Дипломная (вкр): Гідрофобна обробка текстильних матеріалів

 - випробувана площа, см 2.

При підрахунку мінімального і максимального значень повітропроникності (Qmax і Qmіn) В формулу замість  підставляють значення  або  де,  і  - максимальний і мінімальний показники об'єму повітря з усіх проведених випробувань точкової проби, шматка або виробу. За результати випробування приймають мінімальне і максимальне значення повітропроникності або середньоарифметичне. Середня витрата повітря  по точковій пробі, шматку або виробу знаходять шляхом певоду по тарувальній таблиці, що додається до приладу, середньоарифметичного значення із усіх вимірів по диференціальному манометрі (мм. сп. ст.) в дм 3/с. Результат підраховують з похибкою до 0,1 дм 3/ м 2с і округлюють до 1,0 дм 3/ м 2с [13].

Ступінь усадки. Усадка - зменшення площі тканин й одночасне їх ущільнення. Зміна розмірів тканин (усадка), особливо довжини, можливо при тривалому збереженні в процесі лежання, під дією світлопогоди і прання. Найбільшу усадку дають тканини з віскозного волокна й інші тканини крепової скрутки. У зв'язку з тим, що в результаті більшої усадки тканини одяг може стати непридатним для експлуатації, установлені межі усадки: по основі - 1,5-5%, по утоку - 1,5 -2%. При виготовлені одягу необхідно це враховувати і відповідно підбирати тканини для верху і підкладки.

Проведення випробування.

Готують елементарні проби, проводять кип’ятіння. Після цього проби розміщають в розправленому вигляді на плоскій поверхні, відмічають краї проби і витримують протягом 600 хв.

Обробка результатів випробування.

Вимірюють відстані між мітками з похибкою 1 мм. Вимірювання проводять в напрямку ниток основи і піткання. Обраховують середньоарифметичне значення відстані між мітками до мокрої обробки (L0) та після неї (L1), окремо в напрямку ниток основи і піткання. Зміну розмірів λ після мокрої обробки в напрямку основи λо і піткання λп,%, обчислюють за формулою:

λ=(L1 - L0/L0)·100, (2.8)

де L1 - відстань між мітками після обробки, мм;

L0 - відстань між мітками до обробки, мм [20].

Коефіцієнт незминання. Незминання - здатність тканин пручатися утворенню зморшок і складок або відновлювати первісну форму після перегину і стискання - є характеристикою, зворотною зминанню. Вироби з тканин, що не мнуться тривалий час зберігають красу і елегантність. Для зниження зминання тканин застосовують різноманітні суміші волокон і спеціальні обробки.

Відбір проб. З полотна тканини вирізають квадрат розміром 150х 150 мм. З кожного квадрата вирізають 5 елементарних проб Т-подібної форми в поздовжньому і поперечному напрямку так, щоб кожна наступна елементарна проба не була продовженням першої. Посередині кожної елементарної проби вказують поздовжнє направлення полотна. Розміри елементарної проби повинні відповідати розмірам, вказаним на рис.2.6.

Рис.2.6. Розміри елементарної проби

Апаратура. Для проведення дослідження використовують прилад СМТ (рис 2.7). Прилад призначений для визначення незминання текстильних полотен товщиною до 2 мм.

Рис.2.7. Схема приладу СМТ: 1 - корпус; 2 - кнопки для підйому ланок попереднього навантаження; 3 - опори; 4- гвинт для переміщення вимірювального пристрою; 5- вимірювальний пристрій; 6- направляючі типу "Хвіст ластівки"; 7- важелі; 8- поворотна лапка попереднього навантаження; 9 - контур Т-подібний; 10 - пластини для притискання; 11- поворотний барабан; 12- ручка з фіксатором; 13- рукоятка навантаження; 14- вилка.

Проведення досліду. Перед початком випробування рукоятка навантаження повинна знаходитись в положенні розвантаження, а лапки попереднього навантаження підняті вверх, для чого поворотний барабан переводять ручкою з фіксатором в положення І (положення заправки елементарних проб). Підготовлені до випробування елементарні проби розташовують на барабані лицевою стороною вниз під прижимні пластини, які піднімають з допомогою важелів. Елементарні проби закріплюють так, щоб їх краї співпадали з Т-подібним контуром на пластині поворотного барабану.

З допомогою вилки перегинають робочі частини елементарних проб і опускають лапки попереднього навантаження. Лапки здійснюють попереднє навантаження і утримують елементарні проби в складеному стані. При цьому кут згину елементарної проби становить 1800, а площа петлі елементарної проби, що знаходиться під лапкою, буде рівна 1,5 см².

Після того як всі десять проб будуть заправлені, барабан переводять в положення ІІ (положення навантаження), для цього ручку з фіксатором повертають на 900 проти часової стрілки. Після цього плавним поворотом рукоятку навантаження переводять в положення "навантаження". До елементарних проб, складених в петлю, підводять основне навантаження протягом 15 хв. при цьому тиск на 1 см² елементарної проби повинен становити 98,1 кПа.

Через 15 хв. після дії навантаження рукоятку переводять в положення "розвантаження" і з допомогою ручки повертають барабан на 1800 за часовою стрілкою в положення ІІІ (положення заміру кута відновлення).

Почергово натискаючи на кнопки, піднімають лапки попереднього навантаження вверх, внаслідок чого елементарні проби звільняють від попереднього навантаження. Одночасно вмикають секундомір. Через 5 хв. після зняття навантаження проводять замір кута відновлення, для чого поворотом гвинта вимірювальний пристрій підводять до ребра згину так, щоб перехрестя на диску співпало зі згином елементарної проби. Поворотом гвинта суміщають стрілку показника з ребром згину елементарної проби.

Проводять замір плоского кута, на який відійде вільний кінець елементарної проби. Цей кут і називається кутом відновлення і вимірюється в градусах. Якщо кут, утворений вільним кінцем елементарної проби, буде мати два значення (верхній край елементарної проби відійде на більший чи менший кут в порівнянні з нижнім), то за результат вимірювання приймають середнє арифметичне вимірювань цих кутів.

Незминання кожної проби текстильного полотна в поздовжньому і поперечному напрямках (Х) у відсотках обраховують за формулою:

Х = аср/γ×100, (2.9)

де аср - середнє арифметичне результатів вимірювання кутів відновлення для кожного напрямку полотна, градус, рівне Σ а 1/n,

а 1 - окремий результат вимірювання кута відновлення, градус;- число дослідів;

γ - кут повного згину елементарної проби, рівний 1800.

Розрахунки проводять з точністю до десятих і округлюють до цілих чисел. За кінцевий результат вимірювання приймають незминання текстильного полотна чи штучного виробу по одному з напрямків, який має найменше абсолютне значення показника незминання, у відсотках [19].

.4 Методи статистичної обробки даних експериментів

Експериментальні значення в подальшому обробляли методами математичної статистики, зокрема, визначали квадратичні відхилення, встановлювали залежність між вихідними факторами та одержаними показниками якості, розраховували коефіцієнт кореляції.

Величина відхилень в ту чи іншу сторону кожного індивідуального значення y від середньої характеризує варіацію, чи розбіжність, показника. Для її розрахунку в статистиці прийняті середньо-квадратичне відхилення d, для обчислення якого усі відхилення (уі - у), чи зводять у квадрат (для нівелювання знака) і з отриманих квадратів знаходять середню величину, яка називається середнім квадратом відхилення, чи дисперсією. Потім з дисперсії визначають квадратний корінь і отримують середньоквадратичне відхилення:

 (2.10)

Абсолютне значення середньоквадратичного відхилення ще не дає уявлення про ступінь варіації (мінливості) показника. Для характеристики ступеня варіації користуються коефіцієнтом варіації e, що являє собою відношення середньоквадратичного відхилення до середньої арифметичної, виражене у відсотках:

 (2.11)

Коефіцієнт варіації характеризує ступінь розбіжності показників, тобто як сильно конкретні показники відхиляються від своєї середньої величини. Чим менше коефіцієнт варіації, тим рівномірніші показники текстилю.

