Ресурсосберегающая технология получения загустителя печатных красок с использованием полимерной композиции на основе крахмала, серицина и полиакриламида

АННОТАЦИЯ

В статье приведены состав полимерных композиций, разработанные модифицированным способом приготовления загусток для печатния ткани. Изучены технологические параметры крахмальной загустки на основе серицина и полиакриламида (ПАА). Установлено, что технология приготовления модифицированных гелеобразных крахмальных загусток с водорастворимыми полимерами позволяет сэкономить расход крахмала, снизить время приготовления загустки и улучшить технологические параметры печатания. Выявлено, что пленка композиции на основе крахмал-ПАА-серицин обладает прочностью. Это сохраняет связь между тканью и печатными красками в процессе печатания, способствует снижению удельных затрат на теплоэнергию, электроэнергию и приготовление загустителя.

ABSTRACT

In the article the composition of polymer compounds developed by a modified method of preparing a thickening agent for printing fabrics is presented. Technological parameters of a starch thickening agent based on sericine and polyacrylamide (PAA) have been studied. It is established that the technology of preparing modified gel-like starch thickening agents with water-soluble polymers allows saving consumption of a thickening agent, reducing time of preparation of the thickening agent and improving technological parameters of printing. It has been found that the compound film of the starch-PAA-sericine has strength. It preserves the connection between the fabric and printing inks in the printing process, contributes to the reduction of unit costs for heat energy, electric power and the preparation of a thickening agent. 

Введение

Широкое применение крахмала и его производных в текстильной промышленности, в частности, в качестве загущающих материалов при печати, обусловливает актуальность поиска новых путей его химической, физической и комбинированной модификации. На текстильных предприятиях Узбекистана из-за отсутствия собственного ассортимента используются либо дорогие импортные модифицированные крахмалы, либо более доступный и дешевый нативный крахмал, что отрицательно сказывается на качествo печати. Кроме того, приготовление загусток из немодифицированного крахмала требует длительной термической обработки, что сопряжено со значительными ресурсо- и энергозатратами.

 Методика эксперимента

В течение последних десяти лет в научной лаборатории Бухарского Государственного университета разрабатываются новые энерго- и ресурсосберегающие технологии получения загущающих материалов из крахмала и водорастворимых полимеров [1–3], позволяющие совместить процесс приготовления загусток с механохимической модификацией крахмала. В ходе предварительных научных исследований специальными кинетическими и аналитическими методами доказано, что при химической модификации крахмала в присутствии водорастворимых полимеров в крахмальных фракциях могут протекать химические превращения. Причем даже при низких степенях превращения полимеров наблюдается значительный эффект в изменении реологических свойств обрабатываемых материалов.

Основным элементом для модификации крахмала является использование отходов производства шелкомотальных фабрик (серицин). Малогабаритность модификационных установок позволяет легко модернизировать действующие на предприятиях линии и осуществлять модификацию крахмала по месту потребления. При обработке суспензии, поступающей из «молочкового» бака, в реакторе протекают следующие процессы:

– аморфизация поверхности частиц;

– адсорбция и хемосорбция химических реагентов на поверхности частиц крахмала;

– расщепление крахмальных зерен;

– образование новой структуры со сдвиговым полем;

– гомогенизация;

– химические превращения.

Результаты и их обсуждение

Предлагаемая технология получения крахмальной загустки на основе серицина и ПАА успешно испытана на отделочной фабрике АО «Бухаратекс». Ниже приведены состав загустки для традиционного (АО «Бухаратекс») и модифицированного способов приготовления загустки:

Традиционный способ (кг/т)

Крахмал кукурузный – 90

Хлорамин – 1,0

Мягчитель – 2,0

Модифицированный способ (кг/т)

Крахмал рисовый – 60

Химические модификаторы:

Серицин – 0,6

ПАА – 0,1

В таблице 1 представлены технологические параметры крахмальной загустки, полученной традиционным (базовым) способом и модифицированным способом с использованием полимерной композиции на основе модифицированного серицином крахмала и ПАА.

Из таблицы 1 видно, что разработанные новые ресурсо- и энергосберегающие технологии приготовления модифицированных гелеобразных крахмальных загусток с водорастворимыми полимерами позволяют сэкономить расход крахмала, снизить время приготовления загустки и улучшить технологические параметры печатания.

Таблица 1

Изменение технологических параметров печатания ткани полимерными композициями по сравнению с традиционными

Композиции при высыхании способны образовывать прочные и эластичные пленки. Способность композиции к пленкообразованию крайне необходима при загущении, так как за счет этого между волокнами возникают прочные связи, повышающие выносливость пряжи при переработке. Нужно отметить, что качество пленок действительно определяют многие физико-механические свойства напечатанной ткани.

Таблица 2

Физико-механические показатели пленки композиции (при влажности воздуха 65 %)

Данные из таблицы 2 показывают, что пленка композиции крахмал-ПАА-серицин обладает прочностью в 1,2–2,4 раза выше, чем пленка крахмал-ПАА или других двухкомпонентных систем. Можно сделать вывод, что именно благодаря такому эффекту и сохраняется связь между тканью и печатными красками в процессе печатания.

Таким образом, из данных таблицы видно, что внедрение нового метода позволило при значительном сокращении удельного расхода крахмала и времени приготовления загустки повысить колористические и прочностные характеристики печатного рисунка, а также обеспечить более мягкий гриф ткани. Расчет экономического эффекта показал, что при внедрении новой технологии приготовления модифицированной крахмальной загустки удельные затраты на загущающий компонент снижаются в 1,5 раза, на теплоэнергию – в 1,2 раза и на электроэнергию – в 1,6 раза, а ожидаемый годовой экономический эффект составляет 191,7 млн сум.