CC BY
10
5.
6.
7.
Пащенко А.А., Воронков М.Г. Кремнийорганические защитные покрытия. - К.: «Техшка», 1969. - 252с. Применение силиконов в текстильной промышленности. - М., ЦНИИТЭИлегпром, 1968. - 117с. Водоотталкивающая и водоупорная отделка тканей из химических волокон. - М., ЦНИИТЭИлегпром, 1984.
- 44с.
УДК 677.027.625.
Стаття присвячена пробле-Mi стiйкостi гiдрофобiзуючого покриття до di'i ф1зико-х1м1чних та мехатчних факторiв. В стат-mi розглянуто фактори, як вплива-ють на стштсть обробки до пран-ня в мильно-содовому розчиш та розчиш СМЗ i запропоновано новий склад для гидрофобпзацп текстиль-них маmерiалiв, який забезпечуе високу стштсть обробки до прання при зменшених у 2-4 рази витратах полiмеру-гiдрофобiзаmору
П1ДВИЩЕННЯ СТ1ЙКОСТ1 ПДРОФОБНОТ ОБРОБКИ ТКАНИН КРЕМН1ЙОРГАН1ЧНИМИ
СПОЛУКАМИ
В.В. Назарова
Астрант*
Контактний тел.: 8(0552)23-67-89. E-mail: viktrijakulishva@rambler.ru
Г. В. Mi щен ко
Доктор техычних наук, професор, завщувач кафедри* Контактний тел.: (0552) 32-69-71, 32-69-70 E-mail: fizhim@kstu.edu.ua *Кафедра фiзичноT i неоргашчно'Т xiMiT Херсонський нацюнальний техшчний уыверситет Бериславське шосе 24, м. Херсон, 73008
Важливе значення в проце« використання тек-стильних виробiв будь-якого призначення мае стш-юсть отриманого на стадп заключного опорядження ефекту до дп фiзико-хiмiчних та мехашчних факторiв. Суттевим показником експлуатацшних властивостей текстильних матерiалiв з гщрофобною обробкою е стiйкiсть оброблених виробiв до прання та хiмiчного чищення, тому актуальним залишаеться питання про створення композицш, якi дозволять отримати стш-кий до прання та хiмiчноi чистки гiдрофобний ефект.
Метою даноi роботи було розроблення нового складу для гiдрофобiзацii текстильних матерiалiв на основi кремнiйорганiчних сполук (КОС), який вiдрiз-няеться низькою робочою концентрацiею полiмеру-гiдрофобiзатору.
Лабораторш та виробничi випробування показали, що, всупереч лiтературним даним, стiйкий пдрофоб-ний ефект при використаннi вичизняних силжоно-вих препаратiв спостерiгаеться лише тсля тепловоi обробки текстильного матерiалу при температурах 160оС-170оС впродовж 3-5 хвилин, що в умовах жор-
сткоi конкуренцii на ринку текстильноi продукцii е несприятливим для тдприемства. Таким чином, задача дослщжень базувалася також на рiшеннi проблеми енергозбереження при забезпеченш необхiдного ефекту водовщштовхування.
Аналiз лiтературних джерел показав також, що iснуючi даш щодо стiйкостi оброблених силiконами тканин до прання досить неоднозначш [1-3]. Це можна пояснити сукупшстю причин: неоднаковими умовами прання (температури, сили мехашчного впливу, часу обробки, використання рiзних миючих засобiв); на-явшстю великоi кiлькостi рецептур для гiдрофобiзацii тканин на основi силiконiв та технолопчних режимiв '¿х використання; рiзноманiтнiстю субстратiв, якi тд-лягають обробщ, а також ступенем пiдготовки цих субстрапв; i, накiнець, iснуванням деюлькох пiдходiв до оцiнки якостi гщрофобного ефекту.
Дослiдження проводилися на асортименп тканин Черкаського шовкового комбiнату, арт. 2701, 3055, 3112 та 3025, техшчш характеристики яких наведен у таблищ 1.
Технiчнi характеристики текстильних матерiалiв
Артикул Найме-нування Ширина, см Поверхн. щшьшсть, г/м2 Перепле-тшня Найм. сировини, його лшшна щшьшсть, текс Число ниток на 10 см (щшьшсть) % вмют
О У О У
2701 Плащо-ва 150 ±2 220±11 Саржа 2/1 ПЕ 25,0 Пр. бав. 50 384±8 215±6 53- бав. 47 - ПЕ
3055 Плащо-ва 150 ±2 170±9 полотно ПЕ 11,1 Пр. ПЕ-бав. 29,4 385±8 394±12 24- бав. 76 - ПЕ
3112 Плащо-ва 150 ±2 126±140 полотно ПЕ 8,4 Бав. 20 437-455 (214-242)^2 20- бав. 80 - ПЕ
3025 Д1аго- 145±2,0 218±11 Саржа 2/2 50% 50% бав. 247 ±5 176 ±5 100% бав.
