Хімія і хімічні технології/

5.Фундаментальные проблемы создания новых материалов и технологий

К.т.н. Бубенщикова Г.Т., к.х.н. Хрящевський В.М.

Хмельницький національний університет

Методи удосконалення технології хімічного чищення

текстильних виробів

Під час експлуатації а також прання та хімічного чищення текстильні вироби втрачають свої споживчі властивості та зовнішній вигляд (усадка, розтягнення, знебарвлення, вимивання опоряджувальних композицій, поява заломів, неповне видалення забруднень, зменшення міцності і ін.). Особливо, ця проблема є актуальною для текстильних виробів платтяно-костюмного і пальтового асортименту, основним компонентом яких є вовняні волокна.

Незважаючи на пошук альтернативних технологій хімічного чищення (використання у якості розчинника вуглеводневих, вуглеводнево-силоксанових, флуоровуглеводневих сполук, розчинників на основі аліфатичних ефірів етиленгліколя, н-бромпропану, а також зрідженого вуглекислого газу та акватехнологій) основним розчинником хімічного чищення залишається перхлоретилен (ПХЕ), на якому працюють більшість машин хімічного чищення італійського, німецького, американського виробництва.

В ХНУ проводяться дослідження процесів хімічної чистки в середовищі ПХЕ, їхнього впливу на структуру і властивості текстильних матеріалів, з подальшою розробкою оптимальних і ощадних технологій обробки виробів, які б поновлювали їхні споживчі властивості. Методами рентгеноструктурного, термічного аналізу і ІЧ-спектроскопією встановлені зміни в молекулярній і надмолекулярній структурах волокон, які відбуваються під час операції сушіння [1]. Суттєві зміни фізико-механічних і фізико-хімічних властивостей спостерігаються при температурі сушіння 50-60^оС, що пояснюється розпушенням структури вовняних волокон і частковим руйнуванням водневих і дисульфідних зв’язків. Підвищення температури сушіння до 70-80^оС призводить до утворення нових поперечних зв’язків між макромолекулами кератину та до ущільнення структури. Після десятикратної хімічної чистки розривні характеристики вовни знижуються на 10-15%, капрону – на 25-30%.

На основі проведених досліджень розроблено технологію з використанням композицій стабілізаторів (в тому числі і на основі природних сполук) для дифузійної термофотостабілізації вовняних та напіввовняних виробів в середовищі ПХЕ, яка нівелює негативні впливи під час сушіння і підвищує стійкість до дії світлопогоди. Запропоновано технологічний двованний режим хімічного чищення з використанням синергічних сумішей гідрохінона та дифеніламіна; дифеніламіна та 4-диметиламінобензофенона, які вводяться у другу миючу ванну у вигляді розчину у ізопропанолі [2].

Цікавим шляхом удосконалення хімічного чищення є використання природних сполук багатофункціональної дії, які б в першу чергу могли виявити властивості стабілізаторів. З цією метою для обробки вовняних матеріалів в середовищі ПХЕ були використані ароматичні масла: неролієве, бергамотове, м’ятне, полинне, трояндове [3].

Пасма ниток масою 1,0 г оброблялись у ванні з перхлоретиленом (ПХЕ) з додаванням ароматичного масла певної концентрації (концентрація добиралась таким чином, щоб після обробки та висушування при 80°С нитки мали приємний не різкий запах). Розривне навантаження ниток вимірювалось після обробки в ПХЕ з додаванням масла, 4-ох годинного УФ-опромінювання та після витримування в приборі штучної світлопогоди.

Найбільш ефективною виявилась обробка з додаванням бергамотового масла. Бергамотове масло – це ефірне масло з кожури плодів бергамотового дерева, зеленкувата рідина із запахом свіжості. Основні компоненти: линалілацетат (32 – 44%), лимонен (18 – 30%), линалоол (12 – 15%), бергаптен (10 -25%).

Наявність бергамотового масла у перхлоретиленовій миючій ванні у концентраціях 2,6 та 1,73 г/л повністю гальмує процеси, що призводять до падіння міцності внаслідок термоокиснювальних процесів у вовняних волокнах, які відбуваються під час операції сушіння; а у концентрації 2,6 г/л надає стійкість вовняним ниткам до дії УФ-опромінювання та світлопогоди. Високу ефективність бергамотового масла можна пов’язати з наявністю у його складі бергаптену (5-метоксі-6,7-фурокумарину):

Бергаптен за своєю будовою є фурокумарином. Як відомо, кумарини та їх похідні належать до світлостабілізаторів, механізм дії яких полягає у поглинанні УФ-світла та наступному випромінюванні світла з більшою довжиною хвилі, ніж поглиненого. Фуранове кільце бергаптену легко окиснюється киснем повітря, тому може виконувати роль антиоксиданта. Таким чином, молекула бергаптену поєднує в собі властивості двох типів стабілізаторів, чим і пояснюється висока ефективність бергамотового масла в процесах гальмування окиснювальної деструкції при дії факторів зношення.

