Химическая модификация пенькового и джутового волокон регулируемым удалением примесей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.19.02, кандидат технических наук Конычева, Марина Васильевна

• Конычева, Марина Васильевна
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Конычева, Марина Васильевна

Аннотация

Введение

1.ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 12 . 1.1 .Современное состояние и перспективы использования лубяных ; волокон в текстильной промышленности

1.2. Структура, хишшеский состав и свойства лубяных волокон

1.2.1. Структура и морфологические особенности лубяных волокон

1.2.2. Химический состав лубяных волокон

1.3. Способы модификации лубяных волокон

1.3.1. Механические способы модификации лубяньис волокон 31«

1.3.2. Биологические и биохимические способы модификации

1.3.3. Химические способы модификации лубяных волокон 36 Г.3.4. Физико-химические способы модификации лубяных волокон 41»

2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Объекты исследования:

2.1.1. Используемые волокнистые материалы

2.1.2. Характеристика используемых химических реагентов, красителей итекстильно-вспомогательных веществ

2.2. Методика обработки волокнистых материалов 50 2.2.1. Методика химической модификации лубяньж волокон 50 2.2.21 Методика плазменно-растворной обработки лубяных волокон 51 2.3^ Методики получения окрашенных лубяных волокон 52 213;Г.' Методика проведения совмещенного процесса химической модификации и крашения волокнистых материалов кубовыми красителями 52 2.3:2. Методика крашения- волокнистых материалов, кубовыми красителями суспензионным способом •

2.3.3. Методика проведение совмещенного процесса химической модификации и крашения волокнистых материалов сернистымикрасителями

2.3.4. Методика крашения лубяных волокон сернистыми 53» красителями

2.4. Микроскопические методы анализа

2.5. Определение окислительно - восстановительного потенциала ,(ОВП) красильных растворов'.

2.6. Методы физико - механических и физико - химических исследований волокна, состояния красителей в структуре волокна и полученных окрасок 54 2.6.1. Определение степени* очистки волокна от нецеллюлозных примесейвпроцессах химической обработки 54 2.6.2.0пределение расхода ШОН при обработке волокон щелочными растворами

2.6.3. Определение содержания кубового красителя в волокне

2.6.4. Анализ распределения красителя в структуре волокна

2.6.5. Определение устойчивости окрасок на волокне к мокрому трению и сухому вытиранию

2.6.6. Определение интенсивности окрасок

2.7. Методы определения содержания основных компонентов - 56 лубяных волокон

2.7.1. Определение содержания целлюлозы по гидролитически — объемному методу в лубяных волокнах

2.7.2. Определение содержания гемицеллюлоз в лубяных волокнах

2.7.3. Весовой метод определения пектиновых веществ в виде соли кальция полигалактуроновой кислоты в лубяных волокнах

2.7.4. Определение содержания лигнина в лубяных волокнах

2.7.5. Методика получения щелочерастворимого лигнина лубяных волокон •

2.8. Спектрофотометрические методы анализа

2.8.1. Анализ лигнина лубяных волокон методом ИК — спектроскопии

2.8.2. Анализ; щелочерастворимого лигнина лубяных волокон методом ИК - спектроскопии

2.8.3. Анализ; модельных . соединений лигнина методом, УФ спектроскопии 6Ф 2.9. Фотометрический метод определения степени одревеснения лубяных волокон 64. 2:10. Определение физикогмеханических показателей лубяных модифицированных волокон 65 2.10;1. Метод комплексной оценки свойств лубяных волокон

2.10.2. .Определение прочностных-характеристик лубяных волокон

2.10.3. Определение содержания костры в волокне

2.10.4. Определение извитости.волокна

2.10.5. Определение влажности волокна

2.10.6. Определение,поглотительной способности волокна

2.10.7. Определение капиллярности волокна • 69 2.11. Методы математической обработки данных

3; ЭКеШРИМЕНТАЛЬНАЯ^ ЧАСТЬ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

3.1. Обоснование принципов построения процессов механо-химической модификации лубяных волокон

3.1.1. Исследование особенностей структуры лубяных волокон и влияния механических обработок на ее изменение

3; 1.2. Сравнительная оценка состояния лигноуглеводного комплекса лубяных волокон 78.

3.1.3. Исследование влияния природы и концентрации щелочного реагента на степень очистки лубяных волокон?

