Инновационный метод очистки шерстяного сырья от растительных и минеральных примесей Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

УДК 677.312.3 Е. В. Слепнева

ИННОВАЦИОННЫЙ МЕТОД ОЧИСТКИ ШЕРСТЯНОГО СЫРЬЯ ОТ РАСТИТЕЛЬНЫХ И МИНЕРАЛЬНЫХ ПРИМЕСЕЙ

Ключевые слова: плазменная модификация, шерсть овечья, минеральные и растительные примеси.

В статье представлены результаты исследований по влиянию плазменной модификации на содержание массовой доли растительных и минеральных примесей в овечьей шерсти.

Keywords: plasma modification, sheep wool, mineral and vegetable impurities.

The article presents the results of studies on the effect of plasma modification on the content of the mass fraction of vegetable and mineral impurities in wool.

Введение

Во все времена шерсть, обладающая комплексом уникальных теплозащитных и гигиенических свойств, имела высокий спрос, как в виде сырья, так и в виде готовой продукции (тканей, трикотажных полотен). Природно-климатические условия нашей страны диктуют широкое использование шерстяных материалов в различных сферах жизнедеятельности. Следует отметить, что качественные характеристики отечественного шерстяного сырья существенно уступают зарубежным аналогам. Обусловлено это, во-первых, низкосортностью сырья, поступающего от частных производителей, во-вторых, неэффективностью технологического процесса первичной обработки шерсти (ПОШ). Связано это с отсутствием современных прорывных технологий, применение которых позволило бы предприятиям ПОШ выпускать продукцию, обладающую конкурентоспособными преимуществами по сравнению с импортными аналогами, в частности овечьей шерсти. Особенностью технологического процесса первичной обработки шерсти являются жидкостные процессы, в результате которых с поверхности волокна удаляются растительные и минеральные примеси, значительно снижающие качественные характеристики шерсти в последующей обработке, в частности при выработке пряжи, в дальнейшем в ткацком производстве. В процессе первичной обработки шерсти, в частности на этапе промывки, основным требованием является максимальное удаление растительных и минеральных примесей, максимально сохраняя природные свойства волокна. Вместе с этим необходимо обеспечить экономичность технологического процесса за счет сокращения расходов воды, электро- и теплоэнергии.

Целью исследования является изучение влияния плазменной модификации шерстяного сырья на количественные показатели содержания массовой доли растительных и минеральных примесей.

Экспериментальная часть

Объектами исследования являлась шерсть овечья мериносовая ! длины, шерсть овечья полутонкая и шерсть овечья полугрубая высшего сорта 1 длины.

Опытные образцы шерстяного сырья перед процессом промывки подвергались модификации на ВЧЕ-плазменной установке [1], В процессе плазменной обработки устанавливались следующие параметры: давление в вакуумной камере Р = 26,6 Па, продолжительность обработки t = 5 мин., расход плазмообразующего газа G = 0,04 г/с, плазмообра-зующий газ - аргон.

Экспериментальные исследования содержания массовой доли растительных и минеральных примесей в контрольных и опытных образцах осуществлялись в соответствии с ГОСТ 9239-91 [2]. Контрольные и опытные образцы после промывки высушивали до постоянной сухой массы и взвешивали с точностью до 0,01г. Метод определения содержания массовой доли растительных примесей основан на ручной выборке последних.

При определение массовой доли минеральных примесей лабораторную пробу подвергают испытанию на трепальной установке ПЗС со скоростью колкового барабана 700 мин-1 и циклом трепания -по 100 оборотов против и по часовой стрелке. Точность взвешивания растительных и минеральных примесей в контрольных и опытных образцах шерстяных волокон составила 0,0001.

Обсуждение результатов

Результаты экспериментальных исследований влияния плазменной модификации на содержание массовой доли растительных и минеральных примесей в шерсти, промытой в соответствии с технологическим циклом ПОШ (г. Бор, Нижегородская обл.) представлены в таблице 1.

На основе ранее проведенных исследований [3, 4] установлено, что применение инертного газа аргон обеспечивает гидрофильный режим плазменной модификации. В процессе плазменной модификации поверхность шерстяного сырья, помещенное в поток плазмы, создающейся ВЧЕ-разрядом, подвергается бомбардировке низкоэнергетическими ионами, что способствует распылению сорных примесей, адсорбированных частиц органического и неорганического характера.

Таблица 1 - Содержание массовой доли растительных и минеральных примесей в контрольных и опытных образцах шерстяных волокон (ВЧЕ разряд: 1=5 мин, ОДг=0,04 г/с, Р=26,6 Па, 1 = 13,56 МГц)

Наименование показателя Шерсть мериносовая (Wd=1,8 кВт) Шерсть полутонкая (Wp=1,7 кВт) Шерсть полугрубая (Wp=1,5 кВт)

контр. опыт. контр. опыт. контр. опыт.

Содержание массовой доли растительных примесей, % 0,73 0,48 0,64 0,45 0,63 0,43

Содержание массовой доли минеральных примесей, % 2,76 1,89 2,11 1,33 1,14 0,69

Модификация шерстяного сырья в гидрофильном режиме приводит к раскрытию чешуек кутику-лярного слоя, что связано с взаимным отталкиванием пластин чешуек, имеющих одноименный заряд. В результате моющий раствор легче проникает вглубь волокна и максимально вымывает сорные примеси с его поверхности. Кроме того, при промывке модифицированного шерстяного сырья значительно ослабляются силы сцепления между волокном и загрязняющими примесями. Связано это с тем, что при промывке, в соответствии с технологической картой Борской фабрики ПОШ (Нижегородская обл.), шерстяного сырья в щелочной среде

© Е. В. Слепнева - доцент кафедры «Дизайн», КНИТУ, elenaslep@mail.ru.

© E. V. Slepneva, PhD of Technical Science, associate Professor department "Design", KNRTU, elenaslep@mail.ru.

используется анионоактивный ПАВ - сульфанол, который растворяясь в воде создает вокруг примесей и на поверхности волокна отрицательный заряд. В результате электростатического отталкивания загрязняющие вещества, преодолевая силы сцепления, легко отрываются от поверхности волокна.

Заключение

Таким образом, плазменная модификация шерстяного сырья способствует сокращению содержания массовой доли: растительных примесей - от 29,7 до 34,2 % и минеральных примесей - от 31,5 до 39,5 % в зависимости от вида волокна.

Литература

1. Слепнева, Е.В. Модификация шерстяного сырья как метод улучшения физико-механических характеристик волокон // Вестник Казанского технологического университета. - 2015 - С. 188 - 190.

2. ГОСТ 29239 - 91. Шерсть натуральная мытая. Методы определения массовой доли остаточных нешерстяных компонентов. - М.: Изд-во стандартов, 1991-8 с.

3. Слепнева, Е. В. Плазменная обработка сырья как инструмент поверхностной модификации волокон в процессе первичной обработки шерсти / Е.В. Слепнева, В.В Хамматова // Известия Вузов. Технология текстильной промышленности, 2014, № 5, С. 32-36.

4. Слепнева Е. В. Исследование сорбционных свойств шерстяных волокон, модифицированных потоком плазмы ВЧЕ-разряда пониженного давления / Е.В. Слепнева, И.Ш. Абдуллин, В.В. Хамматова // Вестник Казанского технологического университета. - 2011.- № 16.- С.106 - 110.