ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ МЕРСЕРИЗАЦИИ НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ХЛОПЧАТОБУМАЖНОЙ ТКАНИ

АННОТАЦИЯ

В научной статье рассматривается возможность снижения потери механической прочности хлопчатобумажной ткани в процессе  малосминаемой отделки. Определены физико-механические показатели аппретированной ткани.  В целях достижения высокой износостойкости ткани рекомендовано проведение предварительной мерсеризации перед заключительной отделкой. 

ABSTRACT

The scientific article examines the possibility of reducing the loss of mechanical strength of cotton fabric in the process of low-crease finishing. The physical and mechanical properties of the finished fabric were determined. In order to achieve high wear resistance of the fabric, it is recommended to carry out preliminary mercerization before final finishing.

Ключевые слова: малосминаемая отделка, хлопчатобумажная ткань, мерсеризация, разрывная нагрузка, износостойкость.

Keywords: crease-resistant finish, cotton fabric, mercerization, breaking load, wear resistance.

Для придания малой сминаемости тканям из хлопка до недавних времен  применяли формальдегидсодержащие препараты в виде различных метилольных производных мочевины и меламина, которые прочно вошли в практику заключительной отделки текстильных материалов для повышения их добротности и улучшения их эксплуатационных свойств. Однако экологическая проблема, связанная с выделением свободного формальдегида в процессах отделки и хранения отделанных тканей привело их замене на соединения без формальдегида или с малым его содержанием. Начиная с конца 80-годов интенсивно проводятся исследования по возможности использования в качестве бесформальдегидных препаратов – поликарбоновых кислот, как бутантетракарбоновая, пропантрикарбоновая, циклопентантетракарбоновая кислоты с различными добавками [1,2], а в  качестве малоформальдегидного препарата - ацетоноформальдегидную смолу, для придания малосминаемой и малосмываемой отделки хлопчатобумажным тканям [3,4].

Как известно в процессе малосминаемой отделки текстильных материалов наблюдается два противоположных эффекта, т.е. снижение  сминаемости и потеря прочности ткани, причинами,  которых является образование химических связей и потеря подвижности структурных элементов волокна. Возникновение поперечных химических связей между соседними макромолекулами целлюлозы приводят неравномерному распределению нагрузки по структуре волокна и в дальнейшем ее разрушению. Другая причина снижения механической прочности тканей из хлопка связана с жесткими условиями, придерживаемыми на стадии термической обработки, т.е. высокая температура и кислые катализаторы [5].

Существуют несколько путей решения вышеуказанной проблемы:  предварительная мерсеризация хлопчатобумажных тканей приводит меньшей потере прочности ткани (на 20-25% вместо 35-45%), что связано с релаксационными процессами, происходящими на надмолекулярной структуре волокна, приводящих выравниванию структуры и равномерному распределению установленной нагрузки. Другой подход связан с приданием малосминаемости текстильным материалам в набухшем состоянии, что облегчает подвижность даже сшитых структурных элементов. На практике также рекомендуют вводить в состав аппрета мягчителей - пластификаторов, облегчающих перемещение сшитых элементов волокна или же создавать ткани из смесей волокон, содержанием в них волокна с запасом механической прочности.

В работах [6,7] для сохранения прочности к истиранию и разрывной нагрузки хлопчатобумажной ткани рекомендуют обработку щелочами, жидким аммиаком или их смесью перед химической модификацией целлюлозы предконденсатами термореактивных смол.

В данной работе изучена эффективность процесса предварительной обработки – мерсеризации на физико-механические показатели хлопчатобумажной ткани [8]. В качестве объекта исследований выбрана х/б ткань арт. 554.  Технологическая последовательность обработки ткани: мерсеризация ® аппретирование ® отжим ® сушка ® термическая обработка. Технологическая проводка мерсеризации приведена в табл.1.

Таблица 1

Технологическая проводка

В дальнейшем образец мерсеризованной хлопчатобумажной ткани аппретировали в составе, содержащей ацетоноформальдегидную смолу (АЦФ-смола) -  сщивающего агента (80 г/л), поливиниловый спирт (ПВС) – наполнителя (10 г/л), ацетата натрия - катализатора реакции (5 г/л) и едкий натр - регулятора рН среды.  Полученные результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2

Физико-механические показатели хлопчатобумажной ткани

Как видно из таблицы предварительная щелочная обработка ткани благоприятно сказывается на ее несминаемости, т.е. суммарный угол раскрытия ткани повышается на 27 град. по сравнению с отбеленной тканью, а последующее аппретирование того же образца приводит к незначительному изменению суммарного угла раскрытия (на 4 град.) ткани. В результате мерсеризации разрывная нагрузка хлопчатобумажной ткани увеличивается на 14,7 % по основе и на 3,8 % по утку. При аппретировании того же образца составом на основе АЦФ-смолы приводит к снижению ее механической прочности на 29,4% по основе и на 25,1% по утку. Необходимо отметить влияние мерсеризации на стойкость к истиранию, так по сравнению с отбеленной мерсеризованная ткань проявляет на 800 циклов, а мерсеризованная и в дальнейшем аппретированная ткань на 890 циклов больше стойкости к истиранию. На основе проведенных исследований рекомендован состав аппрета и технология обработки хлопчатобумажной ткани.

Таким образом, предварительная мерсеризация хлопчатобумажной ткани позволяет меньшему снижению ее разрывной нагрузки и повышению износостойкости в процессе малосминаемой отделки.

Список литературы:

1. Wecch Clark M. Durable press finishing without formaldehyde. // Text. Chem. and Color. - 1989. - 21, ¹3, - c. 13-17.- Англ.
2. Патент 5042986 США, МКИ Д 06 М 43/00 // Kithens John D., Paffon Robert T. Устойчивые к сминанию целлюлозные ткани. The Chemical Co. № 421206.
3. Khasanova S.Kh., Nabieva I.A. Influence of various textile auxiliary substances on wrinkle of cellulose-containing fabric. Uzbekistan Journal of Polymers, volume 2, Special Issue 2, (2023), р.116-121
4. Khasanova S.Kh., Nabiyeva I.A. Acetone-Formaldehyde Resins Used For Improvements In Crease Resistance of Cellulose. International Journal of Research, volume 04 Issue 02 February 2017, p.149-157.
5. Г.Е. Кричевский. Химическая технология текстильных материалов. Том 3. Заключительная отделка. М.: Легпромбытиздат, 2001. 298 с.  
6. Mastura Raheel. Comportamento alla deformazione sotto sforzo dei tessuti cotonieri modificate chemicamente. “Ind.Coton”, 1987, 40, ¹ 10, 496-500.
7. Bredereck K., Bluher A. Обработка хлопка жидким аммиаком и ее влияние на отделку тканей. //Mellianu Textilber. -1991. -72, ¹ 6. –с. 446-454.
8. Хасанова С.Х. Удлинение срока службы хлопчатобумажных тканей путем повышения их износостойкости. Сбор. науч. трудов Республ. научно-прак. конф., посвященной к 80-летию проф. Ф.А.Магрупова «Перспективы создания термореактивных олигомеров, утилизации полимерных отходов, полифункциональных соединений и полимерных материалов на их основе». Ташкент, 18-19 января, 202 г.