Менш ефективним, але досить дійовим, особливо в процесах гальмування негативної дії факторів хімічного чищення, виявилось неролієве масло. Всі інші масла надають вовняним ниткам незначне підвищення стійкості до дії таких факторів зношення, як УФ-опромінювання та дії світлопогоди. Стабілізуючу дію неролієвого масла можна пояснити наявністю у його складі метилантранілату та індолу, які за будовою можна віднести до стабілізаторів амінного типу.

Обробка маслами також частково компенсує втрату природних жирів вовни і надає приємного запаху виробам після хімічного чищення.

Порівнюючи стабілізуючу дію та склад ароматичних масел, можна зробити висновок, що ненасичені спирти та їх складні ефіри – ліналоол, гераніол, цитронелол, нерол, левандуол, ліналілацетат, похідні циклічних терпенів – лімонен, ментол, ментон, цинеол, камфен, камфора, каріофілен, не виявили властивості стабілізаторів. Проте, камфора – це відомий репелент (проти молі і комарів) і таким чином полинне масло можна використовувати для надання вовняним виробам стійкості проти молі під час хімічного чищення.

Удосконалення технології хімічної чистки може відбуватися шляхом впровадження складних багатокомпонентних систем в якості мийного середовища, прикладом яких можуть бути зворотні мікроемульсіі (МКЕ), при використанні яких підвищується ефективність видалення водорозчинних і пігментних забруднень. Більшість дослідників мийної дії неводних систем вважають, що для відмивання таких забруднень необхідна присутність води в органічному розчиннику. Оскільки за звичайних умов вода практично не розчиняється в перхлоретилені (ПХЕ), то ввести її можна за допомогою ПАР.

З цією метою досліджували системи з використанням ПХЕ, ПАР (Фосфоксит 7 і циклімід), ізобутанолу і води, на основі яких готували МКЕ. Визначали мийну і антиресорбційну здатності МКЕ різних складів при оброці вовняних і лавсанових текстильних матеріалів.

Таблиця 1

Склад композицій

Компонент	Масовий вміст компонентів в композиції, %
	1	2	3	4	5
Фосфоксит 7	4,72	4,51	4,67	4,47	4,37
Циклімід	-	-	0,94	0,89	0,87
Ізобутанол	18,88	18,03	18,7	17,87	17,47
Вода	-	4,51	-	4,47	6,55
ПХЕ	76,40	72,95	75,69	72,30	70,74

Частину зразків відмивали в 50 мл МКЕ, а на інші наносили МКЕ з розрахунку 1 мл на один зразок масою приблизно 1 – 1,2 г, залишали на 10 хв на повітрі (зачистка), а потім відмивали в 50 мл ПХЕ.

Дослідження показали, що за допомогою запропонованих композицій краще відмиваються вовняні матеріали, ніж лавсанові. При використанні сумішей, що містять до 6% води, відмивання матеріалів покращується, а при збільшенні вмісту води – погіршується. Лавсанові матеріали краще відмиваються при застосуванні безводних сумішей. При застосуванні МКЕ зростає ефективність видалення водорозчинних забруднень.

Результати досліджень свідчать про те, що розроблені композиції можуть застосовуватись як посилювачі і засоби для зачистки забруднених текстильних матеріалів, що підвищує ефективність хімічної чистки. Причому, запропоновані суміші можна використовувати в безводних композиціях, а також готувати на їх основі МКЕ [4].

Кінцевою метою досліджень є створення технологічного режиму із застосуванням спеціальних видів обробок готових текстильних виробів для надання додаткових властивостей, таких як антистатичні, брудовідштовхувальні, а також обробок, які полегшать наступне видалення забруднень, нададуть світлостійкість, зносостійкість та ін., що забезпечить зберігання властивостей матеріалів і нормальну подальшу експлуатацію.

Література

1. Бубенщикова Г.Т. Комплексна оцінка деструктивних процесів під час хімічного чищення вовняних текстильних матеріалів. / Г.Т. Бубенщикова, С.А. Карван // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. –2004. –№1(І). –С.150–153.

2. Бубенщикова Г.Т. Використання стабілізаторів під час хімічного чищення вовни./ Г.Т. Бубенщикова, Г.С. Сарібеков, С.А. Карван // Вісник Технологічного університету Поділля. –2002. –№5. –С.145–147

3. Бубенщикова Г.Т. Використання природних сполук в процесах хімічного чищення текстильних виробів / Г.Т. Бубенщикова, С.А. Карван // Вісник Технологічного університету Поділля. –2006. –№4. –С.204–207.

4. Карван С.А. Дослідження мийної дії мікроемульсій для хімічної чистки. /Бубенщикова Г.Т., Параска О.А. // Матеріали ІІ Міжнародної наук.-практ. конф. „Наукова думка інформаційного віку-2007”. Том 3.-Дніпропетровськ: Наука та освіта, 2007. –с.25-27.