наль 155±1,5 216±11 бав. 234 ±5 172 ±5
В якосп гiдрофобiзатора використовували 50% кремншоргашчну емульсiю на основi полiметилгiдро-силоксану зi вмiстом активного Гiдрогену 1,5-1,8%.
З метою зниження робочо! концентрацп полiмеру-гiдрофобiзатору у просочувальну ванну вводили рiзнi добавки, якi тдвищували адсорбцiю полiмеру тканиною та одночасно позитивно впливали на яюсть та стшюсть водовiдштовхуючого ефекту. Обробку зраз-кiв здiйснювали на лабораторнш двовальнiй плюсовцi при вiджимi 70%.
Час просочення 2-10с. Стiйкiсть оброблених зразюв до прання оцiнювали за змшою показникiв водовiдштовхування та водопоглинання вщповщно дiючому ГОСТу [4]. Прання проводилося в мильно-содовому розчиш при температурi 40оС впродовж 30 хвилин.
Шсля прання зразки пiдлягали двократному по-лосканню впродовж 2 хвилин в теплш (35оС) та холоднш водi. Пiсля сушiння визначали показники водовщштовхування та водопоглинання згiдно ГО-СТiв.
Серед речовин, що додавали у ванну для просочу-вання, були неорганiчнi та оргашчш солi d-металiв та сполуки, яю у хiмiчнiй технологii волокнистих мате-рiалiв умовно визначають як ки^ каталiзатори.
Вважаеться, що у присутноси солей металiв мае мшце додаткова фiксацiя кремнiйорганiчних полiме-рiв на волокнi за схемою, наведеною на рисунку 1.
Целл-Целл"
-о.
-о
,Ме
о
- I
о-
о
-8!
,-СНз о
СН
з
о
Рис. 1. Схема фксацп полiмеру-гiдрофобiзатору на волокнi в присутносп атому металу
Додаванням солей двовалентних металiв вдалося знизити температуру на стадп термообробки волокна
на 20оС при збереженнi високих показниюв водовiд-штовхування та водопоглинання.
Але подальшi випробування показали, що ви-користання даних сполук не дозволяе зменшити температуру термообробки нижче 140оС, так як спо-стертеться зниження стшкоси отриманого гiдро-фобного ефекту.
Довготривале вилежування матерiалу, обробле-ного складами на основi полiметилгiдросилоксану з додаванням перелiчених сполук i висушеного при температурi 80оС, яке рекомендуеться багатьма авторами [1-3], не замшюе стадiю термофжсацп, хоча гiдрофобний ефект матерiалу з часом трохи зб^ь-шуеться.
Подальшi дослщження були спрямованi на роз-робку складiв, що дозволяють одержати стшкий до багаторазового прання гiдрофобний ефект за схемою, що закшчуеться стадiею висушування.
У результатi проведеноi роботи в гiдрофобiзуючий склад нами було введено штрогенвмкну органiчну речовину (НОР), яка дозволила додатково збшьшити сорбцшну емнiсть полiмеру волокна, забезпечити не-обхiдну орiентацiю макромолекул силiкону та його додаткову фжсащю на волокш.
Для визначення ефективностi розробленого пдро-фобiзуючого складу на основi полiметилгiдросилокса-ну та стiйкостi отриманого ефекту до прання було проведено п'ять циклiв мильно-содовоi обробки зразюв, апретованих запропонованими складами з рiзними концентрацiями компонентiв. Визначенi показники водопоглинання та водовщштовхування наведенi в таблищ 2.
Аналiзуючи данi, наведенi в таблищ 2, можна зробити таю загальш висновки. Незалежно вщ концентрацп компоненпв складу, найкращi показники водовщштовхування та водопоглинання спостерь гаються при обробцi бавовняноi тканини, хоча в деяких лиературних джерелах зустрiчаеться iнша думка [5].
