CC BY
20
УДК 677.027.625.121
Д.Г. САРШеКОВА, О.М. КУНИК, Р.С. СЕРВЕТНИК, Г.С. САР1БЕКОВ
Херсонський нацюнальний технiчний ушверситет
РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГИ НАДАННЯ ТЕКСТИЛЬНИМ МАТЕР1АЛАМ СПЕЦ1АЛЬНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ ЗАХИСНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ
У cmammi до^джено вплив катюноактивних полiмерiв на яюсть олеофобного оздоблення бавовняно'1 тканини, оброблено'1 фторвмкним препаратом Aquaphob Softech. Встановлено, що застосування катiоноактивного полiмеру КП.2 дозволяе пiдвищити стшюсть олеофобного ефекту тканини до 4-х циклiв мильно-содових обробок.
Ключовi слова: захиснi властивостi, олеофобтсть, фксатори, катюнт полiмери.
Д.Г. САРИБЕКОВА, А.Н. КУНИК, Р.С. СЕРВЕТНИК, Г.С. САРИБЕКОВ
Херсонский национальный технический университет
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРИДАНИЯ ТЕКСТИЛЬНЫМ МАТЕРИАЛАМ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ
В статье исследовано влияние катионоактивных полимеров на качество олеофобной отделки хлопчатобумажной ткани, обработанной фторсодержащим препаратом Aquaphob Softech. Установлено, что применение катионоактивного полимера КП.2 позволяет повысить устойчивость олеофобного эффекта ткани до 4-х циклов мыльно-содовых обработок.
Ключевые слова: защитные свойства, олеофобность, фиксаторы, катионные полимеры.
D. SARIBYEKOVA, A. KUNIK, R. SERVETNIK, H. SARIBYEKOV
Kherson National Technical University
DEVELOPMENT OF TECHNOLOGY OF TEXTILE MATERIALS ADMISSION OF SPECIAL
PURPOSE OF PROTECTIVE PROPERTIES
The influence of cationic polymers on the quality of oleophobic finishing of cotton fabric treated with the fluorine-containing preparation Aquaphob Softech is studied in the article. It is established that the use of cationic polymer KP.2 allows to increases the stability of the oleophobic tissue effect up to 4 cycles of soap-soda treatments.
Key words: protective properties, oleophobicity, fixatives, cationic polymers.
Постановка проблеми
Серед асортименту тканин, що мають спещальш властивосп, наприклад, вогне-, водо-, кислото-, нафтозахисш, протизабруднювальш та шш1, особливе мюце займають тканини, призначеш для захисту в1д дп маслянистих рвдин, осшльки майже вс галуз1 народного господарства використовують щ речовини або х1м1чш сполуки, отримаш на !хнш основа
Технолопя надання текстильним матер1алам масловщштовхувальних властивостей - одна з найбшьш розвинених областей i в1др1зняеться ввд шших спещальних вид1в обробки наявшстю на свгговому ринку велико! кшькосп рiзноманiтних препаратiв-олеофобiзаторiв (фторвмiсних сполук). Однак слщ зазначити, що за рахунок ряду причин олеофобний ефект недостатньо стшкий до мильно-содових обробок (МСО), ^м того препарати-олеофобiзатори вiдрiзняються високою вартiстю.
Недостатня стiйкiсть олеофобного ефекту на текстильному матерiалi обумовлена здатнютю олеофобно! плiвки i самого текстильного матерiалу до набухания пiд час прання або хiмчистки. Рiзна стутнь набухання плiвки i самого волокна викликае вiдрив полiмерно! плiвки ввд поверхнi волокон, тобто ввдбуваеться адгезшне вiдшаровуваиия. Для пiдвищения стiйкостi зв'язку олеофобно! плiвки з текстильним матерiалом до складу композицi! вводять зшиваючi препарати (похiднi сечовини, меламiну, акриламвду), здатнi зшити полiмерну плiвку i хiмiчно прореагувати з волокном. У разi полiефiрних волокон зв'язок олеофобно! плiвки з волокном чисто мехашчний [1].
