Г.С. Ткачук

Хмельницький національний університет

В.Ю. Щербань

Київський національний університет технологій та дизайну

РЕОЛОГІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ШЛІХТИ ДЛЯ БАВОВНЯНИХ ОСНОВ

При шліхтуванні основ реологічні властивості шліхти є одними з найважливіших. Для систем, що здатні до структуроутворення реологічна крива є нелінійною, тобто ефективна в’язкість η залежить від швидкості зсуву τ.

Реологічні властивості шліхти для бавовняних основ досліджувалися ротаційно-віскозиметричними методами. Готували КР гелі із вмістом клейової речовини (г/л) 40, 50, 60. Брали для порівняння розчин ПВС із таким самим вмістом, чистий КР гель, гель із додаванням алюмокалієвих квасців та з додаванням каоліну. Гігроскопічні додатки каоліну та квасців (ГД) додавали до КР суспензії у кількості 0,5 % мас. від маси КР. Величина η (рис. 1) збільшується зі збільшенням концентрації клейового компонента і знижується при збільшенні τ, оскільки в дуже розведених розчинах можуть знаходитися ізольовані макромолекули глобулярної або спіральної конформацій. Вони перебувають у певних стадіях набрякання у воді, молекули якої орієнтовані навколо полярних груп макромолекули полімеру. При утворенні гелів із більш високими концентраціями клейових речовин макромолекули утворюють асоціати, що мають певний каркас, міцність якого збільшується при збільшенні концентрації КР. Весь розчинник перебуває у внутрішній структурі асоціатів макромолекул. Це дозволяє здійснення течії, але η у системі зі збільшенням концентрації зростає. Оскільки η при збільшенні τ не набуває сталого значення, це свідчить про те, що структура здатна до відновлення. 

ПВС при низьких концентраціях характеризується більш високим структуроутворенням, ніж КР, а при більш високих – навпаки. Наявність ГД, незважаючи на загущувальну здатність колоїдних дисперсних систем, не впливає на η гелів, отже, не буде погіршувати рухливості шліхти при нанесенні її на нитку. У малоконцентрованих системах зміни η порівняно невеликі. Досліджувані системи є псевдопластичними тілами Освальда. Описати зміни η цих систем можна за рівнянням Освальда – де Віля.

У процесі шліхтування при просякненні прядива для підвищення приклею та рівномірного відкладання плівки шліхти як на поверхні, так і в товщині нитки, необхідне досягнення доброї текучесті КР гелю. Цих вимог досягають регулюванням η шліхти та швидкості шліхтування.

Рис. 1. Залежність η шліхти від концентрації КР: τ = 5 Па, τ = 10 Па: 1, 4 – КР; 2, 5 – КР + квасці; 3, 6 – КР + каолін.

Розчини полімерів після механічного впливу шляхом зсуву піддаються руйнуванню їхньої структури. Після зняття навантаження структура здатна самочинно відновлюватися. Ступінь тиксотропного відновлення (ТВ) структури можна визначити як відношення сум величин η зворотного та прямого ходів, див. табл. 1, рис. 2. Реологічні криві утворюють петлю гістерезису, яка відповідає руйнуванню і відновленню структури. Найбільше значення ступеня ТВ структури має ПВС, а найменше – КР. Гелі, які містять ГД, характеризуються високими значеннями ТВ, що позитивно відбиватиметься на процесі проклеювання основ шліхтою із цими додатками. ТВ структури досліджуваних систем відбувається не лише у стані спокою, але й при течії з невеликою швидкістю. Чим меншим є ТВ структури, тим сильніше змінюється η при певних τ. Було виявлено, що при переході від течії з меншою швидкістю до течії з більшою відбувається додаткове руйнування структури.

Таблиця 1

Ступінь ТВ полімерних систем

Полімерна система	Ступінь ТВ структури α при концентрації клейового компонента (г/л), %
	40	50	60
ПВС	85,11	87,32	88,55
КР	73,64	79,21	82,43
КР + квасці	80,54	83,16	85,27
КР + каолін	79,98	83,03	86,01

Рис. 2. Реологічні криві течії шліхти: а – КР + квасці, б – КР + каолін; із концентрацією КР (г/л): 1 – 40, 2 – 50, 3 – 60.

При цьому знижується міцність структури, що залишилася, і зменшується η систем. При зворотному ході від більшого значення швидкості до меншого відбувається зміцнення структури і збільшується η системи. Отже, шліхтувальні композиції, що містять у своєму складі ГД, володіють більш високим ступенем ТВ структури. Це може бути сприятливим для доброго проникнення шліхти при високих швидкостях шліхтування та формування оптимальної величини приклею на нитках.

Висновки: 1. Досліджувані шліхтувальні композиції мають псевдопластичні властивості та здатні до ТВ структури. 2. Збільшення вмісту клейового компоненту призводить до збільшення η усіх полімерних систем. 3. При додаванні до КР гелів ГД в кількості 0,5 % від маси КР системи не структуруються, та не збільшується їхня η у порівнянні з традиційним КР гелем, при цьому підвищується ступінь ТВ структури системи.