Совершенствование технологии получения композиционных полимерных загустителей для текстильной промышленности

Improvement of technology for obtaining composite polymer thickeners for textile industry
Цитировать:
Султонов Ш.А., Сайимова Д.К., Долмуродова Н.Н. Совершенствование технологии получения композиционных полимерных загустителей для текстильной промышленности // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 6(87). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11939 (дата обращения: 08.12.2021).
Прочитать статью:
DOI - 10.32743/UniTech.2021.87.6.11939

 

АННОТАЦИЯ

В мире возрастает потребность на хлопчатные текстильные материалы, а это вызывает потребность в высокие колористические свойства для продуктов производимых в отделочных предприятиях. Имея в виду это важное значение, имеются производства загустителей на основе местного сырья и применение их в отделочных предприятиях текстильной промышленности для печатания.

На сегодняшней день в мире, уделяется внимание исследовательским работам, направленным на требованиям в полной мере, применительно к продукции загущения печатных красок для набивки ткани, отвечают выборочные ингредиенты на основе водорастворимой системы композиций[1-8].

ABSTRACT

The requirement increases in the world on cotton textile materials, and it causes requirement for high coloristic properties for products made in the finishing enterprises. Meaning this great value, there are manufactures of thickeners on the basis of local raw materials and their application in the finishing enterprises of the textile industry for printing.

On today's put in the world, the attention to the research works directed on requirements to the full, with reference to production thickener printing paints for fabric stuffing is paid, selective components on the basis of water-soluble system of compositions [1-8] answer.

 

Ключевые слова. Загустители, текстильные материалы, акриловые эмульсии, процесс омыления, концентрации компонентов, концентрации бентонита и полимеров.

Keywords: Thickeners, textile materials, аcryl emulsion, process hydrogenation, concentration of components, concentration bentonite and polymers.

 

Введение. 

В этом аспекте определенный научный и практический интерес представляют составы слабощелочных загустителей. При этом стабильный полиэлектролит из полиакрила и его натриевых производных может быть использован для получения высококачественных загустителей для текстильной промышленности. Изучение процесса получения этих загустителей, а также возможные области применения и разработка технологии являются актуальными.

В связи с этим в данном статью рассматривается процесс омыления акриловых эмульсий и реологических свойств концентрированных водных растворов гидролизованных продуктов и разработанного состава.

Экспериментальная  часть.

Изучение некоторых физико-химических свойств гидролизованной акриловой эмульсии играет немаловажное значение при их получении, а сочетание их с другими соединениями, позволяет получить загущающие полимерные композиции для набивки хлопчатобумажной ткани.

В этом аспекте особый интерес представляет изучение некоторых их свойств, таких как вязкость и текучестъ. Они изучались при различных концентрациях щелочи и температуре [9-12].

Из представленных данных видно, что значение вязкости гидролизованной акриловой эмульсии зависит не только от температуры, но также зависит от соотношения АЭ:Н2О. В таблице 1 представлены изменения вязкости акриловой эмульсии в процессе омыления при различных температурах и соотношениях АЭ:Н2О.

Более интенсивное омыление начинается в основном при температуре 353К. Так, например, при 333К и соотношении АЭ:Н2О=10:90 вязкость составляет 47.82 Па×с, а при увеличении температуры до 353К при этом же соотношении АЭ:Н2О вязкость повышается до 70.14 Па×с.

Немаловажное значение представляет также влияние соотношения АЭ:Н2О на процесс омыления акриловой эмульсии. При соотношении АЭ:Н2О = 20:80 при температуре 333 К вязкость составляет 57,51 Па×с, а при соотношении АЭ:Н2О=5:95 при этой же температуре вязкость уменьшается до 44,89 Па×с.

Одной из основных характеристик реологических свойств концентрированных водных растворов загустителей, используемых при приготовлении печатных красок, является их вязкость.

В зависимости от концентрации компонентов составляющих полимерной композиции нами изучены вязкости загустки при различных концентрациях бентонита в полимерной композиции[13-18].

Таблица 1

Изменение вязкости акриловой эмульсии в процессе омыления при различных соотношениях АЭ : Н2О и температуре.

Концентрация щелочи 6 г/л

Температура, К

Соотношение АЭ:Н2О

Вязкость, Па×с

 

333

20:80

57.51

15:85

51.74

10:90

47.82

5:95

44.89

 

343

20:80

66.08

15:85

63.47

10:90

60.67

5:95

57.76

 

353

20:80

76.24

15:85

74.32

10:90

70.14

5:95

64.37

 

363

20:80

79.18

15:85

76.34

10:90

74.60

5:95

70.11

 

Необходимо отметить, что концентрации компонентов, входящих в состав композиции, варьировались при следующих значениях: бентонит – от 3,0 до 6,0%, препарат К-4 – от 0,05 до 0,25%, гидролизованная акриловая эмульсия в пределах от 0,4 до 0,6%.

