Исследование оптических свойств волокон шерсти, модифицированных в процессе первичной обработки

УДК 677.312.3 Е. В. Слепнева

ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВОЛОКОН ШЕРСТИ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ В ПРОЦЕССЕ ПЕРВИЧНОЙ ОБРАБОТКИ

Ключевые слова: шерстяное сырье, плазменная модификация, белизна.

Представлены результаты исследования влияния плазменной модификации шерстяного сырья в процессе первичной обработки на показатель оптических свойств волокон шерсти.

Keywords: raw wool, plasma modification, white.

Presents the results of research of influence ofplasma modification of wool raw material during primary processing on the indicator of the optical properties of the wool fibre.

Введение

В процессе проектирования и эксплуатации одежды одними из важнейших являются оптические характеристики текстильных материалов, которые способствуют эстетическому восприятию при оценке внешнего вида человека. Оптические свойства играют одну из важнейших ролей при создании одежды: позволяют подчеркнуть или, напротив, скрыть фактуру текстильного материала. При рассмотрении в данном контексте изделия легкой промышленности, оптические свойства позволяют маскировать конструктивные особенности изделия. Кроме того грамотное использование данных свойств материалов позволяет иллюзорно изменять объем фигуры человека.

Оптические характеристики оказывают существенное влияние на красильные процессы текстильных материалов. Увеличение показателя белизны приводит к качественному расширению цветовой палитры текстильных материалов, что, безусловно, положительно сказывается при проектировании моделей одежды.

Одной из характеристик оптических свойств является показатель белизны текстильного материала, в частности овечьей шерсти. В процессе первичной обработки шерсти (ПОШ) показатель белизны волокон зависит от степени засоренности шерстяного сырья, поступающего на предприятие ПОШ, технологических параметров: температурного режима в процессе промывки шерсти, длительности промывки в каждой барке, концентрации моющих реагентов (сульфанола и кальцинированной соды), температурного режима в процессе сушки. В связи с этим предприятиям ПОШ, основной деятельностью которых является промывка шерстяного сырья, необходимо модернизировать технологический процесс таким образом, чтобы добиться выпуска продукции с требуемыми показателями белизны волокон.

На данном этапе исследования основной целью являлось выявление влияния плазменной модификации шерсти в процессе первичной обработки на оптические характеристики, в частности на белизну волокон шерсти.

Объектами исследования служили виды шерсти, предоставленные ОАО «Борская фабрика ПОШ» -шерсть овечья немытая мериносовая I длины,

шерсть овечья немытая полутонкая и шерсть овечья немытая полугрубая высшего сорта I длины.

Экспериментальная часть

Шерстяное сырье подвергалось плазменной модификации на установке, разработанной учеными ФГБОУ ВО «КНИТУ», схема которой представлена в работе [1]. Параметры изменялись в следующих пределах: Wp=1,5 - 2,0 кВт, 1 = 5 - 6 мин, С = 0,04 -0,06 г/с в зависимости от вида волокон. Постоянными оставались: Р = 26,6 Па М = 13,56 МГц. Экспериментальные исследования проводились на контрольных и опытных образцах. В качестве плазмо-образующих газов применялись: инертный газ аргон и смесь газов аргон - пропан-бутан (70/30%). Результаты экспериментальных исследований влияния плазменной модификации на показатель белизны шерстяных волокон представлены на рисунке 1.

Рис. 1 - Изменение показателя белизны

Опытные образцы немытой шерсти подвергались плазменной модификации перед промывкой. Промывка контрольных и опытных образцов осуществ-

лялась в лабораторных условиях и по технологической схеме ОАО «Борская фабрика ПОШ» (г. Бор, Нижегородская обл.). Концентрация моющих реагентов: сульфанол - 2г/л кальцинированная сода - 3 г/л. Температура моющего раствора - 45-50° С, длительность промывки 5 мин. Шерсть прополаскивали в двух бачках с чистой водой, температура которой составляла 38-40о С. Затем шерсть помещали в сушильный шкаф и высушивали при температуре 105оС.

Для определения показателя белизны контрольных и опытных образцов на компараторе цвета ФКЦШ-М применялся колориметрический метод. Данный метод основан на аддитивном смешении линейно независимых красного, зеленого и синего цветов.

Обсуждение результатов

Результаты исследований по влиянию плазменной модификации на показатели белизны исследуемых контрольных и опытных образцов шерсти представлены на гистограмме рис.1.

Анализ гистограммы позволяет утверждать, что опытные образцы, подвергшиеся плазменной модификации в среде аргона, имеют показатель белизны выше контрольных: увеличение составило на 11,9 -12,8%. Обратный результат наблюдается при использовании смеси газов в процессе модификации: показатель белизны снизился на 6,1 - 6,6%.

Увеличение показателя белизны волокон связано с тем, что плазменная модификация шерсти в среде аргона (гидрофильный режим модификации [2]) перед промывкой, во-первых, способствует раскрытию чешуек кутикулярного слоя волокна, что обеспечивает лучшее вымывание минеральных примесей. Во-вторых, приводит к разрушению водородных и Ван-дер-Ваальсовых межмолекулярных связей меланокератинов.

Снижение исследуемого показателя связано с тем, что на поверхности волокна образуется угле-родсодержащая пленка, толщина которой составляет 40-100 нм[3]. Если рассматривать данные результаты с точки зрения оптимизации красильных про-

цессов, то, безусловно, плазменная модификация шерсти в смеси газов негативно сказывается на показателе белизны волокон. Однако, плазменная модификация в среде смеси газов может рекомендоваться для репейной шерсти, в технологический цикл ПОШ включается процесс карбонизации. В процессе карбонизации шерстяное сырье подвергается вымачиванию в серной кислоте, Образующийся на поверхности шерстяного волокна углеродсодер-жащий слой выступает барьером для проникнове-ниякислоты вглубь волокна и, как следствие, предотвращает взаимодействие кислоты с кератином шерсти [4].

Выводы

На основании экспериментальных данных установлено, что модификация шерсти в аргоновой плазме приводит к увеличению показателя белизны волокон, а при плазменной модификации в смеси газов - к снижению показателя исследуемой характеристики.

Литертура

1. Илюшина, С.В. Оптимизация режимов низкотемпературной плазменной обработки высокомодульных полиэтиленовых волокон / С.В. Илюшина, И.А. Гришанова, Е.А. Сергеева // Вестник Казанскоготехнологического-университета. - 2010. - № 7. - С.94 - 98.

2. Слепнева Е.В.Исследование сорбционных свойств шерстяных волокон, модифицированных потоком плазмы ВЧЕ-разряда пониженного давления / Е.В. Слепнева, И.Ш. Абдуллин, В.В. Хамматова // Вестник Казанского технологического университета. - 2011.- № 16.- С.106 -110.

3. Слепнева, Е.В. Плазменная обработка сырья как инструмент поверхностной модификации волокон в процессе первичной обработки шерсти / Е.В. Слепнева, В.В. Хамматова // Известия Вузов. Технология текстильной промышленности. - 2014. - № 5. -С.32-36.

4. Слепнева, Е.В. Влияние плазменной модификации шерстяного сырья на устойчивость волокон к действию химических реагентов / Е.В. Слепнева, И.Ш. Абдуллин, В. В. Хамматова //Вестник Казанского технологического университета. -2014. - т.17, №19, С. 342-343.

© Е. В. Слепнева - доцент кафедры «Дизайн», КНИТУ, elenaslep@mail.ru.

© E. V. Slepneva, PhD of Technical Science, associate Professor department "Design" Kazan national research technological university, elenaslep@mail.ru.