ВВЕДЕНИЕ

Отделочную отрасль, как и всю текстильную промышленность, следует рассматривать в составе целостного швейно – текстильного комплекса (ШТК), включающего в себя на выходе швейную промышленность, для которой текстиль является сырьем, а производство текстиля комплектуется сырьем (волокна, красители, ТВВ) из химической промышленности и сельского хозяйства, оборудованием и приборами из машиностроения.

Локомотивом развития швейно – текстильного комплекса могут выступать швейная и текстильная промышленность, а все остальные отрасли являются ведомыми – комплектующими. Это диктует последовательность, очередность инвестиций в составляющие комплекса.

Стратегической задачей является техническая модернизация текстильных предприятий. Окупаемость таких проектов – 2 – 3 года.

Развитие на базе крупных комбинатов малых и средних предприятий для производства текстиля не является эффективным путем, так как из длинной технологической цепочки: прядение, ткачество, отделка, не удается вырвать отдельные элементы, из которых сформируются самостоятельные производства. Мировой тенденцией является снижение среднего объема партии в отделочном производстве, что ориентирует развитие предприятий среднего уровня с гибкой технологией, нацеленной на производство продукции широкого ассортимента из волокон различной природы.

Основными тенденциями в развитии технологии отделки текстильных материалов (подготовка, колорирование, аппретирование) и в смежных областях науки и техники (волокна, красители, ТВВ, оборудование и приборы), являются:

- в отделочное производство приходят высокие технологии: био-, информационные, излучательные (плазменные, фотохимические, радиационные, лазерные, СВЧ ), позволяющие получать материалы с новыми или традиционными свойствами по более экономичной и экологичной технологиям;

- энзимные биотехнологии широко используются в подготовке текстильных материалов из природных волокон и в заключительной отделке;

- информационные технологии главным образом нашли применение в автоматизированных системах составления рецептур крашения и печатания, в оценке цветовых характеристик окрасок;

- возникло самостоятельное направление: производство методами текстильной химии текстильных материалов медицинского назначения;

- сформировалось практически новое направление: жидкостная обработка готовых изделий из текстильных материалов. Широко используется энзимная жидкостная технология облагораживания готовых изделий из текстильных материалов;

- усиление роли микроволокон в ассортименте синтетических (полиэфирных, полиамидных) и, как следствие, возникновение проблемы их колорирования;

- усиление роли эластомерных волокон и проблем их <ровного крашения;

- совершенствование ассортимента волокон путем их химического и физического модифицирования.

В ближайшие годы третьего тысячелетия можно с уверенностью ожидать еще более широкого использования этих технологий по всем направлениям отделочного производства и смежных отраслей, с большой долей уверенности можно прогнозировать следующие процессы:

- внедрение генной инженерии и методов клонирования для производства природных волокон высокого качества и высокой урожайности;

- появление природных красителей, полученных микробиологическим путем или выращиванием растений с высоким содержанием пигментов;

- распространение информационных технологий для контроля и управления всеми основными процессами отделочного производства;

- создание экологически безопасных текстильных материалов по экологически безопасной технологии.

I Технологический раздел

1.1 Литературный обзор

1.1.1 Строение, свойства и классификация полиамидных волокон

Полиамиды – синтетические гетероцепные волокнообразующие полимеры. Их получают на химических заводах из продуктов переработки нефти и угля. Макромолекулы полиамидов представляют собой участки повторяющихся метиленовых групп [ - CН - ] , соединенных амидными группами - CONH - . Для получения волокон используют более 10 видов полиамидов, которые различаются числом метиленовых групп и характером их расположения между амидными группами. В мировой практике используют название полиамид или нейлон с указанием одной или двух цифр, которое означают число атомов углерода в исходном компоненте. С увеличением числа метиленовых групп в элементарном звене полиамида изменяются его свойства: снижается температура плавления, уменьшается гигроскопичность, повышается устойчивость к изгибу, светопогоде, истиранию.

Волокнообразующие полиамиды обладают сравнительно небольшой степенью полимеризации (80 – 200). Макромолекулы имеют плоскую форму плоского зигзага и взаимодействуют друг с другом благодаря водородным связям. Степень кристалличности зависит от симметричности звеньев и регулярности их расположения в макромолекулах, для различных полиамидов она должна быть 40 -60 %. Выпускаются полиамидные волокна и нити различных видов – капроновые (поликапролактам, или нейлон -6), анид (полигексаметиленадипамид, или нейлон – 6,6) и энант (полиэнантамид, или нейлон – 7). Эти волокна получают из расплава полимера с последующим вытягиванием и термофиксацией.

Полиамидные волокна характеризуются очень высокой прочностью, которая уменьшается во влажном состоянии, но незначительно. Удлинение полиамидных волокон достаточно высокое, и, что особенно важно, значимую часть деформации составляют обратимые компоненты. Высокая упругость волокон обеспечивает их значительную устойчивость к многократным деформациям, также полиамидные волокна устойчивы к истиранию.

