.А. Совершенствование кислотозащитной отделки хлопчатобумажных тканей на основе использования алкилсиликоната калия // Вестник Херсонского национального технического университета. - 2006. - № 3 (26). - С. 135-140.

Особистий внесок: оцінка ефективності кислотостійкості за вязкістю 0,1%-них мідно-аміачних розчинів целюлози, аналіз результатів.

5. Сарібєкова Д.Г., Рябініна Г.О., Скрипко Г.О. Визначення характеру взаємодії кремнійвмісних препаратів з целюлозою за методом ІЧ-спектроскопії // Вісник Київського національного університету технологій та дизайну. - 2007. - № 4. - С. 55-62.

Особистий внесок: аналіз результатів, формулювання висновків.

6. Пат. 24239. U UA, МПК (2006) D 06 М 15/39 /. Склад для кислотозахисної обробки целюлозовмісних текстильних матеріалів / Д.Г. Сарібєкова, Г.О. Рябініна (Україна). - № u200700907; Заявл. 29.01.2007; Опубл. 25.06.2007, Бюл. №9. - 4 с.

Особистий внесок: формулювання формули корисної моделі та прототипу, проведення патентних досліджень.

7. Рябініна Г.О., Сарібєкова Д.Г. Дослідження хімічної деструкції целюлози в розведених розчинах сірчаної кислоти // Наукові розробки молоді на сучасному етапі: Матеріали IV Всеукраїнської ювілейної наукової конференції молодих вчених та студентів, присвяченої 75-річчю КНУТД (17-19 травня 2005 р). - К.: Київський національний університет технологій та дизайну. - Том I. - 2005. - С. 142.

Особистий внесок: проведення експериментальних досліджень, аналіз результатів.

8. Рябініна Г.О., Сарібєкова Д.Г. Дослідження ступеня деструкції целюлозовмісних тканин, оброблених фторорганічними препаратами, під дією сірчаної кислоти // Наукові розробки молоді на сучасному етапі: Матеріали V Всеукраїнської наукової конференції молодих вчених та студентів (26-28 квітня 2006 р.). - К.: Київський національний університет технологій та дизайну. - Том I. - 2006. - С. 193.

Особистий внесок: визначення ступеня ушкодження целюлози після заключного оздоблення, формулювання висновків.

9. Рябинина А.А., Сарибекова Д.Г. Исследование степени деструкции тканей, отделанных кремнийсодержащими препаратами, под воздействием серной кислоты // Сучасні проблеми хімії: Матеріали Сьомої Всеукраїнської конференції студентів та аспірантів. - К.: Київський національний університет імені Тараса Шевченка. - 2006. - С. 314.

Особистий внесок: проведення експериментальних досліджень, узагальнення результатів.

10. Рябініна Г.О., Сарібєкова Д.Г. Удосконалення кислотозахисної обробки бавовняних тканин // Наукові розробки молоді на сучасному етапі: Матеріали VI Всеукраїнської наукової конференції молодих вчених та студентів. - К.: Київський національний університет технологій та дизайну. - Том I. - 2007. - С. 203.

Особистий внесок: оцінка ефективності кислотостійкості за вязкістю 0,1 %-них мідно-аміачних розчинів целюлози, аналіз результатів.

11. Рябинина А.А., Сарибекова Д.Г. Разработка эффективной кислотозащитной отделки на основе кремнийорганических соединений // Актуальные проблемы проектирования и технологии изготовления текстильных материалов специального назначения (Техтекстиль-2007): Материалы Всероссийской научно-технической конференции. - Димитровградский институт технологии, управления и дизайна, 2007. - С. 180-182.

Особистий внесок: проведення експериментальних досліджень, аналіз та узагальнення результатів дослідження.

12. Скрипко Г.А., Рябинина А.А. Разработка метода поляризационной микроскопии для оценки эффективности кислотозащитной отделки целлюлозосодержащих текстильных материалов // Актуальные проблемы проектирования и технологии изготовления текстильных материалов специального назначения (Техтекстиль-2007): Материалы Всероссийской научно-технической конференции. - Димитровградский институт технологии, управления и дизайна, 2007. - С. 173-175.

Особистий внесок: формулювання мети та завдання дослідження.