Трифонов А.И. - Текстильный институт ИВГПУ

УДК 677.027.6
ОПТИМИЗАЦИЯ БЕСФОРМАЛЬДЕГИДНОГО СОСТАВА
ДЛЯ ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНОЙ ОТДЕЛКИ ХЛОПЧАТОБУМАЖНЫХ СОРОЧЕЧНЫХ
ТКАНЕЙ1
А. И. ТРИФОНОВ. Г. И. ВИНОГРАДОВА, Р. Ф. МАРТЬЯНОВА, Б. Н. МЕЛЬНИКОВ
(Ивановский ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт)
В последнее время в качестве бесформальдегидных отделочных препаратов для целлюлозных
тканей используют глиоксаль и препараты, полученные на его основе. Однако по сравнению с метилольными такие отделочные препараты дают значительно большие потери прочностных свойств обработанных тканей, вызывают их подцвечивание и, кроме того, проявляют невысокую реакционную
способность по отношению к целлюлозе, а эффект отделки недостаточно устойчив к стиркам. Для
повышения эффективности отделочных препаратов на основе глиоксаля их частично рекомендуют
активировать с помощью формальдегида [1].
Нами разработан эффективный бесформальдегидный состав для отделки целлюлозных тканей.
Основным отделочным препаратом служил глиоксаль-ацетамидный продукт, условия получения которого по реакции взаимодействия глиоксаля с ацетамидом в эквимолекулярном соотношении 1 : 1
предварительно нами оптимизированы:
Данный препарат способствует получению более устойчивого эффекта отделки на тканях в
сравнении с другими бесформальдегидными препаратами, что, в частности, показывает рис. 1, где
приведены зависимости малосминаемости хлопчатобумажной ткани в сухом состоянии, отделанной
глиоксаль-ацетамидным продуктом (кривая 1), глиоксальмочевинным продуктом (кривая 2) и глиоксалем (кривая 3), от количества n бытовых стирок. Как видно, использование данного препарата
можно считать достаточно перспективным.
Предварительные исследования установили, что наиболее эффективно применение глиоксальацетамидного продукта в сочетании с высокоактивными катализаторами. Для повышения активности
в аппрет нами вводился свободный глиоксаль в количестве, которое отрицательно не влияло на качество отделки. Во избежание вероятности подцвечивания отделанных тканей к глиоксалю добавляли
диэтиленгликоль в эквимолекулярном соотношении 1:1 [2].
Таким образом, задача заключалась в оптимизации бесформальдегидного состава, включающего глиоксаль-ацетамидный 1 : 1 продукт и глиоксаль-диэтиленгликолевую смесь. Кроме того, предполагалось повышение качества отделки за счет использования высокоэффективного силиконового
вспомогательного вещества ГКЖ-94. В качестве катализатора использовали смесь из сульфата алюминия и винной кислоты в концентрациях 4 г/л.
В процессе эксперимента сорочечную хлопчатобумажную ткань «Талка» арт. 286 поверхност1
В выполнении экспериментов принимали участие студ. М. Афонина и А. Гульник.
№ 2 (206) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 1992
ной плотности 105 г/м2 пропитывали аппретом при комнатной температуре, отжимали до 100 % привеса влаги, сушили 10 мин при температуре 80°С и термообрабатывали 5 мин при температуре 125°С.
Эксперименты проводили в соответствии с математическим планом.
Каждый регулируемый параметр: C1 – концентрация глиоксаль-ацетамидного продукта, C2 –
концентрация глиоксаль-диэтиленглнколевой смеси и C3 – концентрация ГКЖ-94 варьировали на четырех уровнях. Измеряли параметры отделанной ткани, полностью характеризующие ее качество.
Полученные результаты обрабатывались на персональном компьютере по специальной программе множественного регрессионного анализа. В результате вычислений получены математические модели, описывающие зависимость различных показателей отделанных тканей от концентраций
входящих в аппрет препаратов:
малосминаемость отделанной ткани соответственно А1 – в сухом состоянии; А2 – в сухом
состоянии после стирки согласно ГОСТ 17504—80; B1 – в мокром состоянии и B2 – в мокром состоянии после стирки по ГОСТ 17504—80 (град):
Для выявления оптимальных значений концентрационных параметров строили геометрические
образы полученных математических моделей (двух- и трехмерные). Оптимальные концентрации отделочных препаратов наиболее легко определять путем анализа двухфакторных диаграмм (рис. 2,3).
Линии на рис. 2,3 ограничивают области концентраций C1 глиоксаль-ацетамидного продукта и C2
глиоксаль-диэтиленгликолевой смеси, при которых достигаются необходимые (согласно стандарту
на вид отделки) показатели качества ткани.
