ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ В ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ РАСТВОРИМЫХ В ПРИРОДНОЙ ВОДЕ

АННОТAЦИЯ

В статье рассмотрено получение новой полимерной композиции на основе крахмала. Проанализированы экспериментальные результаты опытов. Научно обосновано применение полученной полимерной композиции в текстильной промышленности.

ABSTRACT

The article considers the production of a new polymer composition based on starch. Experimental results are analyzed. The application of the obtained polymer composition in the textile industry is scientifically substantiated

Ключевые слова: шлихта, полиакриламид, полиметилметакрилат, крахмал, поливинилацетат, вязкость, прочность, клейстер.

Keywords: size, polyacrylamide, polymethyl methacrylate, starch, polyvinyl acetate, viscosity, strength, paste

Введение. Добавление в состав шлихты на основе крахмала синтетических полимеров, таких как ПАА (полиакриламид), ГПМА (гидролизованный полиметилакрилат) и ПВС (поливинилацетат), приводит к существенным изменениям структурно-механических свойств. Высокие адгезионные свойства полиакрилатных композиций в качестве шлихтующих средств свидетелствуют о его преимуществах [1]. При изучении реологических свойств клейстеров на основе 6 % рисового крахмала с неболшим количеством ПАА (1,0-3,0 % от массы крахмала) и ГПМА (6-10 % от массы крахмала) отмечено резкое изменение свойств крахмала при введении ПАА и ГПМА (табл. 1).

Результаты исследований. Как видно из таблицы, добавление ГПМА приводит к увеличению вязкости системы. Это свидетелствует о том, что ГПМА реагирует с крахмалом с образованием связей за счет водородных сил и сил Вандер-Вальца, посколку гидроксилные группы в полимерной цепи крахмала (точнее, его компонентов - амилозы и амилопектина) удобно расположены на расстоянии 2.42 Å и под углом 190⁰.

Таблица 1.

Изменение вязкости 6% крахмалного клейстера при различных температурах в зависимости от количества ГПМА

Способность композиции образовыват пленку – одно из важных свойств процесса шлихтования. При обработке и сушке нитей шлихтующей композицией на поверхности волокна и внутри волокна образуется гладкая пленка [2].

Поэтому были изучены физико-механические свойства пленок на основе природных и синтетических полимеров, резултаты которых представлены в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что прочность пленки на основе крахмал-ГПМА-ПАА-ПВА в 1,5-2,5 раза выше, чем прочност крахмал-ПВА или других трехкомпонентных систем. Эта особенност пленки очен важна для образования на поверхности нити прочной и эластичной пленки с уменшенным коэффициентом трения, а также для повышения стойкости нити к истиранию, изгибу, скручиванию, удлинению и подобным механическим воздействиям.

Таблица 2.

Физико-механические свойства пленок из разных систем

Адгезионные свойства являются одним из основных свойств шлихтующих компонентов, посколку они предназначены для повышения прочности пряжи за счет образования клейкой пленки на пряже. Для образования прочной пленки с достаточной вязкостю она должна впитатся в волокно, но вязкость и поверхностное натяжение не должны быт слишком малы, так как это ухудшит физико-механические свойства пряжи [3].

На рис. 1 представлена ​​зависимост адгезии крахмалных шлихт при различных концентрaциях от количества ГПМА. Как видно из рисунка, введение ГПМА приводит к увеличению адгезионных свойств системы.

При введении ГПМА увеличивается поверхностное натяжение растворов крахмала. Образовавшиеся комплексы облегчают переход большого количества субстрата из композиционного раствора на поверхность, так как внутреннее молекулярное взаимодействие в растворе мало.

Концентрация ГПМА, %

концентрация крахмала: 1 – 4, 2 – 5, 3 – 6, 4 – 7.

Рисунок 1.  Влияние концентрaции ГПМА на изменение адгезии

 Таким образом, композиция на основе водорастворимых природных и синтетических полимеров (крахмал 6%, ПАА до 5%, ГПМА 12% и ПВС 2% от массы крахмала) способствует повышению системных адгезионных свойств пряжи.

Разрывные характеристики процесса ткачества в основном определяется проникновением шлихты в пряжу, в результате чего происходит слияние части волокон, составляющих основу пряжи[4].

При изучении влияния состава композиции на прочность, разрыв и растяжение пряжи (рис. 2 и 3) было установлено, что увеличение количества ПАА, ГПМА и ПВА в крахмалных композициях повышает прочность пряжи за счет образование пленок на поверхности волокна.

Концентрация ГПМА, %

Концентрации ПАА и ПВА соответственно 5 и 2%

Количество крахмала: 1 – 5, 2 – 6, 3 – 7%.

Рисунок 2. Влияние концентрaции ГПМА на прочност пряжи, пропитанной полимерной композицией

Концентрация ГПМА, %

Концентрaции ПАА и ПВА соответсвенно 5 и 2%

Количество крахмала: 1 – 5, 2 – 6, 3 – 7%.

Рисунок 3. Влияние концентрaции ГПМА на относителное снижение удлинения под влиянием полимерной композиции

Чрезмерная прочность снижает удлинение, что, в свою очередь, снижает эффективность шлихтования. Как правило, шлихтованная пряжа имеет более высокую прочность и более низкое удлинение[5].

Выводы. Таким образом, согласно полученным данным, крахмал, ПАА и ГПМА входящие в состав шлихтующей композиции, оказывают существенное влияние на физико-механические свойства шлихтованной пряжи. Добавление 5 % ПАА, 12 % ГПМА и 2 % ПВС к 6 % крахмалному клейстеру повышает прочност пряжи и снижает ее разрыв при удлинении.

Список литературы:

1. 1. Амонов М.Р., Равшанов К.А., Раззоков  Х.К. Исследование шлихтующих    свойств водорастворимых полимеров ∕∕ Третья Санкт-Петербургская   конф. мол. учен. с межд. участием по современным проблемам науки о полимерах:  тез.  докл. конф. 17-19 апрелya 2007. – Санкт – Петербург, 2007. - С.171.
2. Ниёзов Э.Д., Норов И.И., Султонова С.Ф. Физико-механические свойства шлихтованной пряжи на основе модифицированного крахмала ∕∕ Journal Sciences of Europe, 2021. -V. 1, N71. - P. 6-8.
3. Ismatova R., Norov I., Amonov M., Ibragimova F. Sizing polymer compositions on the base of starch and polyvinyl alcohol ∕∕ Austrian Journal of Technical and Natural Sciences, 2019. N11-12. –P. 41-44
4. Султонова С.Ф., Норов И.И.,Жумаева Д.К. Свойства полимерных композиций на основе калиевой соли полифосфорной кислоты и крахмала для шлихтования нитей ∕∕ Омега сайнс. Тез. Докл. сборник статей Международной научно-практической конференции. – Калуга, 2021. – С. 11-13.
5. Раззоқов Х.К., Назаров Н.И., Худойбердиев С.С., Ортиков Ш.Ш. Разработка технологии получения шлихтующих компонентов на основе природных и синтетических полимеров ∕∕ Сборник трудов международной научно-теоретической конференции на тему: «Куатбековские чтения-1: Уроки Независимости», посвященной 30-летию Независимости Республики Казахстан. Шимкент, 2021. - С. 105-107.