CC BY
39
ТЕХНОЛОГИИ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ ТЕКСТИЛЬНОЙ И ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
УДК 687.023:678.7
О. В. Вишневская
ВОССТАНОВЛЕНИЕ СВОЙСТВ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
С ПОКРЫТИЕМ ПОСЛЕ МНОГОКРАТНЫХ СТИРОК
Ключевые слова: текстиль, покрытие, стирка, ВЧЕ-плазма, восстановление, паропроницаемость, водоупорность, воздухопроницаемость, краевой угол смачивания.
Для повышения качества текстильных материалов с покрытием после многократных стирок, была рассмотрена возможность восстановления свойств данных материалов с помощью ВЧЕ-плазмы пониженного давления. Установлено, что плазменная обработка позволяет восстановить паропроницаемость, водоупорность и повысить краевой угол смачивания.
Keywords: textile, coating, washing, HFC-plasma, recovery, vapor permeability, waterproof, breathable, the contact angle.
For improving the quality of textile materials coated after repeated washings, it was considered the possibility of restoring the properties of these materials with the help of HFC-plasma of reduced pressure. It was found that plasma treatment can restore water vapor permeability, water-resistant nature and increase the contact angle.
Введение
Одним из главных направлений развития текстильной промышленности в России является расширение ассортимента текстильных материалов и повышение их качества. Применение различных видов заключительной отделки тканей - один из способов достижения данной цели.
В настоящее время появился высокий спрос на текстильные материалы с мембранным покрытием. Это обусловлено тем, что в зависимости от вида и состава покрытия, полученные многофункциональные текстильные материалы обладают высокими воздухо- и паропроницаемыми свойствами, защищают от воды и сильного ветра, устойчивы к физическим и механическим воздействиям.
К текстильным материалам с мембранным покрытием относится особая группа тканей, основной упор при изготовлении которых делается на наличие определенных свойств и характеристик за счет наносимого покрытия. Данный многофункциональный материал используется для пошива верхней одежды для активных видов спорта, специальной одежды для особых климатических условий.
В данной работе было исследовано влияние многократных стирок на поверхностные свойства, воздухопроницаемость, водоупорность и паропрони-цаемость текстильных материалов с покрытием, а также восстановление защитных свойств данных текстильных материалов с помощью плазменной обработки.
Экспериментальная часть
В качестве объектов исследования были выбраны двухслойные материалы с мембранным покрытием, нанесенным на изнаночную сторону: полиэфирная ткань с ПУ покрытием Климат 3 и поли-эфирвискозная ткань с ПУ покрытием Климат 3+ ОАО «Чайковский текстиль» (г. Чайковский) и по-лиэстеровый флис с ПУ покрытием Алова ООО
«Балтийский текстиль» (г. Санкт-Петербург), характеристики которых представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Характеристики исследуемых текстильных материалов с покрытием
№ Наименование показателя Ткань Премьер Protect 170 Ткань Климат 260 Ткань Алова
1 Артикул 80014 87015 -
2 Состав 100% ПЭ 78% ПЭ + 22% Вис 100% ПЭ
3 Переплетение саржевое полотно трикотаж
4 Разрывная нагрузка, Н основа/уток 623,28/ 407,4 561,28/ 490,7 251,9/ 138,1
5 Водоупорность *, мм вод ст 8000 10000 8000
6 Воздухопроницаемость, дм3/м2сек 2,6 5,6 2,4
7 Паропроницаемость, г/м2 за 24 часа 1770 2600 860
8 Отделка МВО, покрытие Климат 3 ВО, покрытие Климат 3+ ПУ мембрана
* Данные представлены производителем.
Образцы текстильных материалов подвергались 5 стиркам бытовым порошком без содержания хлора при 600С [1], так как производители тканей с мембранным покрытием не рекомендуют использовать
хлорсодержащие порошки, которые приводят к деструкции материалов.
После пятикратных стирок текстильных материалов с покрытием был проведен ряд лабораторных исследований по определению паропроницае-мости на основании ГОСТ 22900-78. Водоупорность текстильных материалов определялась на приборе FX 3000 HYDROTESTER III фирмы Textest AG (Швейцария). Диапазон испытываемых давлений 0100 мбар, ±0,5%.
Воздухопроницаемость тканей с покрытиями измерялась на приборе A0002D Digital производителя IDM Instruments (Автсралия) по стандарту ASTM D737 при давлении 1000 Па.
Краевой угол смачивания исследовали методом сидячей капли на приборе Kruss Easy Drop DSA 20E по методике, описанной в работе [2] с двух сторон материала.
Восстановление защитных свойств проводилось в ВЧЕ-плазменной установке пониженного давления. Известно [2-4], что плазменная обработка при-
Таблица 2 - Результаты экспериментальных дан гократных стирок и плазменной обработки
водит к изменению поверхностных свойств текстильных и кожевенных материалов. Описание лабораторной установки представлено в работе [3]. Обработка проводилась в среде смеси газов аргона (70%) -ацетилена (30%), расход которого составлял - 0,04 г*с-1 при напряжении (и) 5 кВ, токе (I) 0,7 А, рабочем давлении газа (Р) 26,1 Па и продолжительности обработки (т) 7 минут при частоте генератора 13,56 МГц. После плазменной обработки образцы также исследовались по вышеперечисленным методикам.
