УДК 677.027.6

ВПЛИВ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ ГІДРОФОБІЗАЦІЇ НА ПОКАЗНИКИ ЯКОСТІ ТКАНИН

Назарова В.В.*, Бабійчук А.М. *, Міщенко Г.В.

*Херсонський державний морський інститут

Херсонський національний технічний університет

Водовідштовхувальний ефект обробленої тканини суттєво залежить від щільності утвореної гідрофобної полімерної плівки. Для досягнення цього в просочувальні ванни на основі КОС додають готові полімерні речовини різних типів або полімерутворюючі компоненти та речовини, здатні до реакцій «зшивання». Такі речовини ущільнюють плівку і роблять поверхню волокна недосяжною для води [1].

З метою визначення впливу типу та хімічної будови полімерної складової на гідрофобний ефект тканин, оздоблених КОС, нами було досліджено похідні сечовино- та меламіноформальдегідних препаратів.

Найбільш низькі значення водопоглинання при максимальних значеннях водовідштовхування забезпечує введення у робочий розчин метилольних похідних карбаміду. При використанні інших препаратів спостерігаються низькі значення водовідштовхування або така здатність у оброблених зразків зовсім відсутня. Більша реакційна здатність вказаних препаратів сприяє формуванню більш еластичної та щільної плівки, що покращує якість гідрофобного оброблення текстильних матеріалів кремнієорганічними препаратами.

До теперішнього часу для отримання якісного гідрофобного ефекту як правило використовують високі температури теплового оброблення тканин після їх сушіння [2-4]. Але висока реакційна здатність кремнійполімерів [5-7] може забезпечити високий гідрофобний ефект, а також його стійкість, за умов порівняно низької температури. Цього можна досягти за рахунок введення комплексних сполук, які зможуть підвищити як міцність зв’язку полімер-волокно, так і прискорити швидкість полімеризації самого олігомеру. Враховуючи це, ми поряд з сіллю металу, здатного до утворення координаційних сполук, вводили активний компонент, який надає поверхні волокна позитивного заряду і сприяє орієнтації метильних груп олігомеру назовні.

В якості такого активного компоненту при обробці матеріалів олігогідросилоксанами використовували нітрогенвмісну органічну речовину.

Незалежно від умов обробки лише одна з запропонованих речовин – алкіламін – в поєднанні з цинк ацетатом забезпечує ефективні результати гідрофобного оброблення [8].

Позитивні результати і водопоглинання, і водовідштовхування спостерігаються вже після висушування тканини при температурі 100-120 ^оС, що дозволило значно скоротити витрати на енергозатрати при гідрофобному обробленні текстильних матеріалів. Ефективність дії даної речовини можна пояснити можливою зміною конформації ланцюгів олігомеру зі спіралеподібної на лінійну.

При іонізації гідроксогруп макромолекули олігомеру, яка може мати місце у лужному середовищі, створеному алкіламіном, здійснюється розгортання макромолекул, яке забезпечує посилення електростатичної взаємодії олігомеру і волокна. Наявність іонів цинку на волокні сприяє цій взаємодії і дає підстави запропонувати нижче наведену схему, яка пояснює дію добавок саме у комплексі (рис. 1).

Рис. 1. Схема електростатичної взаємодії кремнієолігомеру з волокном у присутності лужного агенту та солі цинку

Така схема сприяє реалізації усіх типів зв’язків, характерних для комплексних сполук, при чому при більш низьких температурах, і забезпечує збільшення стійкості одержаних ефектів до прання.

Розроблена технологія оброблення текстильних матеріалів емульсією олігометилгідросилоксану з добавкою запропонованих речовин реалізувалася за однованним та двованним способами (рис. 2).

За двованним способом на оброблену тканину наносять роздільно запропоновані добавки: в першій плюсовці неорганічну складову, в другій плюсовці – гідрофобізатор, ПТРС та органічну складову, при цьому призначення першої ванни – модифікація поверхні волокна йонами металу.

