Введение к работе
Актуальность работы. Одной из важных задач на современном этапе является замена пищевых продуктов, используемых в прсмша-ленности для различных целей, в частности, для приготовления пинхты в текстильной проыыпиенности - при подготовке пряжн к тка-. честву применяют 75^ различных крахмалов и их производных и только около 25% синтетических и других полимеров.
Б последнее время в мире получены синтетические материалы, например, препарата из синтетических гомо- и еополсиэроэ, которые позволяют вести шлихтование без применения пищевых продуктов. Но эти препараты имеют высокую цену, труднодоступны и на обладают многофункциональность» по отношения к волокнам различного химического строения, что затрудняет осувертвлять эффективную переработку пряжи на высокопроизводительном ткацком оборудовании.
Поэтому поиск и разработка технологий и способов подготовки пряжи препаратами из вторичных полимеров производства целлюлозы ЛОТ весьма актуален, тем болеа, что по этой проблеме практически отсутствуют научные исследования. Вопрос создания плихтующиг препаратов для цэллшозосодоряащай пряжи с применением модифицированных ЛОТ, их сочетания с некоторыми природными и синтетическими полимерами, введение в их состав текстильно— вспомогательных веществ (ТВВ) специального назначения отражены лишь в трудах автора.
Работа выполнялась в соответствии с постановлением Совета Министров УССР й 218 от 12.06.86 г. и приказом МИНВУЗа УССР И 234 от 07.07.86 г., по разработке и освоению высокоэффективны? технологических процессов и комплектов оборудован»;, тематическими планами научно-исследовательских работ Минлегпрома УССР на 1980 -1985 г.Г., рекомендациями Всесоюзного отраслевого совещания " Научно-технический прогресс и перспективы развития льняной промышленности до 2000 года", основными направлениями научных работ ХТИ на.1980-1930 г.г..
Цель и задачи исследования. Целью работы является разра -ботка и физико-химическое обоснование технологии шлихтования основной пряжи из целлюлозосодеряащих волокон с использованием в качестве шлихтующих препаратов вторичных полимеров производства целлюлозы ЛСТ.
Достижение поставленной цели позволяет расширить нспользо -ванне для технологических потребностей текстильной промышленности многотоннажных отходов производства целлюлозы, решить проблему ух утилизации, что улучшает экологию техпроцесса.
Для достижения поставленной цели в работе были решены следующие задачи:
изучение и оценка физико-химических, коллоидных свойств ЛСТ, позволяющих установить параметрические зависимости иззду этими свойствами ЛСТ, качественными и технологическими паразит-рами шлихтующего препарата, обработанной пряхи и эффективностью переработки ее в ткачестве;
оценка целесообразности применения шлихтующих композиций из ЛСТ для подготовки целлюдозосодержаией пряжи к ткачеству и придания им комплекса качественных и технологических характеристик, обеспечивающих эффективную переработку основной пряии в ткачестве;
исследование процесса модификации ЛСТ азотсодержащими низко- и высокомолекулярными среданениями, направленного на улучшение структурно-механических свойств адгезивной пленки из ЛСТ;
обоснование, разработка и оптимизация процесса шлихтования прягн из целлюлозных волокон модифицированными ЛСТ, их со -четанием с некоторыми природными и синтетическими полимерами, позволяющего вести эффективную переработку пряки в ткачестве;
решение вопросов расшлихтовки,регенерации шлихты, отделки текстильных материалов, выработанных из прям, обработанной ЛСТ, токсикологических характеристик препаратов, а такне охраны окружающей среды;
формулирование' практических рекомендаций по применению шлихтующих препаратов в производственных условиях и оцанка экономической эффективности созданных технологических процессов.
Научная новизна п значимость работы состоит в том, что впервые:
- в области ХЕ.2ЧЄСК0Й технологии текстильных материалов
проведено комплексное исследование физико-химических, коллоид-
ных свойств шлихтующих препаратов из модифицированных ЛСТ, а также этих продуктов в сочетании с некоторыми полисахаридам , виниловыми полимерами, альгинатами и полипептидами. Установлено, что модифицированные ЛСТ обладают необходимыми шлихтующими ка -чествами по отношению к целлюлозосоцержащей пряже.' На базе такого подхода решена крупная научно-техническая задача : разработка тгринципов создания и осуществления процесса шлихтования.целлюлозо-содержащей пряжи шлихтующими препаратами из ЛСТ, которая имеет ватаое народнохозяйственное значение. Новизна проведенной работы подтверждается 6 а.с. СССР.
