Введение к работе
з
Актуальность темы. Новые экономические условия ужесточили требования не только к качеству текстильной продукции, но и к экономичности и экологичности самого процесса производства.
За последнее время в текстильной промышленности произошли существенные изменения как в структуре, так и в отношении объемов производства. Эти условия явились толчком к повышению интереса к вопросам пигментной печати, мировой уровень которой составляет, по различным оценкам, 70-80% от всего объема набивных тканей. Печатание пигментами имеет не только очевидные преимущества, но и определенные недостатки, включая низкую устойчивость окраски к некоторым видам физико-химического воздействия и высокое энергопотребление. Поэтому остаются актуальными задачи совершенствования печатных композиций на основе отечественных препаратов.
Фотополимеризующиеся композиции, фиксация которых на окрашиваемом материале осуществляется под действием ультрафиолетового света (УФ-краски), используются в различных отраслях промышленности. Важными преимуществами таких красок являются снижение энергопотребления, отсутствие сточных вод и выбросов в атмосферу. В ряде работ доказана целесообразность использования УФ-технологий в текстильной промышленности, в частности для печатания пигментами. Однако для их широкомасштабной промышленной реализации необходимо увеличить ассортимент пигментов, а также усовершенствовать производственный процесс и повысить качество готовой продукции. Одно из важных новых направлений в этой области может быть связано с применением нанотехнологических подходов и продуктов современных нанотехнологий, включающих разработку технологий с использованием нанопигментов.
Цель и задачи исследования. Целью работы является научное обоснование и разработка технологии печатания текстильных материалов УФ-красками с нанопигментами.
Для достижения этой цели решались следующие задачи:
разработка методов нанесения красителей различных классов на наноструктурированные частицы;
исследование влияния внешних факторов (тип
наноструктурированных частиц, структура красителя, условия получения нанопигмента) на содержание окрашивающего компонента в нанопигменте;
изучение зависимости светостойкости нанопигментов от типа и содержания красителя, а также природы связующих;
анализ взаимного влияния красителей на процессы получения нанопигментов и их устойчивость к физико-химическим и физико-механическим воздействиям;
разработка технологии печатания текстильных материалов УФ-красками на основе нанопигментов;
оценка устойчивости окраски текстильных материалов, колорируемых новыми УФ-красками.
Научная новизна. Впервые обоснована целесообразность использования наноструктурированных пигментов на основе красителей различных классов в
4 качестве окрашивающего компонента в фотополимеризующихся композициях для печатания текстильных материалов. Наиболее существенные результаты работы:
разработаны экологически чистые методы получения нанопигментов путем нанесения красителей различных классов, а также их смесей на природные, модифицированные природные и синтетические наноструктурированные частицы;
установлены зависимости содержания окрашивающего компонента в нанопигменте от типа наноструктурированных частиц, структуры красителя и условий получения нанопигмента для красителей различных классов;
обнаружено увеличение содержания окрашивающего компонента при получении нанопигментов с использованием смесей красителей;
обнаружены эффекты взаимного влияния красителей в нанопигментах на основе их смесей на устойчивость к действию света;
наноразмерная структура окрашенных композиций, определяющая качество готовой печатной продукции, доказана методами атомно-силовой микроскопии, термогравиметрии, спектрофотометрии и рентгеноструктурного анализа.
Практическая значимость. На основании полученных результатов разработана технология печатания текстильных материалов УФ-красками с нанопигментами, обеспечивающая снижение времени фиксации печатной композиции и увеличение устойчивости получающихся окрасок к внешним воздействиям. Новая технология позволяет существенно расширить цветовую гамму, повысить потребительские свойства печатной продукции и экономическую эффективность, а также обеспечить экологическую безопасность процессов печатания. Обоснована необходимость и целесообразность применения в качестве окрашивающего компонента нанопигментов.
На разработанную фотополимеризующуюся композицию для печати получен патент РФ № 2421559.
Положения, выносимые на защиту:
новые методы получения нанопигментов, включая нанесения смесей красителей на наноструктурированные частицы;
впервые установленные закономерности адсорбции красителей на модифицированном монтмориллоните, в том числе эффекты увеличения содержания окрашивающего компонента при адсорбции смесей красителей;
новые УФ-краски (фотополимеризующиеся композиции) на основе нанопигментов, обеспечивающие снижение времени УФ-фиксации и повышение устойчивости окрасок к внешним воздействиям, а также улучшение физико-механических характеристик окрашенного материала;
впервые полученные с использованием комплекса физико-химических методов характеристики напечатанных новыми нанопигментами текстильных материалов, свидетельствующие о наноразмерности частиц и влиянии нанопигментов на их колористические, физико-химические и физико-механические свойства.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены и обсуждены на Научной конференции «Динамика химических и биологических процессов», Москва, 3 марта 2010 г.; XXII Симпозиуме
5 «Современная химическая физика», Туапсе, 24 сентября - 5 октября 2010 г.; XVII Научной конференции Института химической физики им. Н.Н.Семенова, Москва, 3 марта 2011 г.; Межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности» (ПОИСК - 2011), Иваново, 26-28 апреля 2011 г.; IV Международной конференции- школы по химии и физикохимии олигомеров (ОЛИГОМЕРЫ -2011), Казань, 30 мая - 4 июня 2011г.; Всероссийской молодежной конференции «Успехи химической физики», Черноголовка, 21-23 июня 2011 г.; XXIII Симпозиуме «Современная химическая физика», Туапсе, 23 сентября - 4 октября 2011 г.; Всероссийской конференции с международным участием «Спектроскопия и томография электронного парамагнитного резонанса в химии и биологии», Москва, 6-10 октября 2011 г.; Международной научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (ТЕКСТИЛЬ- 2011), Москва, 29-30 ноября 2011г.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 3 статьи в журналах, включенных в перечень ВАК, 9 тезисов докладов, 1 патент.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, методической части, экспериментальной части и обсуждения результатов, выводов, списка цитируемой литературы.
Работа изложена на 142 страницах машинописного текста, содержит 22 таблицы, 37 рисунков. Список литературы включает 114 ссылок.