Переважну стшюсть водовiштовхуючого ефекту на змшаних полiефiрно-бавовняних тканинах дослiдники пояснюють меншою водопоглинальною здатнiстю цього типу волокон, ^ вiдповiдно, меншою схильнiстю до набухання, що в свою чергу викликае меншу деструкщю апрету. Але б^ьшу стшюсть п-дрофобного ефекту на бавовняному волокш можна
Стшкють пдрофобноТ обробки бавовняного та полiефiрно-бавовняного волокна до дм мильно-содового розчину
№ Компоненти складу Конц., г/л Вихщний зразок Кшьюсть цикл1в прання
арт. необроб-лений тсля обробки 1 2 3 4 5
1 1. КОС 2. сшь ^ металу 3. НОР 4. вода 15 8 4,8 до 1000 3025 106,00/* 0 99,47/ 90-100 93,75/ 80 50,93/ 80 39,82/ 70 48,27/ 70 46,06/ 60-70
2701 67,55/ 0 35,58/ 90-100 64,43/ 80 36,98/ 70-80 29,63/ 70 38,45/ 70 35,16/ 50-60
2 1. КОС 2. сшь ^ металу 3. НОР 4. вода 30 8 4,8 до 1000 3025 106,00/ 0 93,69/ 90-100 93,14/ 80 44,98/ 80 45,48/ 70 47,69/ 70 42,04/ 60-70
2701 67,55/ 0 30,96/ 90-100 61,38/ 80 27,82/ 70-80 29,93/ 70 35,88/ 70 27,86/ 50-60
3 1. КОС 2. сшь ^ металу 3. НОР 4. вода 60 8 4,8 до 1000 3025 106,00/ 0 87,81/ 90-100 83,82/ 80 51,82/ 80 34,36/ 70 48,17/ 70 50,46/ 60-70
2701 67,55/ 0 27,26/ 90-100 58,30/ 80 40,24/ 70-80 28,11/ 70 33,35/ 70 33,21/ 50-60
4 1. КОС 2. сшь ^ металу 3. НОР 4. вода 30 8 2,4 до 1000 3025 106,00/ 0 94,4/ 90-100 93,75/ 80 50,21/ 70 49,85/ 60-70 52,68/ 50 53,47/ 50
2701 67,55/ 0 33,065/ 90-100 60,16/ 70-80 32,51/ 60-70 34,78/ 50 36,15/ 50 49,50/ 0
5 1. КОС 2. сшь ^ металу 3. НОР 4. вода 30 8 1,2 до 1000 3025 106,00/ 0 93,58/ 90-100 90,47/ 70-80 57,82/ 60-70 56,17/ 50 59,94/ 50 78,80/ 50
2701 67,55/ 0 34,585/ 90-100 62,22/ 70-80 35,73/ 60 34,57/ 50 54,45/ 0 62,83/ 0
6 1. КОС 2. сшь ^ металу 3. НОР 4. вода 30 8 0,6 до 1000 3025 106,00/ 0 99,61/ 90-100 95,53/ 70-80 64,21/ 60 68,80/ 50 71,49/ 50 69,85/ 50
2701 67,55/ 0 35,35/ 90-100 37,84/ 70-80 36,92/ 60 40,15/ 50 62,73/ 0 63,76/ 0
*в чисельнику - значення водопоглинання, в знаменнику - водовщштовхування
пояснити б^ьш мiцним зв'язком кремнiйполiмеру з волокном: за рахунок б^ьшо! кiлькостi гiдроксогруп на бавовш реалiзуeться бiльше зв'язкiв волокно-по-лiмер або волокно-метал-полiмер, що i надае пдро-фобному ефекту бiльшоi стшкосп до дii зовнiшнiх чинникiв.
З таблищ 2 також видно, що майже для вах зраз-юв, незалежно вiд концентрацii компонентiв гщрофо-бiзуючого складу, спостерiгаеться деяке зменшення значення водопоглинання. Це можна пояснити утво-ренням на волокнi нерозчинних комплекив з компонентами мильно-содового розчину.
Для тдтвердження цiеi гшотези, а також для виз-начення стшкоси отриманого ефекту до дп синте-тичних миючих засобiв, оброблеш зразки пiдлягали пранню в розчиш неонолу, який представляе собою неюнногенний ПАР ( см.таблицю 3).
Даш таблищ 3 свщчать, що тсля прання в розчинi синтетичного-миючого засобу не спостер^аеться аномального зменшення показниюв водопоглинання об-роблених за рiзними варiантами зразкiв, що додатково тдтверджуе сказане вище.
Виходячи з отриманих експериментальних даних, було обрано оптимальш концентрацп всiх компонен-пв складу (варiант 3).