Результаты и обсуждение
Результаты экспериментальных данных по исследованию воздухопроницаемости, паропроницае-мости, водоупорности, краевого угла смачивания текстильных материалов после 5 стирок и восстановления в ВЧЕ-плазме пониженного давления представлены в таблице 2.
после воздействия на текстильные материалы мно-
Краевой угол смачива-
Вид обработки Паропроницае- Водоупорность, мм вод ст Воздухопрони- ния, град.
Материал мость, г/м2 за 24 часа цаемость, дм3/м2сек со стороны покры- со стороны ткани
тия
Материал с покрытием Климат 3 - 1770 8698,4 2,6 80 150
Стирка 1314 2134,3 4,3 76 0
Плазменная обработка 1875 4262,5 3,4 85 149
Материал с покрытием Климат 3+ - 2600 10003,7 5,6 94 140
Стирка 2430 8361,8 8,0 44 0
Плазменная обработка 2650 10000,0 5,8 90 153
- 860 2885,9 2,4 76 125
Материал Стирка 791 1926,7 6,8 58 0
Алова Плазменная обработка 910 4313,5 4,2 97 128
Согласно результатам таблицы 2, после 5 стирок ВО и МВО пропитки текстильных материалов с покрытиями Климат 3 и Климат 3+ полностью вымываются с поверхности ткани, мембранное покрытие становится более гидрофильным, что видно по значениям краевого угла смачивания и снижению водоупорности на ~30% для всех материалов. Это связано с тем, что при использовании концентрированных растворов мыла после возникновения первого слоя молекул на ткани образуется второй слой мыла, молекулы которого ориентированы противоположным образом, т.е. полярной группой в моющий раствор, благодаря чему и наблюдается гидрофили-зация поверхности ткани [5]. Повышение воздухопроницаемости текстильных материалов с покрытием после 5 стирок также можно объяснить вымыванием пропиток.
Паропроницаемость после пятикратной стирки уменьшается на 25,8% для материала Климат 3, на 6,8% для материала Климат 3+ и на 7% для материала Алова, соответственно.
После обработки текстильных материалов в ВЧЕ-плазме пониженного давления в среде аргона-ацетилена происходит гидрофобизация материала за счет образования углеводородной пленки на поверхности ткани [6], гидрофобизация покрытия также увеличивается, однако это не влияет на паропро-ницаемость. Значительное снижение водоупорности текстильного материала с покрытием Климат 3 связано с необратимыми последствиями гидромеханического воздействия на ткань во время стирки.
Из таблицы 2 видно, что после плазменной обработки значения воздухопроницаемости материалов снижаются относительно стиранных образцов, это можно также объяснить образованием пленки и повышенной гидрофобности материалов.
После восстановления свойств материалов с покрытиями, паропроницаемость текстиля Климат 3 и Алова увеличилась на 6%, Климат 3+ на 2%, соответственно, относительно контрольных образцов.
Заключение
Таким образом, в результате экспериментальных исследований и на основе данных установлено:
- после воздействия ПАВ и пятикратного гидромеханического воздействия на текстильные материалы с покрытием, происходит снижение краевого угла смачивания и водоупорности на ~30% для всех исследуемых материалов, происходит увеличение воздухопроницаемости и снижение паропроницае-мости до 25,8% для ткани Климат 3;
- установлено, что плазменная обработка в среде аргона-ацителена позволяет восстановить поверхностную гидрофобность и частично водоупорность текстильных материалов с покрытиями;
- установлено, что после восстановления в ВЧЕ-плазме пониженного давления паропроницаемость текстильных материалов с покрытием максимально увеличивается на 6%, а воздухопроницаемость снижается относительно образцов, подвергавшихся многократным стиркам.
Восстановление свойств текстильных материалов с покрытиями с помощью ВЧЕ-плазмы пониженного давления позволит продлить комфортный для человека срок службы изделий из данных тканей.
Литература
1. ГОСТ 30157.1-95 «Методы определения изменения размеров после мокрых обработок или химической чистки. Режимы обработок».
2. Абдуллин И.Ш., Ибрагимов Р.Г., Зайцева О.В., Вишневский В.В., Осипов Н.В. Гидрофобизация поверхности материалов с мембранным покрытием с помощью плазменной обработки / Вестник Казанского технологического университета. 2014. №19. С 47-49.
3. Абдуллин И.Ш., Желтухин В.С., Кашапов Н.Ф. Высокочастотная плазменно - струйная обработка материалов при пониженных давлениях. Теория и практика применения. - Казань: Изд - во Казан. ун -та, 2000. -348 с.
4. Абдуллин И.Ш., Ибрагимов Р.Г., Вишневская О.В., Вишневский В.В., Осипов Н.В., Горелышева В.Е. Исследование изменения свойств поверхности двухслойных мембранных материалов после плазменной обработки / Вестник технологического университета. 2016. №8. Т.19. -С 75-78.
5. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. Изд. 2-е, пере-раб. и доп. М., «Химия», 1976. - 512с.
6. Гришанова И.А., Абдуллин И.Ш., Мигачева О.С. Формирование адсобционной пленки на поверхности синтетических волокон в низкотемпературной плазме / Вестник Казанского технологического университета. 2014. №9. - С. 25-27.
© О. В. Вишневская - аспирант кафедры ПНТВМ КНИТУ, [email protected]. © O. V. Vishnevskaya, postgraduate student the department PNTMC KNRTU, [email protected].
