CC BY
47
Таким образом, проведен анализ экологической безопасности на участках валки и промывки тонкосуконных шерстяных тканей. Показано, что уровень загрязнения сточных вод поверхностно активными веществами несколько превышает нормативы, а содержание паров токсичного органического вещества в воздухе соответствует нормативам.
УДК 677.074
М.К. Кошелева, Л.С. Ковальчук, М.С. Апалькова
Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина, Москва, Россия Центральный научно-исследовательский институт хлопчатобумажной промышленности, Москва, Россия Средняя общеобразовательная школа №1145 им. Ф.Нансена, Москва, Россия
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА КРАШЕНИЯ ХЛОПЧАТОБУМАЖНЫХ ТКАНЕЙ
The purpose of this work is studying of the technology of dyeing, laboratory research of process of dyeing of cotton fabrics both mathematical and graphic processing of the received results. The experimental research of process of dyeing is lead by aniline and direct dyes. The equations which can be used for calculation of concentration of dye on a fabric are received.
Целью работы является изучение технологии крашения, лабораторное исследование процесса крашения хлопчатобумажных тканей, математическая и графическая обработка полученных результатов. Проведено экспериментальное исследование процесса крашения анилиновыми и прямыми красителями. Получены уравнения, которые могут использоваться для расчета концентрации красителя на ткани.
Объектами исследования являлись хлопчатобумажные ткани, такие как бязь суровая и отбеленная арт.262 с поверхностной плотностью 140 г/м2, а также диагональ суровая арт.6826 с поверхностной плотностью 250 г/м2.
Процесс крашения проводился с использованием следующих химических реагентов: - Краситель: прямой чисто-голубой; - ТВВ: сода кальцинированная (Na2CO3), соль поваренная (NaCl); - ПАВ: смачиватель ЭМ-31.
После крашения хлопчатобумажной ткани проводят проверку на устойчивость ее окраски к трению в соответствии с ГОСТ 9733.27-83 [2]. Метод основан на закреплении незакрашенной сухой или мокрой ткани при трении о сухой испытуемый образец, который проводили на приборе Staining Tester. Оценка устойчивости ведется по 5ти балльной серой шкале.
Определение содержания красителя на ткани осуществляется путем растворения образца хлопчатобумажной ткани в концентрированной серной кислоте и определения оптической плотности полученных растворов на спектрофотометре.
В таблице 1 приведены результаты исследования кинетики крашения ткани диагональ суровая красителем прямым чисто-голубым.
Табл. 1. Кинетика крашения хлопчатобумажной ткани диагональ суровая красителем
прямым чисто-голубым при t = 60оС
№ п/п Т, мин Концентрация красителя на ткани, С, г/кг
1 0 0
2 20 4,2
3 40 5,3
4 60 5,82
5 80 6,9
6 100 6,683
На основании экспериментальных данных устанавливается функциональная зависимость кривых кинетики крашения С' = /(т)
1. Выбирается вид функциональной зависимости для экспериментальной кривой из теоретических соображений на основании характера расположения на координатной плоскости экспериментальных точек: предварительный анализ экспериментальных кривых по кинетике крашения С' = /(т) позволяет предположить функциональную зависимость экспоненциального вида:
С = е^13 , (1)
где a, Ь - параметры, зависящие от свойств обрабатываемого материала и условий проведения процесса.
2. Параметры a и Ь находятся по методу наименьших квадратов (МНК) [1]. МНК применим к линейной зависимости, в данном случае имеет место нелинейная зависимость. Поэтому зависимость приводится к линейному виду. Для этого зависимость (1) логарифмируется:
1п (С') = 1п (е 1п (С') = ^т+Ь) 1п e. Так как 1п e = 1, то: 1п С' = a•т+Ь Обозначим 1п С' = С'. Тогда анализируемая зависимость примет линейный вид:
С' = a•т+b
К (2) применим МНК.
