Оптимизация параметров плазменной обработки полиэфирных тканей

УДК 675.1

С. В. Илюшина, Е. А. Сергеева

ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛИЭФИРНЫХ ТКАНЕЙ

Ключевые слова: ткань, свойство, модификация, разряд, капиллярность, параметр, обработка.

Одним из способов улучшения гидрофильных характеристик синтетических материалов и изделий из них является модификация свойств волокон с помощью низкотемпературной плазменной обработки. В данной статье анализируется влияние высокочастотной емкостной плазменной обработки на изменение капиллярности образцов технической полиэфирной ткани.

Keywords: fabric, property, modification, discharge, capillarity, the parameter processing.

One way to improve the hydrophilic characteristics of synthetic materials and products from them is to modify the properties of fibers with low-temperature plasma treatment. This article analyzes the impact of high-frequency capacitive plasma treatment on change in capillary samples of technical polyester fabric.

В техническом секторе синтетические волокна и материалы на их основе нашли широкое применение и превосходят по своим свойствам различные виды натуральных волокнистых материалов. Полимерные волокна находят применение при выработке легких текстильных тканей, тяжелых прокладочных материалов, а также для получения композиционных материалов [1]. Для развития отраслей текстильной и легкой промышленности в России и импортозамещения актуальной является не столько разработка новых видов волокон и тканей, сколько модификация существующих, с целью придания им заданных свойств. В производствах синтетических тканей необходимым остается регулирование их поверхностных свойств, в соответствии с требованиями отрасли-потребителя. Так, использование технических синтетических тканей в качестве кордных в шинной промышленности требует повышения их адгезии к резине.

Данная работа посвящена исследованию влияния параметров обработки в высокочастотном емкостном разряде (ВЧЕ) пониженного давления на гидрофильные свойства технической полиэфирной ткани ТЛ-100 (производство ООО «Крез», г. Елабуга).

Обработка образцов ткани осуществлялась на экспериментальной ВЧЕ-плазменной установке, описанной в работе [2]. Плазмообразующим газом являлся аргон. Модификация проводилась при следующих постоянных входных параметрах ВЧЕ-разряда: тип нагрузки -емкостной, давление (Р) - 26,6 Па, расход плазмообразующего газа (G) - 0,04 г/с, время обработки (t) - 180 с. Варьировались такие параметры как сила тока на аноде (1а) от 0,2 до

0,8 А, напряжение на аноде (Ua) от 2,5 до 6,5 кВ.

Результат воздействия ВЧЕ разряда на гидрофильные свойства полиэфирной ткани оценивался с помощью метода определения капиллярности в соответствии с ГОСТ 3816-81.

Полученные экспериментальные значения капиллярности модифицированных образцов ткани ТЛ-100 в различных режимах представлены в таблице.

Согласно таблице 1, в результате обработки технической ткани ТЛ-100 ВЧЕ-разряда высота подъема жидкости по капиллярам увеличивается от 110 до 150 мм в зависимости от режимов обработки.

Экспериментально полученные результаты свидетельствуют, что плазменная обработка в ВЧЕ-разряде позволяет активировать поверхность ткани. Максимальное значение капиллярности (Н=150 мм) достигается при параметрах: Ia=0,2 A, Ua=4,5 кВ, t=180 c, P=26,6 Па.

Таблица 1 - Значения капиллярности образцов ткани ТЛ-100 в зависимости от режимов обработки

Режимы обработки ^ А 0,2 0,3 0,3 0,5 0,5 0,5 0,7 0,7 0,8 без обработ- ки

иа, кВ 4,5 3 6 2,5 4,5 6,5 3 6 4,5

Капиллярность, мм 150 135 107 139 151 134 139 133 141 110

На основе статистической обработки экспериментальных данных получено уравнение регрессии второго порядка, которое адекватно описывает соотношение между

капиллярностью (Н) и исследуемыми факторами (иа,иа), которое имеет вид:

Н= 215,16-182,1213 -8,4биа-1,111а 2-1,73иа2+39,661аиа.

Полученная модель позволяет выбирать область модификации, при которой достигаются требуемые показатели капиллярности.

Таким образом, достигнутое в данном эксперименте повышение гидрофильности полиэфирной ткани на 36%, позволяет рекомендовать плазменную обработку для улучшения поверхностных свойств технических тканей, в частности, при использовании их в качестве кордных в шинной промышленности.

Литература

1. Сергеева, Е. А. Регулирование свойств синтетических волокон, нитей, тканей и композиционных материалов на их основе с помощью неравновесной низкотемпературной плазмы: автореферат дис. ... д-ра тех. наук: 05.19.01 / Сергеева Екатерина Александровна. - Казань, 2010. - 36 с.

2. Сергеева, Е. А. Оптимизация режимов низкотемпературной плазменной обработки высокомодульных полиэтиленовых волокон / Е.А. Сергеева, И. А. Гришанова, С. В. Илюшина // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2010. - №7. - С. 94-98.

© С. В. Илюшина - асп. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КГТУ, strelfy@mail.ru; Е. А. Сергеева - канд. хим. наук, проф. каф менеджмента и предпринимательской деятельности КГТУ, katserg@rambler.ru.