Аналiз останшх дослiджень та публжацш
У якостi iнтенсифiкуючих агента процесiв опоряджувального виробництва заруб1жною i вiтчизияною промисловiстю запропоновано великий вибiр текстильно-допомiжиих речовин, як1 вiдрiзняються рiзномаиiтнiстю хiмiчно! природи i властивостей. Особливий iнтерес представляють катiоннi полiмери, на основi яких створюються багатофункцiональнi препарати-фшсатори.
Вченими 1вашвсько! текстильно! академп [2] запропонований апрет на 0CH0Bi катiоноактивного полiмеру ВПК-402 для нанесення духмяних речовин (Ванiль CFB 17171) на трикотажш текстильнi матерiали на стадп промивки та iммобiлiзацi! !х на стадй' сушки з подальшим пролонгованим видiленням. Встановлено, що зразки, просоченi духмяною речовиною i оброблеш запропонованим апретом, володiють максимальним ефектом пролонговано! дй' i здатнi збертати запах протягом тривалого часу. Показано, що спйюстъ ароматичного ефекту збертаеться протягом 4-5 кратного прання.
Авторами [3] пропонуеться нанесення катiонних препаратiв на бавовняний текстильний матерiал перед друком активними барвниками. Найбiльша iнтенсивнiсть забарвлення отримана при використаннi катiонних препарапв на основi четвертинного з'еднання полiаммонiя в концентрацп 30 г/л.
В робот [4] пропонуеться пiдвищити стшшсть забарвлення прямих барвникiв обробкою пофарбованого текстильного матерiалу спецiальними закрiплювачами катюнного типу Сандофiкс FFN i Бшол. Дiя цих закрiплювачiв заснована на здатносп до взаемодй' з анюном барвника (Кр) з утворенням малорозчинно! у водi сполуки за схемою:
^03_№++ CH3COOK ^ KpSO3^K+ + CH3COONa.
Для закрiплення активного гiдролiзованого барвника на волокнi пропонуеться обробка пофарбовано! тканини препаратом Тексалон БА (розчин полiелектролiтiв i катюнно! ПАР при загальнш концентрацп композиту 15 г/л) [5]. Даний метод дозволяе шдвищити мiцнiсть забарвлення на 1 - 2 бали.
ЦН1ХБД стльно з 1нститутом нафтохiмiчного синтезу РАН РФ проведет дослвдження по створенню безформальдегiдних препаратiв, здатних закрiплювати прямi i активнi (гiдролiзовано! частини) барвники на целюлозних матерiалах [6]. Розроблений авторами склад на основi катюнних полiелектролiтiв забезпечуе пiдвищення мiцностi забарвлень до мокрих обробок i поту на 1 - 2 бали в порiвняннi з мщшстю забарвлення необробленого волокна. Для перюдичного способу фарбування рекомендуеться вiд 1 до 4% препарату ввд маси матерiалу, для безперервного - вiд 10 до 40 г/л.
В робот [7] запропоновано застосування катiонних полiмерiв КП.1, КП.2, КП.3 i КП.4 для проведення безелектролiтного процесу фарбування бавовняних текстильних матерiалiв активними барвниками шляхом попередньо! обробки тканини розчинами катюнних препарапв концентрацiею вiд 3 до 20 г/л.
Формулювання мети дослiдження
Мета роботи полягала у розробщ ефективно! технологи надання текстильним матерiалам спецiального призначення захисних властивостей (олеофобностi) шляхом застосовування катiонних полiмерiв.
Викладення основного матер1алу досл1дження
Дослвдження проводили на пофарбованш бавовнянiй тканинi арт. 0-104 (виробництво ТОВ «ВО ТК-Донбас», м. Донецьк). В якосп фторвмюно! сполуки використовували препарат Aquaphob Softech (виробництво MKS Devo, Туреччина).
