Изучение влияния состава шлихты на свойства ошлихтованной пряжи

На современном этапе развития химии и технологии пластических материалов большое значение в народном хозяйстве приобретают водорастворимые полимерные материалы, в частности, в текстильной промышленности для облагораживания хлопкового волокна. В этих целях ежегодно используется значительное количество дорогостоящих привозных компонентов, которые заметно сказываются на себестоимости выпускаемой продукции.

На сегодняшний день имеющиеся литературные данные по вопросам разработки технологии пластических масс и стеклопластиков на основе природных и синтетических полимеров имеют, в основном эмпирический характер без глубокого научного обоснования.

Поэтому поиск и разработка новых типов шлихтующих полимерных компонентов на основе смесей крахмала со специально подобранными веществами являются своевременными и актуальными. Разработка и использование новых шлихтующих материалов позволяет не только сократить потребление пищевого сырья, частично, или полностью, исключить использование дорогостоящих импортных шлихтующих материалов при сохранении высоких требований к технологическим свойствам шлихты.

Основным показателем качества шлихтования является обрывность нитей основ в процессе ткачества. Она определяется рядом физико-механических свойств ошлихтованных пряж, таких как разрывная нагрузка и удлинение, выносливость, жесткость пряжи, деформационные свойства и.т.д.

Как уже отмечалось, получение эластичных пленок из шлихтующих материалов имеет больше значение при шлихтовании, так как оно способствует повышению растяжимости нити, и предупреждает осыпание шлихты при переработке. Для повышения этих свойств в состав крахмала добавляется пластификатор. Молекулы пластификатора, вступая во взаимодействие с некоторыми группами полимера отделяют соседние макроцепи друг от друга, вследствие чего, изменяется характер и величина надмолекулярных структурных образований, увеличивается пластичность: этот процесс сопровождается и увеличением эластичности, что очень важно в практическом осуществлении процесса шлихтования, так как им определяются ряд физико-механических свойств и, в конечном итоге, обрывность нитей при ткачестве [1].

Изучение реологических свойств крахмальных адгезивов показало, что добавление в крахмальные клейстеры ПАА (полиакриламид), ГПМА (гидролизованный полиметилакрилат) и ПВА (поливинилацетат) приводит к переходу упруго-хрупкой системы в упруго-пластичную, т.е. повышаются пластичные свойства модифицированных пленок и ПАА, ГПМА выступают в роли пластификатора.

Рисунок 1. Зависимость разрывной нагрузки от состава шлихты

На основе полученного уравнения регрессии зависимости разрывной нагрузки и разрывного удлинения от состава шлихты, были построены поверхности откликов зависимости разрывной нагрузки и разрывного удлинения хлопчатобумажной пряжи, ошлихтованной крахмальной шлихтой, от состава шлихты.

Зависимость разрывной нагрузки ошлихтованных крахмальным адгезивом хлопчатобумажной пряжи от состава шлихты приведены на рис.1.

Из рисунка следует, что повышение содержания полимера сопровождается повышением разрывной нагрузки, так как повышается приклей, а следовательно и толщина слоя нанесенной шлихты. Кроме того, введение ПАА, ГПМА и ПВА в состав шлихты способствует повышению прочности хлопчатобумажной пряжи. Что касается разрывного удлинения, оно обратно пропорционально количеству крахмала и ГПМА в шлихтующей композиции (рис.2.). Однако в исследуемой области можно найти оптимальное соотношение крахмала и ГПМА, обеспечивающего разрывную нагрузку и разрывное удлинение в пределах нормы [2].

Рисунок 2. Зависимость разрывного удлинения от состава шлихты

Как было указано, шлихтующие препараты должны отвечать также требованию легкости расщепиться и смывания с ткани в дальнейшей обработки, т.е. в довольно простых технологических условиях адгезионная связь шлихты с волокном должна легко исчезать, полимерная шлихта должна легко растворяться. Особенность растворения полимера состоит в том, что смешиваются компоненты, размеры молекул, которых различаются в тысячи раз, отсюда и разная подвижность молекул. При соприкосновении полимера с растворителями его молекулы начинают быстро проникать в фазу полимера, а огромные макромолекулы за это время не успевают перейти в фазу растворителя: прежде чем раствориться, высокомолекулярный полимер набухает [3].

В процессе расшлихтования ошлихтованной пряжи качественно характеризуется природой и концентрацией полимеров, также технологическим параметром шлихтования.

Процесс расшлихтования ошлихтованной пряжи качественно характеризуется природой и концентрацией полимеров, а также технологическими параметрами шлихтования

Кроме того, немаловажное значение имеет способность хлопчатобумажной пряжи к набуханию в процессе расшлихтовки.

Способность к набуханию ошлихтованных пряж определялась степенью набухания по изменению диаметра при контакте с водой.

Данные изменения степени набухания хлопчатобумажной пряжи ошлихтованных различным крахмальным составом приведен их на рис.3. Из рис.3. следует, что степень набухания пряж, содержащий ГПМА, выше, чем для пряж, ошлихтованных шлихтой без ГПМА.

Рисунок 3. Кинетика набухания хлопчатобумажной пряжи, ошлихтованной полимерной композицией при различной концентрации крахмала 1 - 4, 2 - 5, 3 - 6, 4 – 7%.
Содержание синтетических полимеров во всех опытах составляло 5% ПАА, 12% ГПМА, 2% ПВА.

Причиной этого, по всей вероятности, является повышение сорбционных свойств и набухания самих полиакрилатов, содержащих полимерные пленки, в процессе расшлихтовки за счет образования ионизированных аквакомплексов.

Таким образом, из полученных данных следует, что крахмал, ПАА и ГПМА, входящие в состав шлихтующей композиции, существенно влияют на физико-механические свойства ошлихтованной пряжи. Введение 5% ПАА, 12% ГПМА и 2% ПВА в состав 5% крахмального клейстера способствует повышению разрывной нагрузки и уменьшению разрывного удлинения пряжи.