Из полученных данных следует, что вязкость раствора загустки, как ожидалось, зависит не только от концентрации бентонита, но также зависит и от концентрации К-4 в составе композиции. Причем вязкость водного раствора загустки резко повышается с увеличением концентрации бентонита.

Так, например, при концентрации бентонита 3,0%, К-4 0,05% и ГАЭ 6 г/кг в составе композиции, вязкость составляет 23,2 см, при той же концентрации К-4, ГАЭ и концентрации бентонита 6,0 %, высота столба течения раствора уменьшается до 2,7 см.

Следует отметить, что от концентрации бентонита и полимеров, входящих в состав композиции, значение вязкости раствора загустки носить прямолинейный характер. На основании полученных данных представленных в табл. 2 считаем целесообразным приготовление загустки при концентрации бентонита-4%, ГАЭ-0,6% и К-4 – 0,2% в составе композиции, так как дальнейшее повышение концентрации компонентов не приводит к существенному изменению вязкости раствора загустки.

Изучение состава и структуры композиции физико-химическими методами. С целью определения термической устойчивости разработанных систем проведен термический анализ бентонита из Навбахорского месторождения. Дериватограмма и полученные результаты приведены на рис. 1 – 2 и в табл. 3.

 

Рисунок. 1. Дериватограмма бентонита из Навбахорского месторождения

 

Рисунок 2. Дериватограмма Бентонит – ГАЭ – К-4

 

Полученные композиционные системы на основе бентонита и полиэлектролита К-4, бентонит – гидролизованная акриловая эмульсия, а также их совместное состояние исследованы методами дериватографического термического анализа.

Изучение термической стойкости композиционных систем показало, что в результате повышения температуры в промежутке 80–280 оС молекулы адсорбированной воды в композиции состава бентонит – ГАЭ – К-4 полностью удаляются испарением.

Таблица 3.

Дериватограмма начала разложения происходит в интервале

 

Бентонит

 

Температура, 0С

         Потеря массы, %

Темп-ра

 

 

 

    Разло-          жение

 

100

 

150

 

200

 

250

 

300

 

400

 

500

 

600

 

700

 

800

 

900

 

362

 

357

 

342

 

340

 

340

 

340

 

338

 

333

 

331

 

330

 

329

 

      95 0С

 

99,1

 

97,8

 

93,7

 

93,5

 

93,15

 

93,15

 

92,6

 

92,3

 

90,68

 

90,4

 

90,1

 

В диапазоне температур 390 – 160 оС наблюдаются эндо эффекты, происходит разложение гидролизированной акриловой эмульсии. Аналогичное термическое превращение наблюдается в дериватограммах композиции бентонит – К-4.

Выводы

Разработанные композиционные системы на основе бентонита и полиэлектролита К-4, бентонит – гидролизованная акриловая эмульсия, а также их совместное состояние исследовано методами ИК-спектроскопии и термическим анализом. В ИК-спектрах бентонита наблюдаются полосы поглощения в области 3500 см-1 относящиеся к валентным колебаниям –ОН группы воды адсорбированной к бентониту. Деформационное колебание этой же группы появляется в области 1639 см-1. Полосы поглощения около 800 см-1 относятся к оксидам, содержащимся в составе бентонита (рис. 3).

На ИК-спектрах композитного материала бентонит – К-4 наблюдаются полосы поглощения в области 3650 см-1 и 3200 – 3300 см-1 относящиеся к валентным колебаниям -ОН группы воды. В области 1670 см-1 появляются полосы деформационных колебаний -NH2 и -СН=СН2, для группы -СN наблюдаются полосы поглощения средней интенсивности в области 1566 см1, полосы в области 1419 см-1 также относятся к группе –СН=СН2, полосы в интервале 500-800 см-1 относятся к оксидным частям бентонита.

Из полученных результатов ИК-спектроскопических исследований, можно заключить, что к бентониту хорошо адсорбируется К-4 и гидролизованная акриловая эмульсия.

 

Рисунок 3. ИК-спектр бентонита, ГАЭ и К-4.

 

В полимерной композиции, полученной из бентонита, К-4 и ГАЭ, имеются следующее полосы поглощения на ИК-спектрах: 3630 – 3410 см-1, 2935 см-1, 2364 – 2345 см-1, 1710 см-1, 1655 см-1, 1543 см-1, 1000 см-1, 467 см-1. Эти полосы поглощения относятся к кристаллизационной молекуле воды, бентонита и –COOH группы ГАЭ, (3630 – 3400 см-1). Деформационные колебания -OH и –COOH группы в области (1655 – 1543 см-1), деформационные колебания –CN группы (К-4) в области 1710 см-1, которые смещаются в низкочастотные области. Это свидетельствует о том, что происходит молекулярное взаимодействие между компонентами: К-4 и ГАЭ.

Более узкие и интенсивные полосы поглощения, относящиеся к кристаллизационной воде и мастиковой воде, наблюдаются в области 1100 см-1.

На основе ИК-спектров можно предположить, что между компонентами образуется мостик молекулы воды -OH, который связывает бентонит, К-4 и ГАЭ.

