CC BY
16
УДК 677.024.072
ПРИМЕНЕНИЕ ВОЛОКНИСТЫХ отходов В КОМПОЗИЦИОННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ
СМЕСЯХ
Е.В. Чукасова-Ильюшкина, Н.Н Ясинская, А Г Коган
На предприятиях текстильной промышленности Республики Беларусь в процессе производства текстильных полстен и изделий образуется много видов всевозможных отходов. Отходы, образующиеся в процессе производства, составляют до 2Ь% от используемого сырья. Количество отходов зависит от вида изготовляемой продукции, технологии производства технического состояния оборудования, квалификации рабочих. Переработка и применение волокнистых отходов всегда было актуальной проблемой цля большинства предприятий текстильной и лв|Кой промышленности. Отходы, такие как концы ленты рвань ровницы, выпады, сдир. орешек трепальный и чесальный, концы пряжи, поскуты, обрезь и другие, т.е длина волокон в которых достаточна для того, чтобы переработать их в пряжу большей линейной плотности, нетканые материалы или другие материалы подобного типа находят применение в текстильной промышленности. Но такие отходы как кноп стригальный, кноп ткаикий, сечка т.е волокнистые отходы, длина волокон в которых 0 5-25мм применения в своем производстве не находят. Коротковолокиистые материалы обладают достаточно ценными свойствами, и применять технологию утилизации к ним не целесообразно Свойства вслокнистых отходов напрямую зависят от свойств волокон составляющих эти отходы.
В таблице 1 указаны основные физико-механические свойства текстильных волокон. [1], [2]
Таблица 1
Волокна Геометрические свойства Механические свойства Физические свойства
Длина мм Линейная плотность те кс Плотно^ гь мг/мп Относительная разрывная нагрузка Риотн °н/текс Разрывное удлинение £Р % Кондиционная влажность \Л/, % Удельная теплоемкость кДж/кгС°
Иал/иальноЮ растительные: Хлспок 25 0.1-0,2 1 52 17-37 6-9 8-12 1 38-1 63
Лен технический 500-700 5,0-7,7 1 5 33-40 2-3 12 1 38-1 63
натуральные животиые: Шеость 5С-1С0 0,5-2,0 1 3 11-19 30-50 17 1,67-1,88
Шелк (1,5- 2,0) 106 0,13 1,34 30-34 15-20 11 1.67-1.88
Искусствен ные: Вискозное шт 34-120 0 33 1 5 12-17 15-25 12 1 38-1 63
Аиетатное шт 65 0 33 13 10-12 22-39 4 5 1 38-1 63
Синтетические: Капрон 65-1 "'О 0 33 1,1 32-46 40-60 5 1 67 1 88
Лавсан 36-90 0,3? 1 4 22-40 18-20 1 1 09-1,13
Нитрон 36-95 0 31 1 2 20-30 16-20 2 1,67-1.88
У О «В¡ТУ» - 40 лет
25
Основным веществом составляющим все натуральною волокна растительного происхождения и искусственные волокна, получаемые на базе растительного сырья (вискозное, ацетатное, медно-аммимачное и др.), является природный полимер целлюлоза. Элементарное звено целлюлозы, хэоактеризуется наличием трех гидроксильных групп, это способствует возникновению сильных межмолекулярных связей и поглощению оазличных паров. Основным веществом составляющим натуральные волокна, животного происхождения (шерсти и шелка) являются фибриллярные белки—кератин и фиброин отдельные звенья макромолекул которых состоят из наборов остатков различных а-аминокислот, имеющих общую фоомулу, но отличающихся друг от друга химическим составом радикала Р от которого зависят свойства белковых волокон. Свойства синтетических волокон определяются их химическим составом и способом получения.
Коротковолокнистые отходы сохраняют в себе все свойства вслскон входящих в состав отходов, кроме длины. Цлина коротковолокнистых отходов колеблется в пределах 0.5-25мм и зависит от вида отхода и места его обоазования. О длинах волокон преобладающих в коротковолокнистых отходах можно судить по диаграмме распределения (см. рис 1)
1_ мм
¿21
МЛ
И7[
кноп стригальный кноп ткацкий □ сечка
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 N,«/0
Рисунок 1
Решением проблемы переработки и применения коротковолокнистых отходов может стать внедрение их в строительные материалы.
Известно несколько видов композиционных стройматеоиалов с использованием волокон. Это сухие строитепьные смеси, армированные волокнами для придания дополнительных прочностных свойств цементному камню; это прессоваиные теплоизоляционные плиты с наполнителем из волокон это декоративно-отделочные материалы - текстильные обои с волокнистыми вкраплениями и "жидкие" обои Длина волокон в композиционных строительных смесях является определяющим показателем и от него зависит качество конечного матеоиала. Для каждого вида волокон и для каждой композиции рассчитывается критическая длина (1кр) волокна.
1_кр=0.5а с!ср/тм,
где Цр - критическая длииа волокна мм ог - усоедненная прочность волокна Сн с1ср - средний диаметр волокна, мм
26
Вестник УО «ВГТУ»
р - адгезионная прочность на границе волокно-связующее, Сн. Расчеты показывают, что критическая длина волокна (в зависимости от его природы и приводы связующего) находится в диапазоне 0,5-25 мм. [3]
По своим показателям коротковолокнистые отходы идеально подходят к использованию их в каиестве наполнителя в композиционных строительных смесях
На базе кааэедры "ПНХВ" и кафедры химии ведутся работы по пооекгированию композиционных строительных материалов с поименением коротковолокнистых отходов в качестве наполнителя
Выбранное направление работы - проект технологии производства композиционных строительных смесей для декоративно-отделочных работ
Для исследований нами были выбраны два вида отходов, образующихся на предприятиях РЕ- кноп стриг алоный (ОАО «Белфа») и кноп ткацкий (ОАО «Витебские ковры»). Эти отходы характеризуются яркой окраской т.к они образуются в результате окончательной отделки готовых меховых полотен и ковровых изделий.