3.1.4. Исследование влияния химического состава лигнина лубянь1х; волокон^ на era растворимость в^ процессах химической? модификации

3.1.5. Подбор реагентов для интенсифицирования процессов делигнификации лубяных волокон

3.1.6. Исследование влияния сульфида натрия на лигноуглеводный комплекс лубяных волокон в процессах химической модификации'

3.2. Разработка механохимического способа модификации технических лубяных волокон

3.3. Исследование влияния плазменно-растворного воздействия на степень делигнификации лубяных волокон

3.4. Обоснование возможности совмещения процессов химической модификации лубяных волокон и крашения их кубовыми и сернистыми красителями

3.4.1. Исследование восстановительных свойств продуктов деструкции полисахаридов лубяных волокон, образующихся в процессе их химической модификации

3.4.2. Оценка возможности совмещения в одну стадию химической модификации лубяных волокон и крашения их кубовыми красителями

Заключение диссертации по теме «Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья», Конычева, Марина Васильевна

выводы

1. Показано; что достижение необходимой степени элементаризации и очистки от примесей комплексных волокон пеньки, и джута, в отличие от льняного волокна, может быть обеспечено* только ' при введении^ в технологическую схему стадии химической« обработки.

2: Установлено, что основное количество лигнина пенькового волокна, также как и льняного, ~ локализуется в.срединных пластинках, лигнификация же джутового волокна распространяется* на весь объем комплексного« лучка. Это определяет высокую степень одревеснения, джутового- волокна (до 74 %), и препятствует элементаризации1 как при механических, так- и при химических воздействиях.

3. Исследована* кинетика* удаления из лубяных волокон основных примесей'(в частности, лигнина) под действием щелочных реагентов» различной-природы и концентрации. Определен диапазон концентраций,гидроксида натрия в модифицирующих составах, в котором происходит наиболее, эффективное его взаимодействие с примесями лубяных волокон- без нарушения, целостности целлюлозной составляющей.

4. Обосновано использование в качестве делигнифицирующего реагента сульфида натрия, что обеспечивает эффективное.разрушение метоксилированных фенилпропановых структур лигнина1 и увеличивает растворимость лигнина пенькового волокна на 45 %, джутового - на 25 %; при этом существенно снижается степень, одревеснения волокон и повышается степень элементаризации комплексных пучков без потери прочности волокна.

5. Разработаны составы растворов для химической модификации пенькового и джутового волокон и предложена технологическая схема данного процесса. По совокупности показателей, характеризующих прядомые свойства волокнистого сырья (линейная плотность -2,6-2,9 текс, средняя длина 41-42 мм, содержание коротких «пуховых» волокон не более 15 %, наличие определенной извитости, гигроскопичность), полученные волокна отвечают требованиям для модифицированного льняного волокна. Исследования изменения технических характеристик экспериментальных партий модифицированных волокон при обработке на чесальном оборудовании показали, что для успешной переработки в хлопкопрядильном производстве рекомендуемое содержание их в смесках <<хлопок/модафицированное лубяное волокно» составляет 20.25%, линейная плотность вырабатываемой на их основе пряжи - 50. .80 текс.

6. Оценена активирующая роль плазменно-растворной обработки лубяных волокон на процесс их делигнификации. Показано, что кратковременное комбинированное плазменно-химическое воздействие, инициируя деструкционные процессы в лигнине, способствует его интенсивному^ растворению и эффективному удалению не только из срединных пластинок, но и из волокна (до 68 % из льняного, 64 % - из пенькового, 45 % - из джутового).

7. Экспериментально показано, что окислительно-восстановительная природа модифицирующего состава позволяет, совмещать в одну технологическую стадию процесс модификации лубяных волокон и их крашения восстанавливающимися красителями: джутовое волокно — сернистыми, пеньковое - сернистыми и кубовыми красителями.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Конычева, Марина Васильевна, 2011 год

1. Айзенштейн Химические волокна- ш нити: в* кризисном году // Текстильная промышленность., 2009! N 5;. С. 60^65;

2. Айзенштейн Э.М. Полиэфирные волокна.продолжают уверенно лидировать в мировом? балансе, текстильного? сырья, // Химические волокна:. 2009.' № 11с,5-ю. .■. ■. ,■' .,■■ ■ ••.

3. Морыганов А.П., Захаров А.Г., Живетин В .В. Перспективные, лолимерные материалы дл» для химико-текстильного производства;// Рос. хим1. ж. (Ж. Рос. хим. об-ваим. Д.И. Менделеева). 2002. Т. Х1ЛП, №1. С. 57-68.

4. Ш€Т 10330-76. Лен трепаный; Мп.Издательство стандартов. 1982. 23 с.

