Анотація до роботи:

Іщенко О.В. Розробка технології застосування карбоксиметилірованого крохмалю в друкуванні і заключній обробці текстильних матеріалів. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.19.03 – технологія текстильних матеріалів. – Херсонський національний технічний університет, Херсон, 2006.

Дисертація присвячена розробці технології застосування карбоксиме-тилірованого крохмалю в друкуванні та заключній обробці текстильних матеріалів з метою вирішення проблем розширення асортименту загусників та підвищення ефективності технологічного процесу, які мають місце при використанні в опоряджувальному виробництві дорогих загусників на основі імпортного альгінату натрію. Встановлено та теоретично обґрунтовано механізм структурних перетворень крохмалю при обробці лугами і карбоксиметиліруванні, що пояснює високу розчинність одержаного продукту у холодній воді. На основі дослідження фізико-хімічних властивостей Na-КМК визначено та обґрунтовано умови одержання із нього в’язких систем з необхідними друкарсько-технічними властивостями та виконано їх оцінку в порівнянні з реологічними властивостями альгінатних загусників та модифікованих крохмалів імпортного виробництва. Запропоновано спосіб і обґрунтовано механізм підвищення стійкості висококонцентрованих розчинів Na-КМК шляхом застосування в якості антикоагулянту – карбаміду концентрації 2-5%, що дає можливість їх постачання опоряджувальним підприємствам у вигляді пасти, і виключити із технологічного циклу виробництва процес сушіння.

Науково обґрунтовано технологію застосування Na-КМК в якості загусника друкарських фарб на основі встановлених високих друкарсько-технічних властивостей фарб та ефективності технологічного процесу друкування тканин з целюлозних волокон. Проведена позитивна апробація розробленої технології у виробничих умовах на АТЗТ „Тіротекс”, м. Тирасполь, АТЗТ „Черкаський шовковий комбінат”. Очікуваний економічний ефект за рахунок змін складу друкарської фарби при друкуванні активними барвниками складає 18,8-84,6 грн на 1000 м ² тканин залежно від площі утворення візерунку, при друкуванні дисперсними барвниками 15,2-68,4 грн на 1000 м ² тканин залежно від площі утворення візерунку.

1. Запропоновано науково-обгрунтовану технологію застосування Na-КМК (торгова назва ”Карбоксикрин С”) в друкуванні та заключній обробці текстильних матеріалів та показано, що цей препарат володіє комплексом необхідних технологічних властивостей, що забезпечує підвищення ефективності процесу опорядження текстильних матеріалів та сприяє випуску високоякісної конкурентноздатної продукції.

2. Виконано кількісну оцінку структурного стану крохмалю і показано, що його упорядкована структура визначається вмістом кристалічної амілози. Дані про надмолекулярну структуру крохмалю, які було одержано рентгенодифракційним методом, порівняно з результатами термохімічних досліджень інтегральної теплоти змочування водою і сорбції водяної пари, що дало можливість довести необхідність підтримувати певний рівень вологи при карбоксиметилірованні крохмалю.

3. Проведено аналіз змін надмолекулярної структури крохмалю в процесі його мерсеризації та карбоксиметилірування. Із позицій утворення адитивних сполук запропоновано механізм утворення Na-КМК, який пояснює високу розчинність у воді карбоксиметилірованого крохмалю при досить низькому ступені заміщення = 21-30. В технологіях виробництва повністю розчинного у воді Na-КМК рекомендовано області концентрацій гідроксиду натрію 27-31 % в реакційній масі.

4. На основі реологічних досліджень встановлено залежність початкової в’язкості розчинів від концентрації Na-КМК. У випадку концентрованих розчинів, які застосовують при друкуванні текстильних матеріалів, в’язкість розчинів Na-КМК зростає дуже інтенсивно. Математично описана зміна ефективної в’язкості від швидкості зсуву для концентрованих та низькоконцентрованих розчинів модифікованого крохмалю. Одержані результати дозволили визначити області застосування Na-КМК в опорядженні текстильних матеріалів.

5. Розроблено спосіб стабілізації фізико-хімічних властивостей розчинів КМК у воді шляхом використання карбаміду. Математично описано механізм дії карбаміду у водних розчинах Na-КМК різної концентрації. Встановлено концентрації карбаміду (2-5 %) при яких він виконує роль антикоагулянту концентрованих розчинів Na-КМК, що дозволило рекомендувати випускну форму Na-КМК у вигляді пасти.

6. Виконано оцінку сумісності суміші крохмалю та Na-КМК за крите-рієм Зелінгера-Хейдінгсфельда. Встановлено, що термодинамічна несумісність полімерів, яку було визначено при інтерпретації даних, може свідчити про можливість змін технологічних властивостей композиції в бажаному напрямку. Показано, що композицію на основі крохмалю та Na-КМК може бути ефективно використано в самому широкому діапазоні співвідношення масових часток крохмалю і Na-КМК.

7. Науково обґрунтовано технологію застосування Na-КМК в друкуванні текстильних матеріалів активними та дисперсними барвниками. Методами тонкошарової хроматографії та забарвлення плівок визначено значне зниження ступеню хімічної взаємодії активних барвників із Na-КМК в порівнянні з крохмалем (в середньому у 2 рази). Використання в якості загусника карбоксикрину С дозволяє легко видалити його та незафіксований барвник з надрукованих тканин за класичним способом промивання.

8. Експериментально і науково обґрунтовано технологію застосування Na-КМК в заключній обробці текстильних матеріалів з метою надання їм бактерицидних властивостей за рахунок утворення міцних хімічних між функціональними групами Na-КМК та катіонактивного бактерицидного препарату. Для надання якісної вогнестійкої обробки текстильним матеріалам в складі апрету запропоновано замінити крохмаль на Na-КМК та спростити таким чином технологію приготування і використання апрету.

9. В виробничих умовах текстильних підприємств з позитивним результатом випробувано технологію друкування текстильних матеріалів з застосуванням карбоксикрину С в порівнянні з технологією, де застосовується імпортний загусник на основі альгінату натрію. Встановлено, що технологія застосування карбоксикрину С забезпечує високу якість друкування та високі колористичні показники забарвлень тканин, що випускаються, при підвищенні ефективності технологічного процесу. Очікуваний економічний ефект за рахунок змін складу друкувальної фарби в залежності від площі утворення візерунка при друкуванні активними барвниками складає 18,8-84,6 грн на 1000 м² тканин, при друкуванні дисперсними барвниками 15,2-68,4 грн на 1000 м² тканин.

Рекомендації виробництву при застосуванні карбоксикрину С

1. Друкування текстильних матеріалів

1.1. Друкування активними барвниками:

- бавовняні, віскозні тканини;

- приготування 12 %-ої загустки при температурі цеху в реакторі об’ємом 250-2000 л при перемішуванні якірним змішувачем, в’язкість друкувальної фарби 70 Па, рН = 8,5 – 9;

- активні барвники – монохлортриазинові, вінілсульфонові (І-ІІІ групи відмивання), біфункціональні;

- ротаційні друкувальні машини з циліндричними шаблонами або гравірованими валами;

- термообробка – 102⁰С або 135⁰С протягом 5-7 хв.;

- промивання – пом’якшена вода, ряд аніоних або неіоних ПАР.

1. Друкування дисперсними барвниками:

- ацетатні тканини;

- приготування 11 %-ої загустки при температурі цеху в реакторі об’ємом 250-2000 л при перемішуванні якірним змішувачем, в’язкість друкувальної фарби 65 Па, рН = 8,0;

- дисперсні барвники – антрахінонові, азо-;

- ротаційні друкувальні машини з циліндричними шаблонами або фотофільмдрукування;

- термообробка – відповідно затвердженим технологічним режимам;

- промивання – пом’якшена вода, перша промивна коробка – холодна вода.

2. Заключна обробка

2.1. Антимікробна обробка текстильних матеріалів:

- використання у складі апрету концентрацією 30 г/л в композиції з етонієм 5 г/л.

2.2. Вогнестійка обробка текстильних матеріалів:

- використання в складі апрету на заміну крохмалю концентрацією 5-15 г/л.

Публікації автора:

1. Сумская О.П., Ищенко Е.В., Полищук С.А., Сарибеков Г.С. Карбоксикрин С – отечественный загуститель для печатания текстильных материалов // Вестник Херсонского государственного технического университета. – 2001. – №5 (12). – С.108-110.

Дисертант проводив експериментальні дослідження, узагальнював результати, формулював висновки.

Поліщук С.О., Сумська О.П. – проведено оцінку реологічних властивостей розчинів Na-КМК, друкарсько-технічних властивостей.

Сарібеков Г.С. – визначення напрямків для застосування в опоряджуванні текстильних матеріалів.

2. Ищенко Е.В., Сумская О.П. Исследование реологических свойств загущающих композицій на основе крахмала и карбоксикрина С // Вестник Херсонского государственного технического университета. – 2001. – № 4 (13). – С. 371-373.

Дисертант - одержання експериментальних даних та їх аналіз, виявлення переваг і недоліків від використання композиційної загустки в складах для друкування активними барвниками.

3. Ищенко Е.В., Сумская О.П. Исследование взаимодействия активних красителей с загустителями в печатании текстильних материалов // Вісник Київського національного університету технологій та дизайну. - 2003. – № 1. – С.53-58.

Дисертанту належить розробка методики дослідження, виконання екперименту аналіз результатів, виявлення ступеню взаємодії активних барвників з загустками на основі крохмалю, модифікованих крохмалів та альгінатів.

4. Салеба Л.В., Ищенко Е.В., Сумская О.П. Влияние загустителей и композиций ПАВ на процесс промывки текстильних материалов, напечатанных активними красителями // Проблемы лёгкой и текстильной промышленности Украины. – 2004. – № 1 (8). – С.239-244.

Дисертанту належить одержання експериментальних даних, визначення режиму промивання та складу промивного розчину.

