LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Розробка антидеструктивної технології хімічного чищення вовняних виробів

(до 4 – 6 циклів обробок) та поступове ущільнення структури при подальшому зростанні кількості циклів обробок "миття – сушіння".

Об'єм мікропор волокон, які оброблялись в середовищі ПХЕ, поступово зростає, що підтверджує припущення про зростання розмірів існуючих у вихідних нитках мікротріщин внаслідок процесів ущільнення у внутрішніх шарах волокон вовни в середовищі ПХЕ.

Таким чином, проведені дослідження показали, що багаторазова обробка вовняних текстильних матеріалів в машинах хімічного чищення, а саме тепло- і масообмінні процеси, що в них протікають, суттєво впливають на властивості та капілярно-пористу структуру вовни і можуть призвести до погіршення її споживчих властивостей та небажаного ефекту старіння.

Оскільки структура і склад визначають фізико-механічні властивості вовняних матеріалів, досліджували зміни в складі та у структурі ВН на молекулярному, надмолекулярному рівнях та мікрорівні, що відбуваються під час багаторазових обробок "миття – сушіння". Результати досліджень наводяться в четвертому підрозділі.

Методом рентгеноструктурного аналізу одержали великокутові дифрактограми, за якими оцінювали зміну відносного ступеня кристалічності вовняних волокон після 4 і 10 циклів обробок.

Залежність ступеня кристалічності від кількості циклів обробок та від сумарного часу сушіння представлена на рис. 3.

З наведених графіків видно, що при багаторазових обробках відбувається поступове зниження ступеня кристалічності вовняних волокон на 1,7 – 6,5% після 10 циклів обробок. Найбільше падіння ступеня кристалічності спостерігається при обробці ниток в ПХЕ при температурі сушіння 80С.

Методом ІЧ-спектроскопії показано, що однією з причин розпушення структури вовняних волокон після перших 4 – 5 циклів обробок є часткове руйнування водневих зв'язків (зменшення інтенсивності поглинання смуги 3300 – 3500 см-1). Зростання інтенсивності смуг поглинання на ділянках 680 – 720, 520 см-1 свідчить про накопичення продуктів термоокислення цистеїну в оброблених органічними розчинниками нитках. При цьому ступінь окислення продуктів цистеїну для ниток, оброблених ПХЕ та УС, різний: в середовищі УС утворюються більш окисленні продукти (смуга поглинання SO2-груп при 520 см-1). Це також підтверджується зміною інтенсивності смуги S=O при 1060 см-1.

Дані висновки можна пояснити тим, що УС має меншу проникну здатність всередину волокна (має менше значення коефіцієнта дифузії порівняно з ПХЕ), є менш летким розчинником порівняно з ПХЕ (збільшується час сушіння), тому окислення дисульфідних зв'язків в середовищі УС відбувається на поверхні волокна та макропор і за більш тривалий час, ніж при контакті волокон з ПХЕ. Аналіз вмісту сульфат-іонів у водній витяжці з ВН підтвердив, що обробки в середовищі органічних розчинників призводять до зростання продуктів окислення цистеїну в поверхневих шарах для ниток, які оброблялись в УС, та по всьому об'єму волокна – для ниток, які оброблялись в ПХЕ.

Термоокисленню можуть піддаватись не тільки дисульфідні, а й пептидні зв'язки, що може призвести до часткової деструкції поліпептидних ланцюгів з утворенням низькомолекулярних продуктів деструкції, в тому числі у вигляді карбонільних сполук (формальдегіду, ацетальдегіду, мурашиної кислоти, деяких кетонів). Полярографічним методом виявлено зростання вмісту карбонільних сполук у водних витяжках з ВН, які піддавались багаторазовому хімічному чищенню, порівняно з вихідними нитками.

Методом кореляційного аналізу доведено, що падіння міцності ВН викликають на молекулярному рівні зміни, які пов'язані з процесами термоокислювальної деструкції, що супроводжуються утворенням карбонільних сполук (коефіцієнт кореляції 0,99) та продуктів кислотного характеру. Такі процеси можуть призвести до розриву ланцюгів кератину. Нижче представлений можливий механізм термоокислення кератину.

Ланцюгова реакція починається по зв'язку СН в α-положенні до NH-групи пептидного зв'язку з утворенням гідропероксиду:


~СН–NH–CO~ ~С–NH–CO~


Гідропероксиди в умовах підвищених температур можуть розкладатись за різними напрямками, основним з яких може бути наступний:


дисоціація по зв'язку О–О з утворенням радикала ~С–NH–CO~.


Подальший розклад радикала може проходити по зв'язку С–N (а) або С–R (б):

а) розрив ланцюга з утворенням ~СОR + Н2N–CO~;

б) відщеплення R по β-зв'язку (по відношенню до вільного) з утворенням низькомолекулярних карбонільних сполук за схемою:


~СО–NH–CO~ + R R + О2 → R–O–O → карбонільні сполуки

На рівні надмолекулярної структури падіння міцності в процесах хімічного чищення можна пов'язати зі зменшенням ступеня кристалічності (коефіцієнт кореляції 0,95 – 0,98), а на рівні мікроструктури – зі зростанням об'єму макропор для ниток, які висушувались при 50С (за рахунок вимивання жирів та забруднень і розпушення структури), а також зі зростанням об'єму мікропор для ниток, які оброблялись в ПХЕ і висушувались при 80С. Мікроскопічні дослідження підтверджують, що при багаторазових обробках збільшується пошкодження поверхневих структур в напрямку згладжування поверхні лусочок та їх відлущування.

Таким чином, можна зробити висновок, що до змін властивостей вовняних ниток при багатократному хімічному чищенні призводить комплекс змін на всіх рівнях організації структури волокон вовняних ниток. Основним процесом, який обумовлює падіння міцності, є окислювальна деструкція, яка посилюється в середовищі органічних розчинників при підвищених температурах.

Як показали наші дослідження, процеси окислювальної деструкції в більшому об'ємі і більш активно перебігають при обробці вовняних матеріалів в середовищі ПХЕ при температурі сушіння 80С, ніж в середовищі УС. Враховуючи також, що ПХЕ – це найбільш поширений розчинник хімічного чищення, подальша робота проводилась в напрямку пошуку ефективних інгібіторів, або стабілізаторів, які би зменшували дію факторів деструкції хімічного чищення в середовищі ПХЕ та надавали виробам стійкість до дії таких факторів зношення, як світлопогода та дія тепла. У п'ятому підрозділі наводяться результати досліджень дифузійної стабілізації ВН із середовища органічних розчинників.

У роботі використовували доступні і дешеві стабілізатори різних типів: гідрохінон (фенольний тип); дифеніламін (амінний тип); тіосечовина (превентивної дії); бензофенон, 1,2,3-бензотріазол (УФ-адсорбери), які вводились у миючу ванну в концентраціях 0,01 та 0,002 моль/л, щоб після віджимання концентрація стабілізатора знаходилась в межах від 0,01 до 0,2% від маси ниток.

Частину оброблених зразків піддавали дії світлопогоди, а другу частину – УФ-опромінюванню протягом 4 год. Дані про міцність ниток після вищезазначених випробувань наводяться в табл. 1.

Як видно з наведених даних, індивідуальні стабілізатори надають вовняним ниткам стійкість до окремих факторів зношення (хімічного чищення, УФ-опромінювання) і діють найменш ефективно проти дії світлопогоди, яка є комплексним фактором зношення