К недостаткам полиамидных волокон можно отнести их низкую гигроскопичность (3,5 – 5 %), что значительно снижает гигиенические свойства материалов. Обладают невысокой теплостойкостью, имеет низкую светостойкость, их быстрое старение, в результате чего они желтеют, становятся ломкими, жесткими и теряют прочность. Также они чрезмерно гладкие по поверхности, имеют малую сцепляемость, за счет этого плохо смешиваются с другими волокнами. Также наблюдается повышенная пиллингуемость тканей и изделий из смеси капрона с натуральными волокнами при эксплуатации. Для устранения этого недостатка при формовании капронового волокна используют фильеры с профилированными отверстиями. Профилируемые капроновые волокна имеют повышенный блеск.

Восприимчивость волокон к красителям повышенная. Полиамидные волокна устойчивы к действию щелочей и восстановителей, а органические растворители (амины, ацетон и т.д.) вообще не действуют на полиамидные волокна. Они растворяются при нагревании в бутиловом спирте при температуре 120 – 180 ⁰C, этиленгликоле, ацетофеноне, хорошо растворяются в фенольных соединениях.

Технологический процесс производства полиамидных волокон состоит из следующих основных стадий: синтеза полимеров из низкомолекулярных веществ, формования волокон, текстильной обработки волокон (вытягивание, перематывание, кручение и т.д.). Около 98% от общего производства полиамидных волокон составляют волокна из алифатических полиамидов, причем основную масса из них производится из поли-e-капроамида (выпускается под торговыми названиями капрон, найлон-6, амилан, дедерон, стилон, лилион, релон, перлон, видлон, хемлон, энкалон) и, полигексаметиленадипинамида (найлон-6,6, анид, леона, глацем).

К физико-химическим свойства полиамидных волокон зависят от химической природы и молекулярной массы исходного полиамида, структурных особенностей волокна. С повышением молекулярной массы полиамида улучшаются прочность, модуль деформации при растяжении, и другие физико-механические показатели. Полиамидные волокна характеризуются высокой прочностью при растяжении, устойчивостью к знакопеременным деформациям, высоким сопротивлением к ударным нагрузкам и истиранию. Недостатки полиамидных волокон из алифатических полиамидов сравнительно низкая гигроскопичность, что является причиной их высокой электризуемости, относительно низкий модуль деформации при растяжении и низкие теплостойкость, термостойкость и светостойкость. Для повышения устойчивости полиамидных волокон к окислению при термическое и фотохимическое воздействие в исходный полимер можно вводить различные антиоксиданты (ароматические амины и фенолы, бензимидазолы, органические и неорганические соли переходных металлов, комплексные соединения, содержащие Cu, или др.).

Алифатические полиамидные волокна

В названиях алифатических полиамидов после слова "полиамид" (в зарубежной литературе "найлон") ставят цифры, обозначающие число атомов углерода в веществах, использованных для синтеза полиамида. Так, полиамид на основе капролактама называется полиамидом-6, или найлоном-6, полиамид на основе гексаметилендиамина и адипиновой кислоты полиамидом-6,6, или найлоном-6,6 Свойства алифатических полиамидов изменяются в широких пределах в зависимости от их химического строения, хотя наличие амидных групп придает им ряд общих свойства. Это бесцветные твердые кристаллические или аморфные вещества; мол. м. (20-30)·10³. Алифатические полиамиды обладают хорошими физико - механическими свойствами, что обусловлено высокой степенью кристалличности и наличием межмолекулярных водородных связей. Прочностные характеристики полиамидов улучшаются с повышением степени кристалличности, при этом влагопоглощение несколько уменьшается.

Ароматические полиамидные волокна

Ароматические полиамиды - эти соединения бесцветные высокоплавкие кристаллические или аморфные вещества; мол. м. (30-100)·10³. Ароматические полиамиды, содержащие в макромолекулах n-фени-леновые циклы, например поли-n-фенилентерефталамид или поли-п-бензамид, относятся к числу наиболее жесткоцепных синтетических полимеров; сегмент Куна достигает (5-6) · 10 ^-2 мкм при очень больших значениях характеристической вязкости в H₂SO₄ (до 7-14 дл/г). Жесткость цепей существенно ниже у полиамидов, содержащих м-фениленовые циклы в цепях (так, сегмент Куна поли-м-фениленизо-фталамида составляет уже только 4·10^-3 мкм) или мостиковые атомы и группы атомов [напр., —О—, —S—, —SO₂—, —C(CF₃)₂—] между элементарными звеньями макромолекул. Структура ароматических полиамидов существенно определяет их свойства: растворимость, теплостойкость и др. Универсальный растворитель для H₂SO₄, из растворов которой формуют волокна. Наиболее плохо растворимы полиамиды, в макромолекулах которых содержатся только n-фениленовые циклы и амидные связи; некоторые из таких полиамиды (напр., поли-n-фенилентерефталамид) растворимы в смеси N-метилпирролидона, гексаметилфосфортриамида и LiCl с образованием лиотропных жидкокристаллических растворов. Лучшей растворимостью характеризуются полиамиды, макромолекулы которых содержат:

а) м-фениленовые циклы;

б) мостиковые атомы или группы атомов между фениленовыми циклами;

в) боковые объемистые заместители (например, кардовые полиамиды).

Такие ароматические полиамиды растворимы в растворителях амидного типа, чаще при введении добавок галогенидов щелочных или щелочно-земельных металлов (напр., CaCl₂ или LiCl).