Рис. 2. Технологічні схеми надання тканинам водовідштовхувального ефекту за однованним та двованним способами

У другу плюсовку тканина надходить мокровіджата, внаслідок чого для забезпечення необхідної адсорбції полімеру повинен здійснюватися суворий контроль за ступенем віджиму в першій плюсовці, у якій він повинен бути не вище 65%. Перевагою двованного способу є зниження витрат гідрофобізатора в 2 рази в порівнянні з розробленим однованним способом, і мінімум в 4 рази в порівнянні з типовим.

Методами математичної статистики побудовано лінійну модель процесу гідрофобізації текстильних матеріалів; виділено фактори, які здійснюють максимальний вплив на показники гідрофобного оброблення тканин та визначено ступінь їх впливу на здатність тканин відштовхувати воду.

Для визначення ефективності розробленого гідрофобізуючого складу на основі олігометилгідросилоксану та стійкості отриманого ефекту до прання було проведено п’ять циклів мильно-содової обробки зразків, апретованих запропонованими складами з різними концентраціями компонентів.

Стійкість оброблених зразків до прання оцінювали за зміною показників водовідштовхування та водопоглинання відповідно діючому держстандарту. Найкращі показники водовідштовхування та водопоглинання спостерігаються при обробленні бавовняної тканини [9].

Технологія впроваджена на АТЗТ „Черкаський шовковий комбінат”. Обробленню піддаються бавовняно-поліефірні тканини арт. 2701 гладкофарбовані сумішами активних і дисперсних барвників і надруковані пігментами (камуфляж). Визначення якості готової тканини на виробництві показало, що за фізико-хімічними показниками текстильні матеріали, оброблені за запропонованою технологією, відповідають вимогам держстандарту (табл.1).

Таблиця 1

Фізико-механічні показники готової тканини, оздобленої за розробленою технологією в умовах виробництва

Показники якості готової тканини арт. 2701 (плащова)		Фізико-механічні показники
		норма	фактично
ширина, см		148-152	150,6
поверхнева щільність, г/м^2		211-233	214,8
щільність, число ниток на 10 см	о	376-392	382
	у	218-232	220
розривне навантаження, Н	о	1421	1650
	у	529	580
незминаємість, %		не < 30	> 42,5
повітропроникність, дм^3/м^2·с		59,8
споживча усадка	о	– 2,6
	у	– 0,5
стійкість до роздвигання, Н		26,5	>29,4
водовідштовхування	друкована	70	70-90
	пофарбована	70	90-100

Використання в розробленому складі формальдегідвмісного препарату – ПТРС, а також солі металу – Цинк ацетату – призводить до виникнення питання про безпечність отриманих виробів стосовно вмісту формальдегіду та катіонів металу на волокні. Для розв’язання цієї проблеми визначали вміст формальдегіду та катіонів Zn²⁺ на оброблених зразках, використовуючи методики, наведені в літературі [10-12].

Результати експерименту зведено в таблиці 2.

Таблиця 2

Вміст формальдегіду та катіонів Zn²⁺ на волокні

Арт.	Вміст формальдегіду, мкг/г			Вміст катіонів Zn^2+, мкг/г
	ГДК, мкг/г	Необроблений зразок	Апретований зразок	ГДК,	Необроблений зразок	Апретований зразок
арт. 2701	75	5	12	–	0,06	0,017
арт. 3025		16	28		0,05	0,33

З таблиці бачимо, що вміст формальдегіду та цинку на волокні відповідає вимогам прийнятого стандарту [13], а також стандарту ЕКО-ТЕКС-100 [14]. Варто зазначити, що цинк, який застосовували в розробленому складі, відноситься до біологічно важливих біометалів, а також застосовується в фармацевтичній промисловості для виробництва групи ліків; європейським стандартом ЕКО-ТЕКС-100 вміст цинку на ТМ не регулюється.

