Введение к работе
Актуальность темы. В последние годы наблюдается стойкая мировая тенденция увеличения спроса на гигроскопичные целлюлозные материалы и широкий ассортимент продуктов на их основе, в том числе медицинской ваты. В России производится 1/3 часть требуемого объема ваты, сырьевым источником которой является импортируемый хлопок. В связи с этим актуальны исследования, направленные на разработку технологии производства гигроскопичных материалов из отечественного льняного сырья, а именно, невостребованного в отечественной промышленности, объем которого составляет от общего количества производимого льноволокна.
Цель и задачи исследований.
Изучение химического состава, физико-химических свойств различных видов льняного сырья в зависимости от режимов механохимических обработок и разработка ресурсосберегающей, эффективной технологии производства высококачественного гигроскопичного материала медицинского назначения (ваты).
Выполненная работа включает следующие этапы:
- изучение различных видов льняного сырья и обоснование требований к его качеству для эффективной переработки;
- исследование химического состава и физико-химических свойств льняного волокнистого материала;
- разработка эффективных способов и технологии переработки различных видов льняного сырья в гигроскопичные материалы;
- получение опытно-промышленных партий льняного гигроскопичного материала;
- внедрение разработанной технологии получения гигроскопичного материала.
Основными объектами исследований являлись короткие льняные волокна, полученные в результате первичной обработки различных сортов льна, а также дополнительно механически модифицированные лен-межеумок, волокно пеньки и другие виды исходного льняного сырья: чесаный лен, очесы, отходы прядения.
Методы проведения исследований. Экспериментальные исследования проводились при помощи: электронной микроскопии и рентгенографии, потенциометрического титрования, ИК–спектроскопии, люминесценции, стандартных методик определения химического состава материалов. Обработка экспериментальных данных проводилась на персональном компьютере с использованием программ OriginPro 7.0, Microsoft Office Excel. В качестве математического аппарата использовались методы получения эмпирических уравнений связи. При многофакторных экспериментах использовался метод получения отклика при симплекс планировании эксперимента с получением на ЭВМ соответствующих уравнений связи.
Научная новизна полученных автором результатов.
В диссертационной работе впервые:
- показано, что для получения высоко гигроскопичного материала необходима механическая модификация льняного сырья;
- установлена функциональная связь между величиной водопоглощения и отношением интенсивностей флуоресценции образцов лубяных волокон в сухом и мокром состоянии, что послужило основой для разработки метода оценки поглотительной способности льняных волокон;
- установлена взаимосвязь между скоростью смачивания, поглотительной способностью льняного материала и содержанием в нем лигнина;
- показано, что обработка льняного сырья надуксусной кислотой позволяет интенсивно удалять спутники целлюлозы, в том числе трудноудаляемый лигнин, сохраняя структуру целлюлозы;
- установлено, что высоко гигроскопичный льняной материал представляет собой высоко очищенную целлюлозу с низким показателем степени упорядоченности;
- разработан способ механохимической модификации льняного сырья, обеспечивающий увеличение степени аморфности льняной целлюлозы;
- разработан способ механохимической модификации льняного сырья с повышенным содержанием лигнина, позволяющий получить высоко гигроскопичный материал.
Научная новизна результатов работы подтверждена 8 патентами Российской Федерации и отмечена 3-мя медалями и 4 дипломами Международной выставки “Эврика“ 1995, 1996 и 1997 г.г. в Брюсселе.
Практическая ценность диссертационной работы.
- разработана технология производства льняной ваты из котонизированного короткого льняного волокна и нормативная документация сопровождения, включающая технические условия на льняной котонин, предназначенный для медицинских целей;
- разработан регламентированный режим механохимической подготовки льняного ватного полуфабриката;
- разработаны технические условия на вату медицинскую гигроскопическую льняную и льнохлопковую. Нормативы согласованы с МЗМП РФ и внесены в Госреестр. Вата прошла необходимые испытания и получено разрешение МЗМП РФ на ее промышленное производство. Освоено промышленное производство ваты льняной и льно-хлопковой на ОАО "Ватиз" и ООО "Емельянъ Савостинъ".
Работа награждена тремя золотыми медалями ВВЦ (2000, 2001, 2002 гг.) и ей присуждена Премия Правительства Российской Федерации (Постановление Правительства РФ № 306 от 17.03.1999 г.).
Апробация работы.
Основные материалы диссертации доложены и обсуждены:
- на заседании Сибирского отделения АН г. Новосибирска 2009г.;
- на заседании кафедры механической технологии волокнистых материалов Костромского государственного технологического университета, 2005г.;
- на Всероссийской научно-практической конференции “Лен - на пороге XXI века”; г. Вологда, 2000г.;
- на Международной выставке “Эврика” 1995, 1996 и 1997г.г. в г. Брюсселе;
- в Текстильном институте; Дакка, Бангладеш 1997г.;
- в Институте джута; Калькутта, Индия 2001г.
Публикации.
По материалам диссертации опубликовано 19 работ, в том числе 2 монографии, 7 статей, 8 патентов, 1 свидетельство и тезисы докладов, представленных на отечественной конференции и международных выставках.
Структура и объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, общих выводов, списка литературы и приложений.
Работа изложена на 130 страницах машинописного текста, содержит 29 таблиц, 18 рисунков, список цитируемых источников содержит 111 наименований.
