Введение к работе
Актуальность темы. Тенденции мировой моды, повышенный спрос на изделия из натуральных, экологически чистых волокон создают благоприятную ситуацию для расширенного выпуска модной конкурентоспособной одежды из льняных и хлопчатобумажных тканей Данные материалы обладают хорошими гигиеническими и эксплуатационными свойствами, формируют здоровый микроклимат в пододежном пространстве, также легки в уходе, их можно кипятить и гладить горячим утюгом В настоящее время ограниченность использования натуральных тканей из льняных и хлопковых волокон связана с их склонностью к усадке, смятию, повышенной жесткостью и плохой драпируемостью Перечисленные свойства этих материалов во многом определяют способность тканей образовывать пространственную форму
Придание материалам из хлопка и льна улучшенных механических и
технологических свойств, определяющих их способность к
формообразованию, осуществляется путем их модификации В настоящее
время в связи с ограниченными возможностями традиционных методов
модификации (механических, химических, термических и
электрохимических) в текстильной промышленности все чаще используются электрофизические, как наиболее эффективные, экологичные, а иногда и единственно возможные Модификация текстильных материалов в потоке высокочастотной плазмы пониженного давления позволяет повысить способность тканей к формообразованию Разработка ресурсосберегающей технологии получения объемной пространственной формы с использованием потока плазмы высокочастотного емкостного (ВЧЕ) разряда представляет большой научный и практический интерес Наличие в базе данных достоверных сведений о свойствах и поведении материалов в различных условиях дает возможность внедрения новых инженерных методов проектирования Качественный подход к подбору материалов, составу и учету анизотропии деформационных и технологических свойств значительно снижает трудоемкость обработки и уменьшает расход ткани
Работа направлена на решение актуальной проблемы получения модифицированных текстильных материалов из льняных и хлопковых волокон с заранее заданными свойствами при помощи потока плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления, определяющими процесс образования пространственной формы ткани и технологию ее изготовления
Диссертационная работа выполнена в Казанском государственном технологическом университете в рамках программы инновационных проектов «Идея-1000»
Цель и задачи исследования. Целью работы является повышение способности целлюлоюсодержащих текстильных материалов из хлопковых и льняных волокон к формообразованию за счет применения плазменной
обработки ВЧЕ разрядом пониженного давления, позволяющей регулировать деформационные свойства і каней в различных направлениях
Решение поставленной цели обеспечивается следующими основными задачами
проведение анализа существующих способов повышения способности к формообразованию натуральных текстильных материалов растительного происхождения,
исследование свойств текстильных целлюлозосодержащих материалов после обработки плазмой ВЧЕ разряда пониженного давления на основе планирования эксперимента для определения процесса формообразования тканей,
разработка физической модели и установление закономерностей изменения свойств исследуемых материалов в результате воздействия потоком плазмы пониженного давления,
разработка технологических процессов обработки текстильных материалов из целлюлозных волокон в потоке плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления для повышения способности данных материалов к формообразованию
Методы исследований.
Объектом исследования являлись чистольняные, полульняные, хлопчатобумажные ткани костюмно — платьевого ассортимента и полульняные ткани технического назначения
Установление закономерностей воздействия потока плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления на показатели физических и механических свойств целлюлозосодержащих текстильных материалов осуществлялось с помощью комплекса стандартных методик
При исследовании релаксационных процессов в исходных и модифицированных образцах текстильных материалов применяли тензометрические датчики линейных перемещений, для изучения поверхностей льняных и хлопковых волокон использовали электронно -микроскопический и ИК - спектроскопический методы Погрешность экспериментальных данных оценивали с помощью методов статистической обрабо гки при доверительной вероятности 0,95
Научная новизна работы заключается в следующем
Впервые проведено комплексное исследование физических, механических и технологических свойств текстильных материалов из целлюлозных волокон, влияющих на их способность к формообразованию после плазменной обработки, в результате которой происходит упорядочивание структуры, ослабление сил трения и сцепления между волокнами
Выявлено, что в результате обработки потоком плазмы ВЧЕ разряда в режимах расход газа (G) от 0,04 г/с до 0,06г/с, мощность разряда (Рр) от 1,1 кВт до 1,7 кВт и продолжительность обработки (т) от 0 до 300 с
происходит изменение анизотропии деформационных свойств текстильных материалов из волокон хлопка и льна Экспериментальные исследования релаксационных процессов в целлюлозосодержаших тканях показали, что плазменная обработка приводит к повышению устойчивости структуры модифицированных материалов и сохранению их формы за счет увеличения упругой части полной деформации
В результате воздействия потоком плазмы пониженного давления повышается эластичность льняных и хлопковых волокон, что приводит к увеличению пространственной растяжимости волокон при продавливании шариком от 22до35% и драпируемости от 5до 17%