5. ГОСТ 9394-76. Короткое; льняное волокно. М;: Издательство стандартов. 1987.8 с. «

6. Фролов В-Д., Башкова Г.В., Баппсов А.П. Технология и оборудование текстильного производства; Производство пряжи и нитей: В 2 т. Иваново: ИГТА, 2006. Т. Г. 324 с.

7. Труевцев Н.Н., Легезина Г.И., Аснис Л.М., Гребенкин А.Н. Теория и практика получения текстильных материалов на основе котонизированного льна; Санкт-Петербург: СПУГДТ, 2006. 175 с.

8. Бухтанов И®, Кобылянскиш Д.А., Лепешинский Н.П. Технология котонина; М:: Гизлегпром, 1939. 240 с.

9. Гордон В.В., Рудаков Д.И. Производство котонина. М.: Гизлегпром, 1939.145138 с.

10. Ирхен А.К. Котонизация. М.: Гизлегпром, 1934. 160 с.

11. Клубов B.C. Механические и физические факторы элементаризации льняного волокна//Изв. текст, пром-ти и торговли. 1929. № 3. С. 29-34.

12. Экарев В.Н. Применение котонизированного волокна вместе с шерстью // Вестник льняного и пенькового дела; 1930. С. 47-51.

13. Лотарев Б.М. Исследование влияния^ некоторых методов на- качество волокна // Изв: текст, пром-ти'и торговли. 1930. №3. С. 17-18.

14. Еремин И.Б. О1 развитии производства котонина // Вестник льняного и пенькового*дела. 1930. С. 384-387.

15. Мальцев Н.Н: Изготовление котонина // Изв. текст, пром-ти и: торговли. 1930.4№ 4-5. С.98-100.

16. Герцог P.O. Пенька и лубяные волокна: Химическая технология пеньки. М.: Гостехиздат. 1931. 133 с.

17. Рудаков Д.И;,' Рыбаков В.М. Технология котонина. М.: Гизлегпром, 1934. 138fc.

18. Biagiotti J., Puglia D., Jose M. Kenny. A review on natural fibre-based» composites // J. Natur. Fibers. 2004: T.l, N 2. P.37-68.s

19. Комиссаренков A.A., Буров А.В. Перспективы комплексной химической переработки лубоволокнистого сырья // Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. "Актуал. пробл. техн. и технол. лерераб. льна и пр-ва льнян. изделий (Лен-96)". Кострома. 1996. С. 23.

20. Das D.~, Samanta А.К., Dasgupta Р.С. Reactive dyeing behaviour of ramie fabrics pretreated with different swelling agents and their rub fastness property // Indian J. Fibre and Text. Res. 1997. T.22. № 1. P.53-60.

21. Chattopadhyay D. P., Samanta A. K., Renuka N., Sumeet T. Effect of caustic pretreatment at varying tension level on dyeing behaviour of jute, flax and ramie // Indian J. Fibre and Text. Res. 1999. T.24, № L P. 74-77.

22. Stefano Am. Mussing J., Zatta Al., Venturi G. In innovative production system for hemp fibre for textile destinations: from laboratory results to industrialvalidation // International Conference on Flax and Other Bast Plants. 2008. P. 104-117.

23. Technoli Dig; T995:,T. 52, № Г. P: 71 . •30i. Расторгуева? M:I. Bk6ip* довжинш-ц товщинш хшшних волокон для? змпиування з модифжованим конопляним волокном // В1СНИК КНУТД. 2006; №2:,С.

24. З Г. Валько; ИМ?, Богданова^ ©:Ф; Анаюз придатноста волокнистих^ матер1ал1в> до модиф1кацн;// ВЕСТНИК ХНТУ. 2007. №3(29). С. 101;-1041

25. Вировец В.Г., Жуплатова JT.M., Лайко I.M., Зезвих Н.1. Потенцшнг можливоста нових сортав' конопель, в забёспеченостт промисловосгг сировиною // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. 2008. №1(14). С. 67-76. /

26. Расторгуева М.И., Горизонтова; Е.В., Тиманов В.Н; Исследование многокомпонентных смесей, содержащих конопляное волокно // Проблемы-легкой и текстильной промышленности Украины. 2004. №1.С. 302.

27. Расторгуева МЛ:, Торизонтова ЕВ;, Тиманов*. В;Н. Исследование возможности использования? конопляного волокна в смесях // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. 2004. № 1 (8). С. 134-136.

28. Расторгуева М.И., Горизонтова О.В. Досл1ження ф!зико мехашчних властивостей пряж! з: використанням котонину конопляного волокна // Проблемы легкой и текстильной-промьшшенности Украины. 2007. №1(13). С. 48-49.36.