Таким чином, на основі вивчення процесу адсорбції тканинами кремнієорганічних сполук, що використовуються для надання текстильним матеріалам гідрофобного ефекту, способів інтенсифікації цього процесу та шляхів підвищення стійкості одержаного ефекту водовідштовхування на тканинах, створено матеріало- і енергозберігаючу технологію водовідштовхувального оброблення бавовняних і бавовняно-лавсанових тканин кремнієорганічними олігомерами, яка може бути здійснена за одно- або двованним способами і яка відрізняється від типової технології зменшеними у 2 (однованний спосіб) або в 4 рази (двованний спосіб) витратами кремнієорганічних сполук; технологія забезпечує високий за показником водовідштовхування та стійкий до багаторазового прання ефект гідрофобізації за схемами, в яких відсутня стадія термічного оброблення тканин.

Економічний ефект від впровадження розробленої технології гідрофобного оброблення текстильних матеріалів складає близько 500 грн. на 1000 м тканини при роботі за однованним способом та 800-900 грн. на 1000 м тканини при впровадженні двованного способу.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Мельников Б. Н. Современные способы заключительной отделки тканей из целлюлозных волокон : [монография] / Б. Н. Мельников, Т.Д. Захарова. – М. : Легкая индустрия, 1975. – 208 с.

2. Глубіш П. А. Хімічна технологія текстильних матеріалів. (Завершальне оброблення) : [навчальний посібник] / П. Глубіш – К. : Арістей, 2006. – 304с.

3. Олехнович И.А. Заключительная отделка тканей, напечатанных пигментами : материалы Межвузовской научно-технической конф. [Современные проблемы легкой и текстильной промышленности] (Москва, 15-16 мая 2002 г.) / Рос. заочн. ин-т текстильной и легкой пром. – М. : Изд-во РосЗИТЛП, 2002. – С.96.

4. Сарібекова Д.Г. Надання гідрофобних властивостей текстильним матеріалами фтор- і кремнійорганічними емульсіями / Д. Сарібєкова, В.Задорожнпй, О. Ткачук // Вісник КНУТД. – 2006. – №3. – С.80-84.

5. Орлов Н.Ф. Кремнийорганические соединения в текстильной и легкой промышленности / Орлов Н.Ф., Андросова М.В., Введенский Н.В. – М. : Легкая индустрия, 1966. – 239с.

6. Вельтцин В. О силиконах и их применении в отделке текстильных изделий / В. Вельтцин, Г.Хаушильд. – М. : Легкая промышленность, 1958. – 91с.

7. Андрианов К.А. Высокомолекулярные кремнийорганические соединения / Адрианов К., Соболевский М.В. – М. : Оборонгиз, 1949. – 320с.

8. Назарова В.В. Використання нітрогенвмісних органічних сполук для інтенсифікації гідрофобної обробки текстильних матеріалів кремнійорганічними олігомерами / Назарова В.В., Венгер О.О., Міщенко Г.В. // ІІ Міжнародна конф. з хімії та хімічної технології, 22-24 квітня 2009 року : тези доповідей – К.: «Політехніка», 2009. – С.151.

9. Назарова В.В. Підвищення стійкості гідрофобної обробки тканин кремнійорганічними сполуками // В.В. Назарова, О.О. Венгер, Г.В. Міщенко // Вісник Хмельницького національного університету. – 2009. – №1. – С.147-150.

10. Живописцев В.П. Аналитическая химия цинка / В. Живописцев, Е. Селезнева. – М. : Наука, 1975. – 190с.

11. Катаева С. Методы санитарно-химического анализа пластмасс и вредных веществ, выделяющихся при переработке полиолефинов и полистирола : [методическое пособие] / С. Катаева. – К., 1991. – 75с.

12. Методы исследования в текстильной химии : [Справочник / Под ред. Г.Е. Кричевского]. – М. : Мир, 1993. – 401 с.

13. Матеріали та вироби текстильні і шкіряні побутового призначення. основні гігієнічні вимоги : ДСТУ 4239 :2003. – [Чинний від 23.10.2003]. – К : Держспоживстандарт України, 2004. – 18с.

14. Разуваев А.В. Экотекс. Новые экологические требования к текстилю в Европе / А.В. Разуваев, А.Г. Новорадовский, АО Клариант Консалтинг // Текстильная химия. – 1996. – №1(8). – С. 38-53.