Использование загустителя на основе пчелозана и акриловых полимеров для набивки хлопко-шёлковых тканей

АННОТАЦИЯ

Приведены результаты исследования выбора состава полуфункциональной загустки на основе натриевой соли карбоксиметилкрахмала (Na-КМК), гидролизованной акриловой эмульсии  (ГАЭ) и узхитана для активного красителя и других вспомогательных веществ для печатания текстильных материалов типа хлопок-шёлк. Показано что, колористические свойства набивных тканей, получаемой после печатания новой загусткой, значительно улучшается с использованием загустителя на основе альгината и DGT.

ABSTRACT

The results of the study formulation of polyfunctional thickener based on sodium salt of carboxymethyl, hydrolyzed acryl emultion and chitasan for the reactive dye and other auxiliary chemicals for printing textile materials such as cotton-silk. It is shown that the coloristic property of the fabric obtained after printing a new thickener, slightly inferior to the using a thickener based on alginate and DGT.

Ключевые слова: загуститель, активные красители, карбоксиметил-крахмал, гидролизованная акриловая эмульсия, хитозан, текстильные ткани, смешанные хлопок-шёлк ткани, интенсивность.

Keywords: thickener, reactive dyes, carboxymethylstarch, hydrolation acryl emulsion, chitosan, textile materials, cotton-silk mixed materials, intensity.

На отделочных предприятиях во всем мире для печатания текстильных материалов в основном используют пигменты и активные красители. При этом эффективность процесса печатания и качество художественно-колористического оформления текстильных материалов во многом зависит от правильного выбора загустителя [1].

В текстильной промышленности в процессе печатания смесовых тканей с активными красителями используют импортные природные загустители, такие как альгинат натрия, манутекс и хитозан полученный из крабов и креветок [2]. Они обеспечивают хороший выход цвета, четкий контур, мягкий гриф, но недостатком этих аналогов является их дороговизна. 

Наиболее близка к этим аналогам является также российские  модифицированные крахмальные загустки. Недостатком данного загустителя является следующее:

- расход пищевого крахмала и энергии;

- не устойчивость при хранении;

- усложнение процесса приготовления  загусток;

- ткани, напечатанные этими загустками, не обеспечивают высокую устойчивость окрасок к мокрым обработкам.

Состав загустителей влияет не только на качество печатного рисунка, они должны быть экономичны, а также отвечать экологическим требованиям в соответствии с мировыми стандартами. Известно, что одной из основных проблем в текстильном отделочном производстве, является выброс в окружающую среду жидких отходов - стоков, в которых содержатся не использованные или отслужившие свою роль соединения, в частности, загущающие вещества и вредные красители, приводящие к загрязнению окружающей среды. Поэтому на сегодняшний день особую актуальность представляет создание загусток на основе тех компонентов, которых (загустители и другие вспомогательные вещества) были бы безопасны как для экологии, так и для человека работающего на производстве. Для этого в качестве загустителей больше всего применяются природные биополимеры или синтетические полимеры [2], которые подвергаются биодеструкции,  применительно к продукции для загущения печатных красок, таким требованиям в полной мере,  отвечают карбоксиметиловые эфиры крахмала и целлюлозы, а также хитозан которые подвергаются биологическому расщеплению без образования вредных веществ, и получаются химической модификацией возобновляемых природных соединений.

Натриевая соль карбоксиметилкрахмала (Na-КМК), применяемая в текстильной промышленности для приготовления печатных красок и нанесения рисунков на ткань, представляет собой простой эфир крахмала и гликолевой кислоты, получаемая в промышленности этерификацией кукурузного крахмала монохлоруксусной кислотой или ее натриевой солью в присутствии гидроксида натрия. При этом Na-КМК в отличие от нативного крахмала растворяется в холодной воде обладающими определенными реологическими свойствами. Добавление к Na-КМК определенной доли натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ) способствует удешевлению загустителя.

Задачей иccледования является разработка состава многофункциональной загустки на основе натриевой соли карбоксиметилкрахмала (Na-КМК), гидролизованной акриловой эмульсии (ГАЭ), и узхитана (cмесь Na-КМЦ и хитозана ) для активного красителя и других вспомогательных веществ для печатания текстильных материалов типа хлопок-шёлк.

Поставленная задача решается тем, что при приготовлении состава загустителя применяются препараты отечественного местного производства республики Узбекистан. Na-КМК был получен модификацией кукурузного крахмала в присутствии натриевой соли монохлоруксусной кислоты (Na-МХУК) и NaOH [3]. Известно, что карабоксиметилирование крахмала в основном проводятся в водной среде или в суспензии (в присутствии органических растворителей). В первом случае сушка крахмала занимает много времени, а после сушки из-за слипания клейстера проводятся дополнительное измельчение продукта, что приводит к ухудшению его эксплуатационных свойств. Во втором случае использование органических растворителей приводит к удорожанию стоимости продукта. Поэтому нами для получения Na-КМК нами было использовано твердофазный метод карбоксиметилирования крахмала с помощью Na-МХУК. Для этого было разработана особая методика, при проведении которого в реакционную смесь вода добавлялся с помощью впрыскивания. При этом образующийся продукт представляет собой полусухую массу и при сушке не образует твердые комки продукта [3-4].

