Влияние акриловой эмульсии на эффективное закрепление вспучивающегося антипирена на поверхности текстильных материалов

УДК 6.20.22:547.775

Р. Н. Фазуллина, И. В. Красина

ВЛИЯНИЕ АКРИЛОВОЙ ЭМУЛЬСИИ НА ЭФФЕКТИВНОЕ ЗАКРЕПЛЕНИЕ

ВСПУЧИВАЮЩЕГОСЯ АНТИПИРЕНА НА ПОВЕРХНОСТИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Ключевые слова: текстильные материалы, вспучивающийся антипирен, акриловая эмульсия, привес, закрепление, стирка,

концентрация.

В данной работе приведены результаты исследований влияния акриловой эмульсии на эффективное закрепление вспучивающегося антипирена на поверхности текстильных материалов. Исследования показали, что у контрольных образцов при каждой стирке вымывается 9-10% вещества. Применение акриловой эмульсии в процессе пропитки вспучивающегося антипирена приводит к снижению вымываемости основного вещества антипирена в процессе стирки, при этом не ухудшаются физико-мехаические показатели текстильных материалов.

Keywords: textile material, intumescent fire retardant, acrylic emulsion, weight gain, fixing, washing, concentration.

This paper presents the results of studies of the effect of acrylic emulsion to an effective consolidation of intumescent flame retardant on the surface of textile materials. Studies have shown that in the control samples for each wash eluted substance 9-10% . The use of acrylic emulsion during impregnation intumescent fire retardant reduces elution retardant basic substance in the washing process , without deteriorating physical parameters mehaicheskie textile materials.

Введение

В связи с увеличением числа пожаров, связанных с возгоранием текстильных материалов, весьма актуальными стали вопросы разработки и применения средств и способов огнезащиты тканей, совершенствование методов испытания тканей и изделий из них.

Существует несколько способов снижения горючести волокон и тканей:

• использование высокотермостойких волокно-образующих органических полимеров;

• использование неорганических волокон;

• модификация волокнообразующего полимера на стадии его синтеза;

• модификация волокна на стадии его формирования путём использования стабилизаторов и замедлителей горения (ЗГ) реакционного и аддитивного типа;

• поверхностная или объёмная огнезащитная обработка антипиренами готового волокна или ткани;

• огнезащитная обработка готовых изделий.

Наиболее широкое распространение в настоящее

время получили последние два способа. Нанесение антипиренов — весьма доступная и простая операция. Механизм защитного действия антипиренов, наносимых на поверхность изделия, состоит в образовании при пожаре твёрдой газонепроницаемой оболочки, препятствующей проникновению кислорода в зону горения. Однако при мокрой обработке материала, пропитанного антипиренами, в значительной степени теряется огнезащитный эффект. Закрепление анти-пирена на изделии или его перевод в нерастворимое состояние требует специальных операций и дополнительных материальных затрат [1].

Важным показателем качества для текстильных материалов, пропитанных огнестойкими веществами, является стойкость к процессу стирки - обработке ткани в щелочной дисперсии с добавление ПАВ. Поэтому проводились исследования по закре-

плению вспучивающегося антипирена на поверхности текстильных материалов.

Для текстильных материалов, пропитанных огнестойким составом, актуальной проблемой остается закрепление вспучивающегося раствора на поверхности материалов. В процессе эксплуатации и многократных стирок происходит вымывание анти-пирена с поверхности материала, что приводит к потере огнестойких свойств спецодежды. Согласно ГОСТ Р ИСО 6330-99 ткань должна выдерживать 5 стирок [2].

Для проведения исследования были выбраны ткани смесового состава пропитанные вспучивающимся антипиреном: хлопкополиэфирная ткань арт. С- 99/2 и полушерстяная ткань арт. 2211 БК.

Экспериментальная часть

Закрепление вспучивающего антипирена на поверхностном слое текстильных материалов исследовалось путем определения количества содержащегося в образце антипирена до и после 5 циклов промывки, имитирующих циклы стирки в обычных условиях эксплуатации изделия.

Промывка образцов производилась в течение 20 минут в среде дистиллированной воды, водопроводной воды, а также водопроводной воды с добавлением ПАВ при температуре воды 400 С. Количество промывок составляло от 1 до 5. После каждой промывки образцы высушивали при комнатных условиях, избегая прямого попадания солнечных лучей. После чего образцы взвешивали и рассчитывали привес образцов до и после стирки с точностью 0,001 г.

Результаты и обсуждение

Результаты стирки текстильных образцов пропитанных антипиреном представлены на рис.1. Исследование показывает, что после 5 циклов стирки на поверхности образцов остается только 1% вспучивающего антипирена.

ЙЯ 35

^25 с

20 15 10

1 2

Образец

Рис. 1 - Влияние циклов стирки на изменение показателя привеса, исследуемых тканей: 1 - арт. С-99/2; 2 - арт. 2211 БК

Снижение привеса основного вещества после проведения 5 циклов стирки, объясняется малым закреплением основного вещества вспучивающегося антипирена только на поверхности материала, и при каждой последующей стирке вымывается 9-10% вещества.

Поэтому для закрепления вспучивающегося ан-типирена на поверхности текстильных материалов предложено использовать акриловую эмульсию. Системы на основе акриловых соединений активно используются в качестве связующего вещества в различных областях производства. Акриловая эмульсия легко наносится, надежно соединяет препарат с материалом, обладает высокой влагостойкостью, высокой проникающей способностью, а также не представляет угрозы для человека и природы [3].