3. В соответствии с МНК параметры a и Ь определяются из условия:
2 [С'экс - (a-ii+b)] ^ min
i
Для выполнения этого соотношения необходимо, чтобы производная Ф (C',a,b,x) = 0 или в развернутом виде:
-2 2 (С'экс + a-Ti - b) • Ti = 0
(2) (3)
2 2 (С'экс + a-Ti - b) • (-1) = 0
(4)
т.е. система уравнении примет вид:
a 2Ti + b 2Ti = 2 С'экс-^ a 2Ti + bn = 2 С'экс^
(5)
где n - число опытов в эксперименте. 8
* 6 "С
с" 4 о 4 т о
О 2
20
40
60 т,мин
80
100
-♦— экспериментальные данные
■ рачетные точки
120
Рис. 1. Кинетика крашения хлопчатобумажной ткани диагональ суровая красителем прямым чисто-голубым 1
Получена система двух линейных уравнении (5) с двумя неизвестными a и b. Очевидно, что система имеет определённое решение и что при найденных значениях a и b функция Ф (a,b) имеет min. По системе уравнений (5) определяются коэффициенты a и b для кривых кинетики крашения. При решении данной системы уравнений, получили a = 0,00559 и b = 1,3902, тогда экспериментальная зависимость примет вид:
V^i ат+b 0,00559^+1,3902
С = e С = e (6)
Положение расчетных точек относительно экспериментальной кривой приведено на рис. 1.
Таким образом, проведён анализ литературных данных по технологии колорирования хлопчатобумажных тканей. Проведено экспериментальное исследование процесса крашения хлопчатобумажных тканей в лабораторных условиях анилиновыми и прямыми красителями.
0
0
Проведена графическая обработка результатов исследования кинетики крашения. Получены уравнения, которые могут использоваться для расчета концентрации красителя на ткани.
Список литературы
1. Кричевский, Г.Е. Химическая технология текстильных материалов/ Г.Е.Кричевский, М.В.Корчагин, А.В.Сенахов - М.: Легпромбытиздат, 1985. - 640с.
2. Сажин, Б.С. Основы техники сушки/ Б.С.Сажин.- М.: Химия, 1984.
3. Сажин, Б.С. Пути повышения эффективности процессов промывки текстильных материалов/ Б.С.Сажин, В.А.Реутский, М.К.Кошелева. -М.: Легпромбытиздат, 1988.
УДК 677.074
М.К. Кошелева, П.П. Кереметин, А.В. Пичугин, Н.А. Солдатова
Московский государственный текстильный университет имени А.Н. Косыгина, Москва, Россия
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УЛЬТРАЗВУКА ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ТЕКСТИЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
The purpose of work at the given stage is studying pollution of technological sewage of the textile enterprises, methods of their clearing and the proved choice of an effective modern method of clearing. The proved choice of an effective modern method of clearing - a method of galvanocoagulation with use of ultrasonic influence is lead. Joint experimental researches of process of sewage treatment by a method of galvanocoagulation are spent.
Целью работы на данном этапе является изучение загрязнений технологических сточных вод текстильных предприятий, методов их очистки и обоснованный выбор эффективного современного метода очистки. Проведен обоснованный выбор эффективного современного метода очистки - метода гальванокоагуляции с использованием ультразвукового воздействия. Проводятся совместные экспериментальные исследования процесса очистки сточных вод методом гальванокоагуляции.
Проблема очистки сточных вод текстильных предприятий - это сложная и важная проблема, т.к. объем сточных вод, сбрасываемых этими предприятиями, очень велик, а использование новых красителей, поверхностно-активных и текстильно-вспомогательных веществ еще более осложняет задачу их очистки. В работах [1, 2] приведены результаты анализа сточных вод одного из хлопчатобумажных комбинатов и тонкосуконной фабрики. Анализ показывает, что в стоках текстильных предприятий содержатся щелочи, кислоты, органические вещества, нефтепродукты, например, керосин. Кроме того, в сточных водах содержатся различные металлы, например, железо, алюминий, медь и другие.
Выбор метода очистки сточных вод производится с учетом санитарных и технологических требований к качеству очищенных вод и затрат на его реализацию. Анализ литературных данных и мнений специалистов показывает, что в настоящее время наиболее распространен реагентный метод очистки промышленных стоков, применяются и другие методы. Одним из эффективных и современных методов очистки стоков является гальванохимический метод, который чаще называется гальванокоагуляцией. Этот метод относится к числу перспективных безреагентных методов и, что очень важно, гальванокоагуляция включена в реестр ЮНЕСКО в качестве рекомендуемого новейшего метода очистки сточных вод. Дело в том, что гальванокоагуляция обеспечивает удаление подавляющего большинства токсичных компонентов, включая хром, кадмий, другие тяжелые и цветные металлы, органические реагенты, позволяет снизить общее солесодержание воды. Механизм гальванохимической очистки сточных вод очень сложен и определяется процессами, возникающими во время контактирования очищаемой воды и воздуха с гальванопарой, в качестве которой используют, например, кокс и железо. При их замыкании на поверхности кокса протекает преимущественно катодная, а на поверхности железа анодная реакция.
Ниже представлены основные реакции, протекающие при использовании данной гальванопары:
