CC BY
43
2. Костенко В.Г., Овчинников А.Е., Горбатов В.М. Производство крахмала.- М.: Пищ. Пром-сть, 1975. - 207 с.
3. Басок Б.И., Ободович А.Н., Пироженко И.А., Коба А.Р. Энергосберегающая безотходная технология гомогенизации плодоо-
вощного и цитрусового сырья // Промышленная теплотехника, 2003.- Т.25.- №4.- С. 90-93.
УДК 677.021.3:677.31
Рассмотренные вопросы связаны с возможностью применения электроразрядной нелинейной объемной кавитации при подготовке шерстяного волокна под крашение. Разработанная и описанная в статье технология подготовки может быть использована при крашении шерстяного волокна в светлые тона
ВЛИЯНИЕ ПРОЦЕССА ПЕРВИЧНОЙ ПОДГОТОВКИ ШЕРСТИ НА СОРБЦИЮ КИСЛОТНОГО КРАСИТЕЛЯ ПРИ КРАШЕНИИ ВОЛОКНА В СВЕТЛЫЕ ТОНА
Ю.Г. Сарибекова
Кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник НИСа.
Контактный телефон: 80503188016
1. Введение
Шерсть, являясь самым дорогим из текстильных волокон, обладает уникальными эстетическими и функциональными свойствами. Как правило, она используется для изготовления одежды наивысшего качества. Качество, внешний вид и эксплуатационные свойства шерстяных изделий во многом зависят от первичной обработки шерсти.
Технологический процесс первичной обработки шерсти должен обеспечить сохранность всех ее ценных природных свойств. Нарушение технологического процесса приводит к нежелательному изменению свойств шерсти и к потерям шерстяного волокна, как на фабриках первичной обработки шерсти, так и при дальнейшей переработке на шерстеобрабатывающих предприятиях (операции беления и крашения волокна). В последние годы требования к качеству шерстяных изделий значительно повысились. Это привело к необходимости разработки новой технологии, позволяющей получить улучшенные свойства волокна с минимальными затратами.
Основные технологические и потребительские свойства шерсти, такие как способность, к свойлачива-нию, смачиваемость и др. свойства, обусловлены стро-
ением поверхности шерстяного волокна - кутикулы. Кутикулярные клетки имеют очень сложное строение и состоят из тончайших клеточных мембран (эпику-тикулы, экзо- и эндокутикулы). Роль кутикулы очень велика. Так, эпикутикула определяет характерную для шерсти низкую поверхностную энергию (35 - 49 мН/м) и, соответственно, плохую смачиваемость водой и водными растворами. Экзокутикула имеет более инертный тонкийслой («а» - слой), характеризующийся большим содержанием серы и высокой степенью сшивки пептидных цепей, что может служить барьером для крупных молекул красителя внутрь волокна.
Обычно крашение шерсти проводят в волокне по периодическому способу. Основной трудностью при этом является получение чистых и ровных окрасок на волокне, имеющем природный кремовый или серый оттенок. В промышленности эту проблему решают проведением дополнительной стадии беления с целью разрушения природного красителя шерсти и получения необходимого цвета, однако это значительно увеличивает себестоимость продукции и приводит к ухудшению свойств волокна [1,2].
Предварительные исследования процесса глубокой подготовки шерсти показали, что электроразрядная обработка влияет на поверхность волокна, повы-
шая ее смачиваемость и белизну, при этом снижая степень свойлачиваемости [3].
Цель настоящей работы заключалась в исследовании влияния различных способов подготовки, таких как электроразрядная обработка (ЭРО) и беление, на сорбцию шерстью кислотных красителей. Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи: изучение влияния степени подготовки на качественные показатели мытой шерсти; исследование влияния способов подготовки на сорбцию и диффузию кислотного красителя; изучение влияния степени подготовки на устойчивость окрасок к физико-химическим воздействиям.
2. Изложение основного материала
В данной работе подготовка волокна под крашение осуществлялась следующими способами:
1.Мойка шерсти классическим способом в мыльно - содовом растворе.
2.Мойка шерсти классическим способом с последующей операцией беления.
3.Мойка шерсти методом ЭРО.
4.Мойка шерсти методом ЭРО с последующей операцией беления.
В таблице 1 представлены результаты влияния способов подготовки на качественные показатели шерстяного волокна.
Таблица 1
Влияние способов подготовки на качественные показатели шерстяного волокна
Способы подготовки Качественные покозатели
Влажность, % Жирос- одер жание, % Растительные примеси, % Белизна, %
Мыльно-содовый 8.8 2.0 2 55
Мыльно-содовый+ беление 12.2 1.0 1.5 63.6
ЭРО + промывка ПАВ 13.4 0.5 1.1 63.2
ЭРО + промывка ПАВ + беление 14.0 0.4 0.8 65
Необработанная шерсть 11.0 20 7.2 51
ГОСТ 12 - 17 0.5 - 2 2 60
В случае мойки шерсти способом ЭРО достаточная степень белизны достигается и без стадии беления. Кроме того, ЭРО оказывает положительное влияние на состояние шерсти, а именно, волокно становится воздушным и пушистым.
Таким образом, можно сделать вывод, что для практического применения следует рекомендовать способ подготовки шерсти на основе ЭРО.
Для оценки влияния электроразрядной обработки на интенсификацию процесса диффузии кислотных красителей внутрь волокна была исследована кинетика крашения отбеленного и обработанного ЭРО шерстяного волокна двумя различными красителями (кислотным красным 2Ж и кислотным фиолетовым С) в изотермическом режиме при температуре 100 С.
В процессе крашения определялось количество сорбированного красителя волокном. Полученные графические зависимости для шерстяного волокна представлены на рис. 1 - 2.
Из полученных данных видно, что в результате всех видов обработок происходит очистка шерсти от жировых и растительных примесей, однако показатель влажности в случае мыльно - содовой промывки не удовлетворяет требованиям ГОСТ. Если проанализировать показатель степени белизны, то можно сделать вывод, что процесс беления необходим только после мойки шерсти мыльно - содовым способом.
30 40 50 60 70 80 время крашения, мин
Рис.1. Кинетика крашения шерстяного волокна кислотным красным 2Ж.
1 — мыльно-содовая промывка; 2 — мыльно-содовая промывка + беление; 3 — промывка на основе электроразрядной обработки; 4 - промывка на основе электроразрядной обработки + беление.
Анализ кинетических кривых на примере красителя кислотного фиолетового С показывает, что минимальная скорость крашения и минимальное значение сорбции (1,6 г/кг) наблюдается в случае крашения шерсти, подготовленной по классическому способу. Крашение отбеленного шерстяного волокна способствует повышению скорости крашения, о чем свидетельствует увеличение сорбции красителя до 3,25 г/кг волокна. На наш взгляд, это объясняется частичной деструкцией кутикулы волокна в процессе беления.
Аналогичные результаты получены и при крашении волокна после электроразрядной обработки. Величина сорбции при этом несколько выше и составляет 4 г/кг (у красителя кислотный 2Ж). Количество фиксированного красителя при этом виде обработок выше, чем при крашении по классическому способу подготовки и после беления шерсти. Это на наш вигляд объясняется большей степенью повреждения кутикулы волокна.
Полученные кинетические кривые использованы для определения коэффициентов диффузии красителей в субстрате (табл.2). Расчет коэффициентов диффузии производили по уравнению [4].
D = 0,0063г2Д1/2,
где г - радиус волокна,
4/6 ( 34 ) 2008
11/2 - время «половинного крашения».
время крашения, мин
Рис.2. Кинетика крашения шерстяного волокна кислотным фиолетовым С 1 — мыльно-содовая промывка; 2 — мыльно-содовая промывка + беление; 3 — промывка на основе электроразрядной обработки; 4 - промывка на основе электроразрядной обработки + беление.
Таблица 2
Влияние способов подготовки шерсти на коэффициент диффузии и интенсивность окрасок
Анализ полученных данных показывает, что коэффициент диффузии зависит не только от температуры, но и от степени очистки волокна, т. е., первичной подготовки шерсти.
При обработке шерстяного волокна ЭРО скорость диффузии красителей возрастает. Это подтверждается результатами крашения. Ранее нами было установлено, что ЭРО значительно интенсифицирует процесс удаления растительных и органических примесей, разрушает жировой слой на поверхности волокна, способствуя тем самым более равномерной очистке шерстяного волокна без повреждения его структуры [3].
С повышением температуры зависимость коэффициента диффузии от состояния кутикулы уменьшается.
При температуре 100 С коэффициенты диффузии примерно одинаковые для всех образцов. Полученные результаты согласуются с литературными данными, которые свидетельствуют о том, что это может быть обусловлено увеличением подвижности молекулярных цепей с ростом температуры, а также влиянием обработки в жидкой среде при высокой температуре на морфологическую структуру волокна.
При температуре 100 С происходит раскрытие чешуйчатого слоя, что способствует проникновению красителя в волокно [1].
Наше предположение подтверждается данными, характеризующими интенсивность окраски.
При одинаковой скорости крашения интенсивность окраски образцов, обработанных ЭРО, выше, чем у образцов, промытых по классическому способу (таблица 2).
О положительном влиянии ЭРО на процесс крашения свидетельствует также показатели устойчивости окрасок к физико-химическим воздействиям.