Лакротэн - водный раствор акрилового сополимера используется для быстрого высыхания, закрепления, обеспечивает гибкость, прочность, высокую адгезию и водостойкость.

Результаты исследований влияния акрилового связующего на устойчивость пропитки к стирке приведена рис. 2, 3.

60

Цикл стирки

Рис. 2 - Результаты зависимости уменьшения привеса ткани арт. С-99/2 вспучивающегося антипирена от циклов стирки: 1 - ткань пропитанная вспучивающимся антипиреном, 2 -ткань пропитанная вспучивающимся антипиреном с добавлением акриловой эмульсии 1,5 г/дм3, 3 - ткань пропитанная вспучивающимся антипиреном с добавлением акриловой эмульсии 2 г/дм3

-Л —1 [— 3

-1 1- —1 —1 2

1

"50

ш

£40

сзо 20 10 0

1 2 3 4 5

Цикл стирки

Рис. 3 - Результаты зависимости уменьшения привеса ткани арт. 2211 БК вспучивающегося антипирена от циклов стирки: 1 - ткань пропитанная вспучивающимся антипиреном, 2 -ткань пропитанная вспучивающимся антипиреном с добавлением акриловой эмульсии 1,5 г/дм3, 3 - ткань пропитанная вспучивающимся антипиреном с добавлением

акриловой эмульсии 2 г/дм3.

Результаты исследований показали, что концентрация акриловой эмульсии 1,5 г/дм3 приводит к снижению вымываемости основного вещества анти-пирена в процессе стирки на 30%. Дальнейшее увеличение концентрации акриловой эмульсии до 2 г/дм3, так же способствует сохранению антипире-на на поверхности ткани, однако исследуемые образцы обладают повышенной жесткостью и излишним привесом перед началом стирки - 50 % и 58% соответственно.

Для определения прочностных показателей текстильных материалов пропитанных вспучивающимся антипиреном с добавлением акриловой эмульсии, исследовали разрывную нагрузку и относительное удлинение образцов, результаты которых приведены на рис. 4, 5.

1

1

/

/  ~

/¡Г Г

—1— _______1______

;

Рис. 4 - Предел прочности и относительное удлинение образца арт. С-99/2: 1 - исходный, 2 - образец, пропитанный вспучивающимся антипире-ном с добавлением акриловой эмульсии

1 гоо 1 юо 1 ООО ООО ООО r 700

; еоо soo

400 зоо

гоо

Л оо

so

j 1

ï

Vp 1

il y

y

. i

F

i

¥длн МЙЙИЙ<М М>

Рис. 5 - Предел прочности и относительное удлинение образца арт. 2211 БК: 1 - исходный, 2 - образец, пропитанный вспучивающимся антипи-реном с добавлением акриловой эмульсии

Экспериментально полученные данные на разрывной машине показали, что после пропитки вспучивающимся антипиреном с добавлением акриловой эмульсии прочность хлопкополиэфирного образца увеличивается в 1,5 раза, а у полушерстяной ткани 1,2 раза. Также увеличивается относительное удлинение образцов. Это доказывает, что пропитка текстильных материалов вспучивающимся антипире-ном и акриловой эмульсии придает эластичность, не ухудшает прочностные характеристики [4].

© Р. Н. Фазуллина - ассистент, кафедра технология химических натуральных волокон и изделий КНИТУ, ramfar@mail.ru; И. В. Красина - д.т.н., проф., зав. каф. технологии химических натуральных волокон и изделий КНИТУ, irina_krasina@mail.ru.

© R. N. Fazullina - assistant, Kazan national research technological University, Department of chemical Technology of natural fibers and products, ramfar@mail.ru; 1 V. Krasina - doctor of technical Sciences, Professor, Kazan national research technological University, Department of chemical Technology of natural fibers and products, irina_krasina@mail.ru.

Исходя из результатов исследования опытного образца, пропитанного синтезируемым вспучивающимся антипиреном, с добавлением акриловой эмульсии, можно сделать вывод о том, что данная технология обработки текстильных материалов позволяет получить образцы с высокими огнестойкими свойствами без ухудшения физико-механических показателей.

Литература

1. http://antiseptikspb.ru/info/ Способы и средства огнезащиты текстильных материалов

2. ГОСТ Р ИСО 6330-99 Материалы текстильные. Методы бытовой стирки и сушки, применяемые для испытания тканей, трикотажных полотен и готовых изделий.

3. Фазуллина, Р.Н. (Сабирзянова Р.Н.) Исследование влияния плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления на закрепление антипирена в поверхностном слое текстильных материалов / Р.Н. Фазуллина (Р.Н. Сабирзяно-ва), С.В. Илюшина, А.С. Парсанов, А.Т. Миндиярова // Вестник технологического университета. -2015.-№11.-С. 78-81.

4. Фазуллина, Р.Н. (Сабирзянова Р.Н.) Исследование влияния вспучивающих антипиренов на повышение огнестойкости текстильных материалов / Р.Н. Фазуллина (Р.Н. Сабирзянова), И.В. Красина, О.А. Тучкова, Р.Ш. Еналеев // Вестник Казан. технол. университета.- 2014.-№3.- С. 53-54