Разработана физическая модель взаимодействия потока плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления с текстильными целлюлозосодержащими материалами капиллярно - пористой структуры
5. Установлено, что в процессах образования пространственных форм из целлюлозосодержащих текстильных материалов происходит закрепление полученной оболочки с образованием новых поперечных связей, наилучший эффект при этом достигается при последующей фиксации деформированной структуры ткани при влажно - тепловой обработке
Практическая значимость работы заключается в следующем
1 Плазменная обработка текстильных материалов из льняных и
хлопковых волокон в потоке плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления
позволяет повысить способность этих тканей к формообразованию, за счет
увеличения деформационных свойств прочности по основе на 25-40% и по
утку на 20-35% тканей костюмно - платьевого ассортимента и технических
тканей по основе на 35-59% и по утку на 30-48%, доли упругой и
высокоэластической части полной деформации на 11-33%,
пространственного растяжения на 22-35% и драпируемости на 5 до 17% и
уменьшить сминаемость на 35-50%
2 Установлены режимы плазменной обработки, позволяющее
улучшить физические свойства целлюлозосодержащих материалов
смачиваемость на 80-98%, водопоглощение на 60-75%, капиллярность на 250-
300% и уменьшить усадку на 48 - 90%, и тем самым сократить время
технологических операций формования и отделки суровых тканей
3 Выявлено, что полученные формы из льняных и
хлопчатобумажных тканей, модифицированных в потоке плазмы ВЧЕ
разряда пониженного давления, являются стабильным и сохраняют внешний
вид после влажно - тепловой обработки (ВТО)
4 Разработаны рекомендации по использованию плазменной
обработки для создания объемной формы из льняных и хлопчатобумажных
тканей при проектировании и изготовлении швейных изделий из
модифицированных текстильных материалов
Результаты диссертационной работы внедрены в ОАО «Адонис» и ООО «Арт Дизайн» '
На защиту выносятся следующие основные положения
На основе экспериментальных исследований установлено, что плазменная обработка натуральных целлюлозосодержащих материалов в потоке плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления способствует улучшению деформационных свойств тканей, ответственных за процесс их формообразования
Экспериментальные данные исследования физических свойств текстильных материалов из льняных и хлопковых волокон после воздействия потоком плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления для уменьшения усадки тканей и сокращения продолжительности технологических процессов ВТО
3. Физическая модель взаимодействия потока плазмы ВЧЕ разряда
пониженного давления с текстильными материалами капиллярно - пористой
структуры, обработка в которой приводит к разделению волокон, а также
ослаблению, разрыву и перестройке межмолекулярных связей, что
обеспечивает сохранение пространственной формы ткани в процессе
формообразования
4. Результаты экспериментальных исследований изменения
анизотропии деформационных свойств льняных и хлопчатобумажных
материалов под влиянием плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления.
5 Экспериментальные исследования релаксационных процессов,
проходящих в текстильных целлюлозосодержащих материалах после снятия
нагрузки, показали, что максимальная сминаемость характерна для
Чистольняных тканей, анизотропия сминаемости при этом более выражена у
льнохлопковых тканей, чем у чистольняных и хлопчатобумажных
Плазменная обработка тканей позволяет снизить процент сминаемости на 35-
50% в зависимости от вида материала
6 Экономичные способы интенсификации технологических
процессов отделки суровых и готовых тканей, создания новых
модифицированных целлюлозосодержащих текстильных материалов с
заданными свойствами.
Личный вклад автора в опубликованных в соавторстве работах состоит в выборе и обосновании методик проведения экспериментов, непосредственном участии в проведении экспериментов, анализе и обобщении полученных экспериментальных данных, а также в разработке технологических процессов формообразования швейных изделий из целлюлозосодержащих тканей и отделки технических полульняных тканей с приданием им улучшенных потребительских свойств
Апробация работы и публикации. Основные материалы диссертации представлены и получили положительную оценку на ежегодной научной сессии Казанского государственного технологическою университета (2005-2007), ХХХИ (ХХХІІІ) Звенигородской конференции по физике плазмы и УТС (Звенигород, 2005, 2006), VI-ом Международном симпозиуме по теоретической и прикладной плазмохимии (Иваново, 2005), Международной
научно - практической конференции студентов и молодых ученых «Новые технологии и материалы в производстве кожи и меха» (Казань, 2005-2007), Международной научно - технической конференции «Современные технологи и оборудование текстильной промышленности «Текстиль-2006» (г Москва), а также на семинарах кафедры «Технологии и конструирования швейных изделий» Казанского государственного технологического университета
Основные результаты работы изложены в 10 печатных трудах, из которых 2 статьи опубликованы в журналах рецензируемых ВАК
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, выводов, библиографии (154 наименований) и приложений Изложена на 153 страницах машинописного текста, содержит 47 рисунков и 10 таблиц
Похожие диссертации на Регулирование способности целлюлозосодержащих материалов из льняных и хлопковых волокон к формообразованию с помощью высокочастотной плазмы пониженного давления