Олеофобшсть бавовняно! тканини визначали зпдно ДСТУ ISO 14419:2005, а також паралельно методом ЗМ [8, 9]. Стшшсть олеофобного апрету до прання визначали згiдно з ДСТУ 9733.4-83, методика якого базуеться на мехашчному перемiшуваннi дослвдного зразка в пральних розчинах (4 г/л мила, 1 г/л кальциновано! соди) при температурi 60±2°С i чай 30 хв.
Вибiр технологiчного режиму обробки бавовняно! тканини фторвмюним препаратом Aquaphob Softech здшснювали шляхом варiацi! температури фiксацi! вiд 90°С до 120°С, з термофiксацiею при 150°С i без не! (табл. 1).
Таблиця 1
Вплив технолог1чного режиму на стшккть олеофобно'1 обробки до прання_
№ Склад апрету Концентращя, г/л Сушка,°С Термообробка, °С Час, хв Олеофобш властивосл до прання, умовш одинищ (бали) Олеофобш властивосл тсля прання,умовш одинищ (бали) Цикл МСО
1 2
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 Aquaphob Softech 50 90 - 5 70В (4В) 80В (4А) 50В (2В)
2 50 120 - 5 90В (5В) 80В (4В) 70А (4В)
3 50 90 150 5 80В (5В) 80В (4В) 60В (3В)
Продовження таблиц 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9
4 100 90 - 5 70В (4В) 80В (5В) 60В (3В)
5 Aquaphob Softech 100 120 - 5 80В (5В) 70А (5В) 70В (5В)
6 100 90 150 5 90В (6В) 70В (3В) 60B
Зпдно з представленими даними, найбiльш оптимальним технологiчним режимом апретування тканини являеться сушка при температурi 120°С, що дозволяе досягти ефект олеофобностi у 90 умов. од. за методом ЗМ та 6 балiв за ДСТУ при концентрацп фторвмюного препарату 50 г/л.
Для визначення оптимально! концентрацп вторвмюного препарату бавовняну тканину просочували препаратом Aquaphob Softech концентращею ввд 10 до 100 г/л (табл. 2).
Таблиця 2
Вплив концентрацi'l' фторвмiсного препарату на стiйкiсть олеофобноТ обробки до прання
№ Склад апрету Концентращя, г/л Олеофобш властивосп до прання, умовш одинищ (бали) Олеофобш властивосп шсля прання, умовш одинищ (бали)
Цикл МСО
1 2
1 Aquaphob Softech 10 50С (1С) - -
2 20 80В (4А) 50В(1В) -
3 30 80А (4А) 60В(2А) -
4 40 90В (5В) 70В(3В) -
5 50 90В (5В) 80В(4В) 70A(4B)
6 60 90В (5В) 70B(3B) 50B(1A)
7 70 90В (5В) 70B(3B) 50B(1B)
8 100 80В (5В) 70В(3В) 60B(2B)
Згiдно з отриманими даними (табл. 2), найбiльш високий ефект олеофобностi досягаеться при концентрацп препарату 50 г/л - 90 умов. од. i 5 балiв до прання, та 70 умов. од. i 4 бали шсля двох циклiв прання. Слiд зазначити, що отриманий олеофобний ефект не стшкий до дi! МСО i не вiдповiдае вимогам iснуючих ДСТУ.
Для тдвищення стiйкостi зв'язку олеофобно! плiвки з текстильним матерiалом в робот запропоновано застосування катiоноактивних полiмерiв КП.1 та КП.2, як1 в^^зняються м1ж собою за щiльнiстю заряду i хiмiчною будовою.
Вплив катюнних полiмерiв на стiйкiсть олеофобно! обробки до МСО приведено в табл. 3, 4.