 

Список литературы:

  1. Султонов Ш.А., Амонов М.Р., Сайимова Д.Қ.. Изучение реакции омылении акриловой эмульсии // Узбекский химический журнал, №5. 2017., С.13-19.
  2. Султонов Ш.А., Амонов М.Р.. Разработка эффективного  состава  полимерных  композиционных  загустителей // Журнал “Композиционные материалы”, №2. 2018., С.9-15.
  3. Sultonov Sh.A., Amonov M.R.. The study of the rheological properties of the thickening polymer compositions and ink-base printing. Austrian Journal of Technical and Natural Sciences Аustria. «East West» Association for Advanced Studies and Higher Education GmbH. 2018. №9-10. P.92-98.
  4. Султонов Ш.А., Амонов М.Р.. Исследование физико-механических свойств полимерных загустителей и пленок из них // “Композиционные материалы”, №3. 2019., С.56-63.
  5. Султонов Ш.А., Амонов М.Р.. Oценка эффективности применения полимерных вязких систем при печатании текстильных материалов активными красителями // Universum: химия и биология (электронный научный журнал). №4. 2019., С.34-39.
  6. Ismatova R.A., Norov I.I., Amonov M.R., Ibragimova F.B. Sizing polymer compositions on the base of starch and polyvinyl alcohol // Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. -2019. – N. 11-12. –Pp. 41-44.
  7. Исматова Р.А., Ибрагимова Ф.Б., Амонов М.Р., Шарафутдинова Р.И. Разработка нового состава для шлихтования хлопчатобумажной пряжи // Universum: технические науки: научный журнал. 2019. – № 11 (68). Часть 3. –С. 82-85.
  8. Ибрагимова Ф.Б., Исматова Р.А., Амонов М.Р. Изучение влияния компонентов на смываемость композиции // Композиционные материалы: Научно-технический и производственный журнал. 2020. -№ 2. –С. 11-14.
  9. Исматова Р.А., Амонов М.Р., Равшанов К.А., Эшонкулова Д.И. Влияние концентрации синтетических полимеров на вязкость шлихтующей композиции // Развитие науки и технологий. Научно-технический журнал. 2020. - № 4. –С. 79-83.
  10. Амонов М.Р., Исматова Р.А., Каршиева Д.Р., Очилова Н.Р. Разработка нового состава шлихтующей композиции // Материалы международной научной конференции «Инновационные решения инженерно-технологических проблем современного производства». Бухара. 2019. 14-16 ноября. –С. 514-57.
  11. Исматова Р.А., Амонов М.Р. Физико-Механические характеристики ошлихтованной пряжи с интетическими полимерами // Симпозиум «Химия в народном хозяйстве» Дубровицы - 2020 г. –С. 46-47.
  12. Majidov A.A., Ismatova R.A., Amonov M.R. Complete use of water-soluble polymer composition. Monography. LAP LAMBERT Academic Publishing. – 2020. -168p.
  13. Яриев О.М., Амонов М.Р., Ихтиярова Г.А., Мажидов А.А., Садикова С.Ш. Изучение физико-химческих свойств полимерной композиции на основе гидролизованной акриловой эмульсии. Композиционные материалы: Научно-технический и производственный журнал. 2006. -№ 4. –С. 7-11.
  14. Яриев О.М., Амонов М.Р., Амонова Х.И., Мажидов А.А. Оценка реологических свойств полимерной композиции на основе природных и синтетических полимеров. Композиционные материалы: Научно-технический и производственный журнал. 2007. -№ 1. –С. 6-10.
  15. Мажидов А.А., Амонов М.Р., Раззоков Х.К., Назаров И.И. Изучение термодинамических характеристики и поверхностно –активных свойств полимерной композиции на основе крахмала и полиакриламида. Композиционные материалы: Научно-технический и производственный журнал. 2007. -№ 2. –С. 24-27.
  16. Мажидов А.А., Амонов М.Р., Равшанов К.А., Содикова С.Ш. Изучение  влияние различных  факторов на свойства загусток из водорастворимых  полимерных композиций и печатных составов на их основе для хлопчатобумажных тканей. Композиционные материалы: Научно-технический и производственный журнал. 2008. -№ 2. –С. 29-32.
Информация об авторах

РhD по техническим наукам, доцент, Навоийский государственный педагогический институт, Республика Узбекистан, г. Навои

Associate Professor, Candidate of Technical Sciences, Navoiy State pedagogical institute, Uzbekistan, Navoi

старший преподаватель, Навоийский государственный педагогический институт, Республика Узбекистан, г. Навои

Senior Lecturer, Navoi State Pedagogical Institute, Republic of Uzbekistan, Navoi

магистрант, Навоийский государственный педагогический институт, Республика Узбекистан, г. Навои

Master's student, Navoi State Pedagogical Institute, Republic of Uzbekistan, Navoi

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ахметов Сайранбек Махсутович.
Top