На рис. 2-a, б граничные значения заданы с учетом достижения показателей качества отделанного текстильного материала согласно ГОСТ 17504—80 к отделкам МС и ЛУ. Рис. 2-а соответствует
аппрету без добавки силиконового препарата, а рис. 2-б – аппрету, содержащему препарат ГКЖ-94
(С3 = 20 г/л).
Из анализа диаграмм на рис. 2 следует, что область оптимальных концентраций (заштрихована) лимитируется тремя основными показателями: необходимостью достижения малосминаемости
отделанной ткани в сухом состоянии после стирки не менее 185° (линия А2) и снижением разрывной
нагрузки не более чем на 25 % по основе (кривая Ро) и на 40 % по утку (кривая Ру).
Глиоксаль-ацетамидный продукт и глиоксаль-диэтиленгликолевая смесь в равной степени
способствуют достижению малосминаемости отделанной ткани в сухом (кривая А1) и в мокром (линия В1) состояниях. Однако увеличение концентрации в аппрете глиоксаль-диэтиленгликолевой
№ 2 (206) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 1992
смеси оказывает значительно большее влияние на потери разрывной нагрузки отделанной ткани.
Устойчивость эффекта отделки к мокрым обработкам (линия А2) практически полностью обусловливается наличием в аппрете глиоксаль-ацетамидного продукта.
Необходимость достижения показателя малосминаемости в мокром состоянии после стирки
(линия В2) не менее 205° (согласно стандарту к отделке ЛУ) предусматривает обязательную добавку
в аппрете глиоксаль-диэтиленгликолевой смеси (рис. 2-а). Введение силиконового препарата полностью исключает эту добавку (рис. 2-б) и, кроме того, способствует снижению концентрации основного отделочного препарата — глиоксаль-ацетамидного продукта со 180...200 до 140...160 г/л. Добавка (не более 50 г/л) глиоксаль-диэтиленгликолевой смеси несколько снижает количество глиоксаль-ацетамидной составляющей в аппрете.
Таким образом, бесформальдегидный аппретирующий состав для придания сорочечным хлопчатобумажным тканям свойств, отвечающих требованиям отделки ЛУ и МС, должен содержать (г/л):
глиоксаль-ацетамидный 1:1 продукт 140...200, глиоксаль-диэтиленгликолевую смесь 0...50, препарат
ГКЖ-94 0...20, Al2 (SO4)3·18H2O 4 и винную кислоту 4.
Аналогично оптимизирован состав для придания сорочечным хлопчатобумажным тканям
свойств, соответствующих ГОСТ 17504—80 к отделке ЛГ. На рис. 3 ограничения предполагают достижение малосминаемости ткани в мокром состоянии до (линия B1) и после (линия B2) стирки соответственно 200 и 185° при потерях разрывной нагрузки по основе и утку, не превышающих 15 %
(кривые Ро и Ру). Предлагаемый состав включает (г/л): глиоксаль-ацетамидный 1:1 продукт 70...150,
глиоксаль-диэтиленгликолевую смесь 0...40, препарат ГКЖ-94 0...20, Al2 (SO4)3·18H2O 4 и винную
кислоту 4.
Разработанные аппреты могут использоваться для отделки других целлюлозных и смесовых
тканей. В их состав возможно включение дополнительных текстильных вспомогательных веществ, а
также других катализаторов и каталитических систем, однако при этом необходимы дополнительные
эксперименты для уточнения условий термической обработки ткани и корректировки концентраций
основных компонентов предлагаемого базового состава.
Возможность достижения высокого качества отделки с помощью разработанных составов и
простота получения их основных компонентов представляет перспективность использования таких
бесформальдегидных композиций.
ВЫВОДЫ
1. Выявлена эффективность использования в качестве бесформальдегидного отделочного препарата продукта взаимодействия глиоксаля с ацетамидом в эквимолекулярном соотношении 1:1.
2. Определены оптимальные концентрации бесформальдегидных препаратов в аппретах для
придания сорочечных хлопчатобумажным тканям свойств, отвечающих требованиям стандарта к отделкам МС, ЛГ, ЛУ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Vail S. L.//Textilveredlung. — 1979. В. 14, № 6. S. 436...439.
2. Трифонов А. И., Виноградова Г. И., Мельников Б. Н.//Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. — 1989, № 5. С. 61...64.
Рекомендована кафедрой химической технологии волокнистых материалов. Поступила 04.10.91
№ 2 (206) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 1992