Таблиця 3
Вплив катшнного полiмеру КП.1 на стшюсть олеофобноТ обробки до прання_
№ Просочення Склад апрету Концентрацiя, г/л Олеофобш властивосп до прання, умовш одинищ Олеофобнi властивостi до прання, бали Олеофобнi властивостi пiсля одного циклу прання, умовш одинищ (бали)
1 2 3 4 5 6 7
1 КП.1 5
1 2 Aquaphob Softech 50 60(А) 2(В) —
1 КП.1 7 -
2 2 Aquaphob Softech 50 70(В) 3(А)
1 КП.1 10 -
3 2 Aquaphob Softech 50 70(А) 5(В)
1 КП.1 20 -
4 2 Aquaphob Softech 20 70(А) 3(А)
Продовження тaблицi 3
1 2 3 4 5 6 7
1 КП.1 20
5 2 Aquaphob Softech 30 70(A) 4(A) —
1 КП.1 20
6 2 Aquaphob Softech 40 70(A) 6(B) 60B(3A)
1 КП.1 20
7 2 Aquaphob Softech 50 80(B) 6(B) 60A(3A)
1 КП.1 30
8 2 Aquaphob Softech 50 70(A) 4(A) 50B(1A)
Тaблиця 4
Вплив капонного полiмеру КП.2 на стшккть олеофобно'1 обробки до прання
« <D C^aA anpeTy Концентрaцiя, г/л Олеофобш влaстивостi Олеофобш Олеофобш влaстивостi тсля прaння, умовш одинищ ^ли)
№ V о с до прaння, умовш одинищ влaстивостi до прaння, Цикл МСО
& бaли 1 2 3 4
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 КП.2 3 60B (4B) 60B (2B)
1 2 Aquaphob Softech 40 80(B) 4(A) — —
1 КП.2 3 80B (5B) 60B (3B)
2 2 Aquaphob Softech 50 80(B) 4(A) — —
1 КП.2 5 50B (1B)
3 2 Aquaphob Softech 40 60(B) 4(B) - — —
1 КП.2 5 70B (4B) 60B (2B)
4 2 Aquaphob Softech 50 70(B) 4(B) — —
1 КП.2 7
5 2 Aquaphob Softech 20 50(B) 2(B) — — — —
1 КП.2 7
6 2 Aquaphob Softech 30 60(B) 4(B) — — — —
1 КП.2 7 70B (4B) 70B (6B) 60B (5B) 50B (2B)
7 2 Aquaphob Softech 40 70(B) 4(B)
1 КП.2 7 90B (6B) 90B (6B) 70B (5B) 70B (3B)
8 2 Aquaphob Softech 50 90(B) 6(A)
1 КП.2 10 50B (1B)
9 2 Aquaphob Softech 40 70(A) 4(B) — — —
1 КП.2 10 50B (2B)
10 2 Aquaphob Softech 50 70(A) 4(B) — — —
1 КП.2 15 50B (1B)
11 2 Aquaphob Softech 40 70(B) 4(A) — — —
1 КП.2 15 60B (3B)
12 2 Aquaphob Softech 50 70(B) 5(B) — — —
Продовження таблищ 4
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 КП.2 20 50В (1В)
13 2 Aquaphob Softech 40 70(А) 4(А) - - -
1 КП.2 20 50В (2В)
14 2 Aquaphob Softech 50 70(А) 4(А) - - -
Аналiз отриманих даних, сввдчить про те, що введения до складу катюноактивних препарапв суттево позначилося на спйкосп олеофобно! обробки до МСО, але в деяких випадках спостерiгаeться попршення показник1в масловвдштовхування. Виняток становить препарат КП.2. Оптимальнi концентрацп препаратiв для олеофобно! обробки: КП.2 - 7г/л i Aquaphob Softech - 50г/л.
На нашу думку, змiцнения зв'язку «бавовняна тканина - олеофобна плiвка» при використаннi препарату КП.2 вщбуваеться як за рахунок електростатичних сил, що виникають м1ж фторвмiсною сполукою i катiонним полiмером, так i за рахунок специфiчно! дй' реакцшних груп катiонного полiмеру, здатних до утворення полiмерно! плiвки, яка фжсуе олеофобiзатор на ткаиинi в процес термообробки (рис. 1).