В качестве связующего были испопьзованы клревые составы широко используемые в строительстве: в 1-ом варианте - жидкий полимер, во 2-ом варианте - сухой полимео. Разработано два вида композиционных строительных смесей.
Вариант 1. Подготовленные отходы (к подготовке относиться разборка отходов по составу оттенку и цвету) и связующее помещают в емкость и пеоемешиьаются до однородной массы Полученная смесь наносится на обрабатываемую поверхность кистью, шпателем или валиком в зависимости от ожидаемого эффекта и подвергается сушке при температуре 150 - 180°С.
Вариант 2. Подготовленные отходы, связующее и воду помещают в емкость и перемешивают до полного растворения связующего. Смесь наносится на обрабатываемую поверхность кистью, шпателем или валиком и высыхает при комнатной температуре.
Процентное соотношение по объему наполнителя и связующего в разработанных смесях следующее- в 1-ом варианте - наполнитель/связующее - 50%/50%; во 2-ом варианте - наполнитель/связующее/вода - 50%/5%/46%
Результаты исследований качественных показателей разработанных смесей представлены в таблице 2
аблица 2
Исследуемые составы Сообционная влажность, % Адгезионная прочность, сн Кислородный индекс m
Вариант 1 7-8 3,5-3.5 30
Вариант 2 12-14 2 6-2.8 28
Как видно из таблицы 2 по показателю безопасности предлагаемые смеси безопасны в использовании для отделки офисов, коридоров, лестничных пролетов и других помещений.
Благодаря использованию коротковолокнистых отходов текстильной промышленности в композиционных строительных смесях расширяется ассортимент последних улучшаются их эксплуатационные свойства Дешевизна отходов даёт значитепьный экономический эффект в производстве композиционных строительных смесей. Кооме того внедрение отходов в производство позволяет решать природоохранные и экологические вопросы. Использование оазоаботанных видов смесей помогает скрывать мелкие недостатки и дефекты поверхностей улучшить тепло- и звукоизоляцию помешений, получить неповторимый декоративный эффект и Фактуру.
Список использованных источников
1. Г.Н.Кукин, "Текстильное материаловедение. Волокна и нити" Леттромбытиздат 1989г. стр.12 18
У О «ВГТУ» - 40 лет
27
2. Г.Н.Кукин, А.Н.Соловьев Текстильное материаловедение. Исходные материалы" Легпромбытиздэт 1985.стр 20-23.
3. П Г.Василик, И В.Голубев,"Применение волокон в сухих строительных смесях" Научно-технический и производственный журнал «Строительные материалы». ООО «Рекламно-издательская фирма «Стоойматериалы». Москва 2002 N99 стр. 26-27
SUMMARY
Problems n processing ana application of shortfiber wastes are always actual for most of ,.ght industry enterprisers. Using of textile shortfiber wastes in building material's production mav solve this problem. Even shortfiber waste has enough valuable properties and s u..,zaiion is inexpepedient. Mineral and wood fibers have been appiicated in building materials for a long time. Now possibilities of shortfiber waste's applications in decorarive materials being reserched by \/STU s scientist. Elaborate of "liquid wallpaper" product' in's technology is direction of present work. Two types of mixtures consisted of binding and filling had been elaborated in consequence of our work The building materials assortment is extended thanks to using of textile shortfiber wasies, quantity of technolog.ca1 transactions are aecreased at the expense of termal processing on the work ng surface directly Mixtures' qualities allows to exclude some types of surface s process ng (painting etc.) that gives consideraiale economic effect.
УДК 677.022.3
ИССЛЕДОВАНИЕ МИГРАЦИИ ВОЛОКОН ПО СЕЧЕНИЮ ПРЯЖИ ПРИ КРУЧЕНИИ
Д.Б. Рыклин
Целью исследования процесса миграции волокон по сечению пряжи при кручении является определение состава поверхностного слоя многокомпонентной пояжи. Результаты данных исследований могут быть использованы для прогнозирования цвета меланжевых пряж, а также дла оценки пряж, состоящих из натуральных и химических волокои, с точки зрения их органолептического восприятие
Стоуктура текстильных нитей в значительной мере определяет их свойства и возможности использования. Обычно структура определяется размерами, формой элементов из которых состоят нити, взаимным расположением элементов и их свойствами. Пряжа состоит из волокон распределенных более или менее равномерно по ее длине В результате скручивания вслокна обвивают друг друга Структуру пряжи определяют условия процесса фсрмирсвания, к которым относятся: ширина мычки, высота треугольника кручения соотношение между числом оборотов нити вокруг ее оси и скоростью подачи аогокнистой ленточки
Так как в треугольнике кручения максимальное натяжение получают краиние волокна то в дальнейшем они стремятся переместиться к центру нити. В результате волокна располагаются по спиралям с переменным шагом витков и переменным радиусом цилиндра на который они наматываются. Такое расположение волокон, выравнивая частично их натяжение в нити препятствует закономеоному увеличению нормального давления от растянутых периферииных волокон к центру нити.
При теоретическом исследовании мигиации волокон было принято предположение о том, что из за миграции среднее растягивающее усилие действующее на волокно постоянно. Удлинение волокон ¡-того компонента определяется по формуле
28
Вестник У О «ВГ\ У»