Технологiчна схема використання розробленого складу для гiдрофобiзацii текстильних матерiалiв пе-редбачае наступш операцii:
1. Просочення тканини робочим розчином полiме-ру з додаванням комплексного сполучення, до складу якого входять иль d-металу та нiтрогенвмiсна оргашч-на речовина;
2. Вiджим 60-70%;
3. Висушування при температурi 100-120 °С.
Таким чином, використання запропонованого
складу на основi полiметилгiдросилоксану для на-дання гiдрофобних властивостей текстильним ма-терiалам з бавовняних, полiефiрних волокон та '¿х сумiшi дозволяе отримати стшкий до багаторазового прання в мильно-содовому розчиш та середовишд синтетичних миючих засобiв гiдрофобний ефект з високими показниками водовштовхування та водо-поглинання.
Стшюсть пдрофобноТ обробки бавовняного та полiефiрно-бавовняного волокна до прання в розчиж неонолу
№ Компо-ненти складу Конц., г/л Вихщний зразок Кшьюсть цикл1в прання
арт. необроб-лений тсля обробки 1 2 3 4 5
1 1. КОС 2. сшь d-металу 3. НОР 4. вода 15 8 4,8 до 1000 3025 106,00/* 0 99,47/ 90-100 97,62/ 80 86,05/ 80 92,69/ 70 94,975/ 70 94,15/ 60-70
2701 67,55/ 0 35,58/ 90-100 67,08/ 80 64,84/ 70-80 65,92/ 70 64,82/ 70 64,58/ 50-60
2 1. КОС 2. сшь d-металу 3. НОР 4. вода 30 8 4,8 до 1000 3025 106,00/ 0 93,69/ 90-100 94,25/ 80 84,35/ 80 89,44/ 70 88,71/ 70 87,64/ 60-70
2701 67,55/ 0 30,96/ 90-100 66,64/ 80 62,01/ 70-80 60,22/ 70 60,645/ 70 60,32/ 50-60
3 1. КОС 2. сшь d-металу 3. НОР 4. вода 60 8 4,8 до 1000 3025 106,00/ 0 87,81/ 90-100 92,28/ 80 84,68/ 80 94,27/ 70 94,085/ 70 93,24/ 60-70
2701 67,55/ 0 27,26/ 90-100 63,095/ 80 63,98/ 70-80 61,34/ 70 61,2/ 70 61,89/ 50-60
4 1. КОС 2. сшь d-металу 3. НОР 4. вода 30 8 2,4 до 1000 3025 106,00/ 0 94,4/ 90-100 93,83/ 80 92,12/ 70 92,62/ 60-70 93,67/ 50 94,18/ 50
2701 67,55/ 0 33,065/ 90-100 60,16/ 70-80 61,49/ 60-70 61,08/ 50 63,08/ 50 60,12/ 0
5 1. КОС 2. сшь d-металу 3. НОР 4. вода 30 8 1,2 до 1000 3025 106,00/ 0 93,58/ 90-100 90,47/ 70-80 90,26/ 60-70 97,8/ 50 98,05/ 50 102,2/ 50
2701 67,55/ 0 35,35/ 90-100 61,795/ 70-80 62,12/ 60 61,74/ 50 64,03/ 0 61,35/ 0
6 1. КОС 2. сшь d-металу 3. НОР 4. вода 30 8 0,6 до 1000 3025 106,00/ 0 99,61/ 90-100 98,75/ 70-80 101,78/ 60 98,45/ 50 100,84/ 50 103,67/ 50
2701 67,55/ 0 27,35/ 90-100 62,12/ 70-80 61,98/ 60 66,07/ 50 62,73/ 0 62,59/ 0
*в чисельнику - значення водопоглинання, в знаменнику - водовщштовхування
Лиература
1. Орлов Н.Ф., Андросова М.В., Введенский Н.В. Кремнийорганические соединения в текстильной и легкой промышленности. - М.: Легкая индустрия, 1966. - 239с.
2. Применение силиконов в текстильной промышленности. - М., ЦНИИТЭИлегпром, 1968. - 117с.
3. Водоотталкивающая и водоупорная отделка тканей из химических волокон. - М., ЦНИИТЭИлегпром, 1984. - 44с.
4. ГОСТ 11209-85. Ткани хлопчатобумажные и смешанные для спецодежды. Технические условия.
5. Семак Б.Д. Износостойкость тканей с отделкой силиконами. - М.: Легкая индустрия, 1977. - 192с.