F2n+iC-CH^^X F2n+1Cn-CH2-O7X F2n+1C-CH^^X
Ri /
-R3—N+— /| Cl"
/ r2
Ri/
-R3—N+
Cl"
/ R,
-R3—N+— /I Cl"
O^H+ O"H+ O"H+ O"H+ O"H+ O"H+ O"H+ O"H+
R
n
n
n
R
2
Рис. 1. Ймовiрний мехашзм дй" катюнного полiмеру: Ri, R2, R3 - алкiльнi радикали KaTioHHoro полiмеру, Х - активш групи фтороргашчноТ сполуки,
------имов1рмии зв'язок.
^iM того препарат КП.2 здатний до утворення ковалентного зв'язку з целюлозним волокном, що додатково сприяе фжсацп олеофобно! плiвки на ткаиинi. В результат чого отриманий олеофобний апрет характеризуеться бiльш високою стiйкiстю до прання.
Висновки
1. На пiдставi проведених дослвджень обгрунтовано перспективнiсть використання катiонних полiмерiв для шдвищення стшкосп олеофобного ефекту до прання.
2. Здшснено вибiр технологiчного режиму процесу олеофобiзацi! бавовняно! тканини, визначено оптимальш концентрацй' фторвмiсного препарату Aquaphob Softech i катюнних полiмерiв КП.1 та КП.2.
3. Встановлено, що отриманий захисний ефект з використанням катюнного полiмеру КП.2 концентрацiею 7 г/л стшкий до 4 циклiв МСО при t = 60°С (без попередньо! обробки катiонним препаратом - 1 цикл).
Список використаноТ лiтератури
1. Глубиш П.А. Маслоотталкивающая отделка текстильных материалов: монография. - М.: ЦНИИ и ТЭИЛП, 1974. - 23 с.
2. Одинцова О.И. Использование синтетических полиэлектролитов для иммобилизации душистых веществ на текстильных материалах / О.И. Одинцова, М.Н. Кротова, В.А. Фирсова, А.А. Васильев // Тезисы докладов II-й научно-практической конференции и каталог выставки «Нанотехнологии в текстильной и легкой промышленности». - М.: ГОУВПО «МГТУ им. А.Н. Косыгина». - 2011. - С. 39 - 40.
3. Гранатович Н.Н. Исследование возможности применения катионных препаратов для подготовки хлопчатобумажных тканей под цифровую печать активными красителями / Н.Н. Гранатович, Г.Е. Кричевский // Сборник материалов Междунар. научно-технической конф. «Современные
наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильнои и легкой промышленности» (ПРОГРЕСС - 2006). - Часть 1. - Иваново: ИГТА. - 2006. - С. 61 - 62.
4. Переволоцкая В.К. Крашение льняных материалов с помощью прямых красителей и новых бесформальдегидных закрепителей / В.К. Переволоцкая, Н.А. Леонова, В.А. Афанасьева // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д. И. Менделеева). - 2002. - т. XLVI, №2. - С.47 - 51.
5. Кротова М.Н. Использование производных алкиламина в химико-текстильном производстве / М.Н. Кротова, М.В. Уважаева, А.Р. Гадеева, О.И. Одинцова // Сб. науч. тр. «Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической отраслях промышленности». - СПГУТД. - г. Санкт-Петербург, 2006. - С. 164 - 167.
6. Крюков В.К. Бесформальдегидный закрепитель для прямых и активных красителей / В.К. Крюков, Т.Г. Мурзабекова // Текстильная промышленность. - 1998. - №3. - С. 38.
7. Кулиш А.Н. Бессолевое крашение - новый способ колорирования активными красителями / А.Н. Кулиш, Л.А. Нестерова, Г.С. Сарибеков // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2012. - №1/8 (55). - С. 9 - 12.
8. Методы исследования в текстильной химии: Справ. / Под. ред. Г.Е. Кричевского. -М.: Легпромбытиздат, 1993. - 401 с.
9. ДСТУ ISO 14419:2005 Матерiали текстильш. Оливоввдштовхувальшсть. Метод визначення стшкосп до вуглеводшв. - Видавництво Держспоживстандарт, 2007. - 12 с.