Для нового загустителя использовали карбоксиметилированный крахмал из кукурузы и хитозан синтезированный из подмора пчёл местного производства [5].

При использовании смешанных загустителей по сравнению с традиционным, достигаются наилучшие колористические показатели и стоимость предлагаемой композиции в 2-3 раза ниже стоимости импортного загустителя для печати текстильных материалов [6-8].

Для замены импортных загустителей КМК, крабовый хитозан (Россия), альгинат натрия (Германия) и DGT (Китай) создан новый состав смешанного загустителя на основе Na-КМК полученный твердофазным способом, ГАЭ и узхитан (смесь хитозана с Na-КМЦ) местного производства (табл.1).

Таблица 1.

Способ получения нового загустителя для печатания ткани хлопок-щелк

При испытаниях новой загустки соблюдалась следующая процедура его приготовления: в реактор заливается холодная вода 2/3 объема и загружается 50 кг смеси загустителей. Для растворения сухого КМК загустителя проводится непрерывное перемешивание в течение 30 минут. Затем производится разбавление водой до 1000 литров, после чего добавляется ГАЭ и узхитан а также мочевина (100), сода (50) и электролит (10). Далее загуститель перекачивается в расходную емкость и добавляется активный краситель.

На совместном предприятие Бухара-Китай в Узбекистане «Bukhara Brilliant Silk» проведены лабораторные испытания новой композиционной загустки на основе узхитана, натриевой соли карбоксиметилкрахмала (Na-КМК) с акриловыми полимерами (ГАЭ, ПАА). Новая загустка является новой разработкой сотрудников ТашГТУ кафедры «Общая химия».

При испытаниях готовилась печатная краска на основе композиционной загустки и печатного раствора, приготовленного по известной технологии. Была осуществлена печать на современной печатной машине активными красителями по смесовой ткани хлопок-шёлк с использованием:

1. Предлагаемой новой загустки;

2. Ходовой импортной загустки (DGT);

3. Ходовой дорогостоящей альгинатной загустки.

Напечатанные лабораторные образцы подвергались термофиксации в паровых зрельниках при температурах 102-105 ⁰С в течении 2-3 минут. Результаты печатания представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Колористические показатели напечатанных тканей

Выводы:

1. Интенсивность печатного рисунка, полученного с использованием композиционной загустки выше, чем при использовании загустки на основе DGT.

2. Показатели устойчивости к мокрым обработкам печатных рисунков, напечатанных с использованием предлагаемой загустки, не уступают таким же показателям печатных рисунков, полученных с применением импортной DGT  загустки.

3. Жесткость ткани, получаемой после печатания новой загусткой, Узхитан :Na-КМК : ГАЭ незначительно уступает жесткости ткани с использованием загустителя на основе альгината.

Список литературы:
1. Меньшикова И.И., Казарян М.З., Стешенко Г.А., Чагина Р.И. Загуститель для активных красителей. // Текстильная промышленность, –Москва, 1984. –№1. –С.6-8.
2. Меньшикова И.И., Большакова Н.Е., Жарова Л.В.,Применение смешанной композиции из природного и синтетического загустителя в печатании активными красителями //Журнал текстильная промышленность, –Москва, 2006. №1-2., С.36-40.
3. Сапров С., Махкамов М., Ихтиярова Г.А. и др. Синтез и свойства карбоксиметилкрахмала. Научно технический журнал. Химическая промышленность -Москва. 2017, №6. С.286-290.
4. Ихтиярова Г.А. Многофункциональные смешанные загустители для печатания тканей. –ИПТД «Узбекистан». Монография. 2016, с.151
5. Ихтиярова Г.А., Маматова Ш.Б., Курбанова Ф.Н. // Получение и характеризация хитина и хитозана из пчелы Аpis mellifera. Журнал Юниверсум. 2018. 5 (50.).С.49-54.
6. Ихтиярова Г.А. Разработка печатной загустки на основе карбоксиметил
крахмала и водорастворимых акриловых полимеров // Журнал Пластические массы. –Москва, 2010. –№12. –С.53-55.
7. G.A.Ikhtiyarova, A.S.Mengliyev, Sh.Mamatova New mixed thickener on the basis of carboxymethylstarch and synthetic polymers for reactive dyes of printing cotton fabrics. International journal of engineering sciences & Research technology, India, №9, 2018, p.581-585.
8. Ихтиярова Г.А., Сафарова М.А., Мажидов А.А., Махатов Ж.Б., Нуритдинова Ф.М. // Получения биоразлагаемых полимеров хитина и хитозана из подмора пчел Apis millefera для лечения ожоговых ран. Республиканский научный Журнал “Вестник” Казакистан 2017. №4 (81) Том.5. 98-101.