5. Іщенко О.В., Логачова М.Є., Гвоздяк Р.І. Визначення антімікробної активності тканин, оброблених 1,2-етилен-біс-(N,N- диметилкарбде-цилоксиметилом)-амонію // Вісник Технологічного університету Поділля (Хмельницький національний університет) – 2004. – № 5. – С.160-163.

Дисертанту належить одержання експериментальних даних та їх аналіз, узагальнення результатів.

6. Ищенко Е.В., Ирклей В.М., Вавринюк О.С., Клейнер Ю.Я., Сумская О.П.
   О некоторых свойствах крахмала и его карбоксиметилированных производных, применяемых в текстильной промышленности // Проблемы лёгкой и текстильной промышленности Украины. – 2004. – № 2(9). – С.107-112.

Дисертант проводив експериментальні дослідження, узагальнював резуль-

тати, формулював висновки.

Ірклей В.М., Вавринюк О.С., Клейнер Ю.Я. - наведено математичний опис

універсальної кривої зміни ефективної в’язкості.

Сумська О.П. – формулювання технологічних вимог до Na-КМК.

7. Ірклей В.М., Іщенко О.В., Вавринюк О.С., Клейнер Ю.Я. Розвиток текстильних волокон // Вісник Київського національного університету технологій та дизайну . – 2005. - № 1. – С. 113-116.

Дисертанту належить аналіз стану виробництва та перспектив використання целюлозних волокон в текстильній галузі.

Ірклей В.М., Вавринюк О.С., Клейнер Ю.Я. - аналіз світового стану та України в текстильній галузі, визначення проблем виробництв, що забезпечують її роботу.

8. Пат. (UA) 54196 А, МКИ D 06 М 15/00. Склад вогнестійкої обробки текстильних матеріалів / Смеречинська Н.Р., Романкевич О.В., Іщенко О.В., Поліщук С.О., Сарібеков Г.С., Сумська О.П. (Україна). - № 2002064665; Заявл. 07.06.2002; Опубл. 17.02.2003; Бюл. № 2.- 6 с.

Дисертанту належить виконання експериментальних досліджень та розробка технології приготування апрету.

Смеречинська Н.Р. – запропонована формула винаходу, здійснені виробничі випробовування.

Поліщук С.О., Сумська О.П. – визначені технологічні властивості карбоксикрину С, проведений патентний пошук.

Сарібеков Г.С., Романкевич О.В. – визначені перспективи для застосування в опоряджуванні текстильних матеріалів.

9. Пат. (UA) 71371 А, МКИ D 06 Р 1/48. Склад для друкування текстильних матеріалів з хімічних волокон / Сумська О.П., Іщенко О.В., Поліщук С.О., Сарібеков Г.С., (Україна). - № 20031212396; Заявл. 25.12.2003; Опубл. 15.11.2004; Бюл. № 11.- 6 с.

Дисертанту належить одержання експериментальних результатів.

Сумська О.П., Поліщук С.О. – запропонована формула винаходу, прототип.

Сарібеков Г.С. – визначені переваги Na-КМК.

10. Пат. (UA) 71372 А, МКИ D 06 Р 1/48. Склад для друкування текстильних матеріалів з натуральних волокон / Сумська О.П., Іщенко О.В., Поліщук С.О., Сарібеков Г.С., (Україна). - № 20031212397; Заявл. 25.12.2003; Опубл. 15.11.2004; Бюл. № 11.- 6 с.

Дисертанту належить одержання та обґрунтування експериментальних результатів.

Сумська О.П., Поліщук С.О. – запропонована формула винаходу, прототип.

Сарібеков Г.С. – визначена область застосування.

11. Іщенко О.В., Бембель О.В. Спеціальні види оздоблення тканин для меблів // Тези доповідей всеукраїнської наукової конференції молодих вчених та студентів “Наукова діяльність молоді на переломі тисячоліть”. – К.: КНУТД.-2002. -.С. 128.

12. Іщенко О.В., Сумська О.П. Дослідження реологічних властивостей нової модифікації водорозчинного крохмалю // Тези доповідей всеукраїнської наукової конференції молодих вчених та студентів “Наукові розробки молоді на сучасному етапі”. – К.: КНУТД.-2003. - С. 120.

13. Іщенко О.В., Сумська О.П. Новий загусник для утворення візерунків дисперсними барвниками // Тези доповідей всеукраїнської наукової конференції молодих вчених та студентів “Наукові розробки молоді на сучасному етапі”. – К.: КНУТД.-2004. - С. 163.

14. Іщенко О.В., Сумська О.П. Удосконалення процесу промивки віскозних тканин, надрукованих з використанням карбоксикрину С // Тези доповідей ІV Всеукраїнської ювілейної наукової конференції молодих вчених та студентів, присвяченої 75-річчю КНУТД “Наукові розробки молоді на сучасному етапі”. – К.: КНУТД.-2005. - С. 151.

15. Ищенко Е.В., Сумская О.П. Применение карбоксикрина С в печатании вискозных тканей активными красителями // Сборник докладов ІV научно-практической конференции “Техніка для хімволокон” Ч.ІІ.. г.Чернигов, 2005. – С.278 – 280.