Залежно від однорідності сировини, стандартності використовуваних матеріалів, ретельності виконання і контролю технологічних процесів коефіцієнт варіації того чи іншого показника для текстилю може мати різні значення: e < 5 означає дуже високу рівномірність і однорідність напівфабрикату чи готової продукції за досліджуваним показником; e = 5...10 означає рівномірність; e = 10... 15 - нерівномірність; e >15 - сильну розбіжність.

Якщо які-небудь два показники х і у зв'язані між собою функціональною залежністю, то кожному значенню x буде відповідати строго визначене значення у, наприклад кожному діаметру відповідає визначена довжина окружності. У техніці й технології найчастіше зустрічається не функціональна, а кореляційна залежність, тобто кожному середньому значенню х відповідає якесь середнє значення у. Наприклад, є кореляційна залежність між масою і площею тканини.

Якщо між показниками х і у існує визначений взаємозв'язок, то зі зміною (збільшенням чи зменшенням) одного з них другий має тенденцію змінюватися в ту ж сторону і добуток їх відхилень txty буде величиною позитивною. Для оцінки ступеня залежності одного показника від іншого користуються коефіцієнтом кореляції, який виражають рівнянням

 (2.12)

де t_xt_y - відхилення окремих показників відповідно ряду х і ряду у від їх середньої величини.

Коефіцієнт кореляції може змінюватися від 0 до 1. Якщо r = 0, то між показниками х і у, що зіставляються, ніякої залежності немає; при r < 0,3 залежність дуже слабка; при r = 0,3...0,5 залежність помірна; при = 0,5...0,7 - помітна; при r = 0,7.. .0,9 - висока і при r >0,9 - дуже тісна.

 (2.13)

де r - коефіцієнт кореляції;

п - число визначень (чи дослідів), на основі яких він обчислений.

Розділ 3. Дослідно-експериментальна частина

.1 Варіанти обробки текстильного матеріалу покривною композицією

Експериментально визначали, співвідношення покривної композиції, її витрати та температуру обробки на гідрофобний ефект. План-матрицю експерименту представлено в таблиці 3.1.

Таблиця 3.1 Матриця планування інтервалів та рівні змінювання факторів

Попередні дослідження показали, що плівки одержані з композиції рівної кількості дисперсії та лакрилу не забезпечують рівномірність покриття.

Використання температури ванни 100°С та вище призводить до випаровування окремих складових плівки, що в подальшому негативно відобразиться на якості покриття. Витрати композиції 25% та вище призводить до значного утяжиління тканини, також надалі слід очікувати погіршення гігієнічних властивостей покриття, зокрема, паропроникності та повітропроникності. Таким чином, були обрані наступні технологічні параметри:

Співвідношення акрилової дисперсії: лакрилу: 1:1,5; 1:2; 1:2,5

Витрати препарату:15-20% від маси тканини;

Температура ванни: 40-75°С.

Для подальших досліджень було обрано наступні варіанти обробки (таблиця 3.2.)

Таблиці 3.2 Варіанти обробки

Для визначення оптимальної температури процесу досліджували сорбцію препарату за різних температур. Результати досліджень представлені на рисунку 3.1.

Рис.3.1.Кінетика сорбції акрилової композиції за різних температур: - 40°С; 50°С; 60°С

Як свідчать результати, за температури 400С сорбція композиції з ванни найнижча; у випадку температури 600С максимальне значення сорбції досягається занадто швидко - за 1 годину, що може призвести до нерівномірності розподілу акрилату, і як свідчать результати після висушення матуріалу, низької адгезії плівки до основи. Отже, оптимальною температурою процесу визначено 45-550С.

.2 Визначення впливу покривної обробки поверхні на гідрофобний ефект текстильного матеріалу

Якість обраних зразків оцінювалась за показниками: водопоглинання, водотривкості та водовідштовхування. Одержані результати представлені у таблиці 3.2.

Зіставлення кількості нанесеного препарату з ефектом гідрофобності дозволяє зробити висновок, що збільшення кількості фіксованого поліакрилату сприяє підвищенню гідрофобного ефекту. Із підвищенням температури, поверхня та пори волокнистого матеріалу звільняються від домішок, знижується внутрішнє напруження, що викликає нерівномірність властивостей, забезпечує краще проникнення реагентів всередину волокон, підвищує адгезію.