Анализ полученных результатов, представленных в таблице 3, показывает, что предлагаемый способ подготовки имеет самые высокие показатели устойчивости окрасок к физико-химическим воздействиям.
Способы подготовки Коэффициент диффузии, Д*10-8 , см2/мин Интенсивность окраски, К/5
Кислотный красный 2Ж Кислотный фиолетовый С Кислотный красный 2Ж Кислотный фиолетовый С
Мыльно - содовая промывка 0.14 0.14 0.87 4.05
Мыльно - содовая промывка + беление 0.14 0.16 3.51 5.29
Промывка с ЭРО 0.16 0.16 3.6 6.25
Промывка с ЭРО + беление 0.16 0.16 3.85 6.15
Таблица 3
Влияние способов подготовки шерсти на показатели устойчивости окрасок к физико-химическим воздействиям
Способы подготовки Устойчивость окраски к трению Устойчивость окраски
сухое мокрое к стирке Хим. чистке
Красный 2Ж Фиолетовый С Красный 2Ж Фиолетовый С Красный 2Ж Фиолетовый С Красный 2Ж Фиолетовый С
Мыльно-содовый 4 4 4 4 3/4/3 3/3/4 4/4/4 4/4/4
Мыльно-содовый + беление 5 5 5 5 4/4/3 3/4/5 4/5/5 4/4/5
ЭРО 5 5 5 5 4/5/4 4/4/5 5/5/5 5/5/5
ЭРО + беление 5 5 5 5 4/4/4 4/4/5 5/5/5 5/5/5
3. Выводы
Установлено, что первичная обработка шерсти на основе ЭРО позволяет осуществить крашение в светлые тона без предварительного беления, окраски при этом отличаются более высокой интенсивностью и устойчивостью к физико-химическим воздействиям.
Литература
1. Новорадовская Т.С., Садова С.Ф. Химия и химическая технология шерсти. - М.: Легпромбытиздат, 1986.-200 с.
2. Шиканова И.А. Технология отделки шерстяних тканей.
- М: Легкая и пищевая пром-сть, 1983 . - 352 с.
3. Ермолаева А.В., Сарибекова Ю.Г. Интенсификация пер-
вичной обработки шерсти на основе метода электроразрядной нелинейной объемной кавитации // Вестник ХНТУ - 2006 - №3(26) - С50-53.
4. Технологические расчеты в химической технологии во-
локнистых материалов. Под ред. Беленького Л.И. - 2-е издание перераб. и доп. - М.:Высшая школа, 1985. - 240 с., ил.
УДК 504.064.4
■а о
Разработана комплексная оценка территории для размещения промышленных отходов в окружающей природной среде. В основу комплексной оценки вошли экологические, социальные и экономические критерии. Определены показатель экологического качества территории и показатель потенциального негативного воздействия промышленных отходов на окружающую природную среду.
■о &
КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ТЕРРИТОРИИ ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ
В.П. Миняйло
Научный сотрудник УкрНИИЭП
1. Введение
Промышленные отходы хранятся как на специализированных полигонах (хранилищах), так и на стихийных свалках. Физические, химические и биохимические, процессы разложения отходов оказывают вредное воздействие на окружающую природную среду. Отходы загрязняют почву, растения, воздух, подземные и поверхностные воды. Сложившаяся ситуация представляет реальную угрозу здоровью людей - нынешнему и грядущим поколениям.
Так, на Светловодском заводе «Калькулятор», проблема хранения, обезвреживания и утилизации промышленных отходов очень актуальна. На территории предприятия накопилось значительное количество токсичных отходов от остановленного производства печатных плат и от производственной очистки гальванических стоков. В отходах обнаружено большое содержание меди и никеля, солей и органических веществ. Некоторые промышленные отходы не идентифицированы, имеются неликвидные реагенты и материалы, которые могут рассматриваться как потенциально опасные вещества, в случае повреждения упаковки, и соответственно могут оказывать не-
гативное воздействие на окружающую природную среду. Окончательным местом длительного хранения промышленных отходов на предприятии является «могильник». Оценить степень воздействия и рациональность размещения промышленных отходов в окружающей природной среде можно с помощью разработанной автором статьи системы определения комплексной оценки территории и мест хранения промышленных отходов, которая приведена ниже.
Строительство и эксплуатацию действующих мест хранения отходов следует рассматривать как с позиции экологии, так и с позиции социологии и экономики.
2. Основная часть
При эксплуатации, а особенно при строительстве новых хранилищ (полигонов) нельзя пренебрегать общественным мнением, тех людей, которые будут проживать в зоне влияния/загрязнения мест хранения промышленных отходов. Для того чтобы учесть мнение общественности воспользуемся методом социологических исследований.