В процессе разработки указанной проблемы автором получены и выносятся на защиту следующие основные научные результаты:
развиты теоретические принципы создания шлихтующих препаратов путем модификации ЛСТ азотсодержащими соединениями, а также сочетанием га с некоторыми полисахаридами, производными цел -люлозы, виниловыми полимерами, альгинатами и полипептидами. Оценена технологическая, экономическая и экологическая эффективность применения этих препаратов в процессе подготовки к ткачеству основной пр.яжи из целлюлозных волокон и их смесей с некоторыми природными и синтетическими волокнами;
сформулированы физико-химические критерии оценки эффективности шлихтующих препаратов, которые согласуются с фундаментальными уравнениями Гиббса, Ленгмюра, Брунауера-Эмета-Тейлора и .др.;
теоретически обоснованы принципы выбора ТВВ для ЛСТ шихтующих препаратов, предложен механизм их действия;
установлено, что механизм модификации связан с полимеран:.-логическим превращением ЛСТ, который обуславливается взаимодейст-вием-СОН или-ОН группы ЛСТ и-]\ГН2 групп модификатора и образованием-ОС 0NH2 гШСОЖН-.-СОМН- групп , что
Подтверждается Изучением МОЛеКуЛЯрНЫХ СПеКТрОВ ПрОДуКТОЕ р-іГ;КЦИі::
предложены каталитические системы процесса модификации, обоснован механизм их действия; \
получены адекватные математические модели, позволяющие решать оптимальные задачи,количественно оценить зависимость мекцу физико-химическими, коллоидными свойствами шлихтующего препарата, параметрами его приготовления, процессом шлихтования, качественными и технологическими характеристиками обработанной пряжи и ее эффективностью перерабатываться в ткачестве.
Практическая значимость и реализация результатов работы в промышленности. Основные результаты работы доведены до промыш -
ленного внедрения. Технология подготовки пряхи к ткачеству с использованием ЛСТ внедрена на текстильных предприятиях России, Украины, Молдавии и др. стран, что позволило предприятиям частич1-но или полностью отказаться от применения крахмата или муки, уменьшить в 1,2 -1,5 раза расход электроэнергии, пара, воды, повысить эффективность процесса ткачества. Предложенная автором технология дает возможность расширить использование многотелнаж-ных вторичных полиморов производства целяшозы и тем самым способствовать улучшению экологической обстановки.
Суммарный экономический эффект от внедрения результатов работы в отрасли составил около 2 млн.руб в год в ценах 1988года.
Дичный вклад автора является основным на всех этапах работы и заключается в выполнении теоретических и экспериментальных исследований, включая разработку теоретических положений, методики экспериментальных исследований, расчеты, анализ и оформление результатов в виде монографии, публикаций, изобретений, научных докладов. Чаатично экспериментальные исследования, промыш -ленные испытания результатов диссертации выполнены совместно с аспирантами, сотрудниками ІТИ , НИИ и работниками текстильных предприятий.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены, обсуждены и получили положительную оценку на 6 Всесоюзных научно-технических конференциях и семинарах (IS82, 1987, 1989, 1990,1991 , 1992 г.г.), 4 республиканских конференциях, научных семинарах отраслевых НИИ, на заседаниях кафедр:- физической химии Львовского государственного университета, химтехноло -гии Хмельницкого технологического института, ХТВМ, ткачества ИГТА им. А.Н.Косыгина, на технических советах Ыинлегпрома СССР, УССР и текстильных предприятий.
Основные научные результаты работы опубликованы в трудах (7, 12, 13-14, 34-69). Материалы диссертационной работы демонстрировались на ВДШС СССР, УССР, получена серебряная медаль и диплом первой степени.
Методы Щ<^\9И9^Ш^ і В работе использованы современные математические методы ( математической статистики, планирования эксперимента), йизикс-химические методы анализа ( ИК- ,УФ-спектроскошш, рентгенографии, электронной микроскопии, полярой графии, атомной адсорбции), электрокиыетнческие метода, стандарт-
іше методики, действующее оборудование и стандартные измерительные приборы, ЭВМ.
Достоверность полученных результатов поцтв-зраденз методами математической статистики, получением повторяшихі*.; результатов но независимым методикам исследований, подтв-эрждешк:.: конечных результатов при внедрении работы в производство.
ДщідиЕШаа. Основные научные результаты диссоріаци-шісй работы опубликованы в 46 печатных работах, в том ч^ле: в научно-технической издании "Новые препараты в технология іцліїхюванкл", Техника, К., 1991, объем 7 п.л.; 2 обзорах, 43 статьях в журналах АН СССР, центральных и прикладных журналах. Известиях вузов. Получены 6 авторских свидетельств.
Структура и объем работы. Диссертационная работ- состоит из введения, литературного обзора, шести глав, ькводов, списка литературы, приложения. Содержит 438 с. машинописного токетя,128 таблиц и 48 рисунков. Общий объем диссертации 531 страниц»1. Список литературы включает 280 наименований.
