Вторник, 17.09.2019, 14:48
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск
Большая распродажа
Меню сайта
поиск по УДК
Форма входа
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0


Яндекс.Метрика
Кнопки от друзей

СБОРНИК СТАТЕЙ

Главная » Статьи » Всего статей

О методе определения степени очистки от масляных загрязнений по капиллярности ткани

 Определение качества моющего действия синтетических моющих средств и поверхностно-активных веществ представляет собой сложную задачу, которая решается с использованием стандартных искусственных загрязнений. Метод Штюпеля [1] основан на том, что ткань загрязняется композицией, которая содержит нерастворимые пигменты, связывающиеся с поверхностью волокон так называемой масляной связью, когда частицы пигмента закрепляются на поверхности волокон через масляную пленку. Предполагается, что если пигмент отмылся, то и масло удалено с поверх­ности волокон. Однако, это совершенно не очевидно, хотя бы потому, что масло может проникать в капилляры ткани и поры волокон и оставаться там после удаления пигментных загрязнений. Поэтому метод Штюпеля может характеризовать только степень очистки ткани от окрашенных за­грязнений и совершенно не информативен по отношению к загрязнению маслом и качеству удаления углеводородных загрязнений.

На рисунке 1 приведены микрофотографии загрязненной ткани.

загрязнение ткани

Рисунок 1 - Микрофотографии загрязненной ткани: слева ткань загрязнен­ная НИТХИБ-М [2], полученная на АСМ, справа ткань отмытая от загряз­нений в растворе смеси ПАВ

Из приведенных на этих рисунках данных видно, что дисперсные за­грязнения удаляются практически полностью, но судить об удалении мас­ляных загрязнений как по этим микрофотографиям, так и оптическим ме­тодом по отражению света не представляется возможным.

В этой связи возникла необходимость разработки такого метода оценки моющего (очищающего) действия, который позволил бы количест­венно оценить степень чистоты поверхности волокон после удаления мас­ла из ткани с помощью поверхностно-активных веществ. Именно такой метод и предлагается в нашей работе.

Известно [3], что для составной поверхности косинус краевого угла смачивания представляет собой также составную (аддитивную) величину, которая описывается уравнением

формула 6,2   

где coseH- наблюдаемый косинус краевого угла смачивания; cose1-косинус краевого угла смачивания поверхности типа 1 (например, чистая поверхность волокон), имеющей поверхностную долю 91;cose2-косинус краевого угла смачивания поверхности типа 2 (например, загрязненная маслом поверхность волокон), имеющей поверхностную долю ф2. Учитывая, что ф 2= 1- фь можем записать

формула 6,1   

Откуда доля очищенной поверхности составит

формула 6

формула 6,3

Очевидно, что определив косинус краевого угла смачивания чистой ткани cos 01 и косинус краевого угла смачивания замасленной ткани cos 02 можно рассчитать степень очистки ткани от масляного загрязнения по ве­личине текущего краевого угла смачивания при очистке ткани от масляно­го загрязнения растворами ПАВ различной природы, различной концен­трации и различного состава.

Определение краевого угла смачивания замасленной ткани можно проводить методом измерения давления пенетрации воды через загрязнен­ную ткань по величине водоупорности, как мы предложили оценивать гид-рофобность модифицированной ткани [4].

Для продавливания воды через капилляры ткани, загрязненной мас­лом требуется избыточное давление для преодоления отрицательного ка­пиллярного давления. Расчет косинуса угла смачивания проводим по урав­нению, которое является частным случаем уравнения Лапласа [3]

формула 6,4   

где p - давление водяного столба, высотой h, необходимое для продавлива­ния воды через загрязненную маслом (гидрофобизированную) ткань; p = 9,8-10 h (Па), r - радиус капилляров в ткани, найденный из независи­мых измерений капиллярности ткани до её обработки модифицирующим препаратом.

Например, методом измерения скорости подъема воды по образцу ткани до модификации было найдено значение радиуса капилляров, равное r = 5-10-6 м и значение угла смачивания 01=87°(cos 01=0,05233); высота столба воды, необходимого для вдавливания в поры ткани, найденная экспермен-тально, h = 0,2 м,

формула 6,5   

Пример: Если при определении краевого угла смачивания очищенной с использованием концентрации ПАВ с1 было найдено значение краевого угла смачивания 89о, косинус угла 0,01745,

формула 6,6 

или степень очистки составила 72,36 % поверхности волокон ткани.

Аналогично можно оценивать качество облагораживания поверхно­сти хлопковых волокон.

Суровая хлопчатобумажная ткань содержит на поверхности волокон полимерную пленку шлихтующего препарата, обычно модифицированного крахмала,       поливинилового       спирта       или       гидролизованного  полиакрилонитрила. Кроме того, на поверхности волокон присутствуют нативные воска (до 1,2 % от массы волокон), жиры и различного рода загрязнения, попавшие на волокна хлопка при их росте и транспортировке, а также загрязнения, попадающие на ткань при ткачестве. Эти загрязнения затрудняют смачивание ткани водой. Иногда суровая ткань водой совершенно не смачивается и требуется введение ПАВ для повышения её смачиваемости. Исследованный нами [4] образец имел угол смачивания несколько меньший 900, поэтому вода поднималась по этому образцу, но даже максимальная высота подъема составила менее 1,5 см.

На рисунках 2 и 3 приведены результаты определения капиллярности образцов хлопчатобумажной ткани после разных стадий облагораживания, методика обработки которых описана нами ранее [5]. Обработку кинетиче­ских кривых впитывания воды образцами ткани проводили, как описано нами в [6]. Этот расчет позволяет найти косинус краевого угла смачивания поверхности волокон. Результаты обработки экспериментальных данных приведены в таблице. Учитывая, что загрязненная суровая ткань имеет угол смачивания 89,9о, а полностью очищенная после отбеливания 83,9о, можем рассчитать степень очистки ткани от нативных углеводородных за­грязнений в каждой из стадий облагораживания ткани. Результаты расчета приведены в табл.

Капиллярные характеристики образцов х/б ткани

таблица ткани

график ткани

Рисунок 2 - Кинетические кривые впитывания воды образцами х/б ткани: 1-суровая; 2-расшлихтованная; 3-отваренная; 4-мерсеризованная; 5-отбеленная.

график ткани 2

Рисунок 3 - Спрямленные кинетические зависимости впитывания воды образцами х/б ткани: 1-расшлихтованная; 2-отваренная; 3-мерсеризованная; 4-отбеленная.

Расчет краевых углов смачивания волокон ткани проводили как опи­сано в работе [6].

  Литература

1.  Штюпель Г., Синтетические моющие и очищающие средства. М., 1960.

2.  Волков В.А., Колесов И.К., Агеев А.А. и др. Стабилизация высо- кодисперсных пигментных суспензий, имитирующих естественные загряз- нения тканей // Сб. науч.тр.ЦНИИбыт. М.: ЦНИИБыт, 198З. С.42-46.

3.  Волков В.А. Коллоидная химия. М.: МГТУ, 2001. 642 с.

4.  Волков В.А., Измайлов Б.А., Скрипникова В.С., Щукина Е.Л. Химволокна, 2010 (в печати)

5.Волков В.А., Леонов Д.Л., Кузнецова М.Е. Известия вузов. Техно­логия текстильной промышленности, 1994. № 1. С.58-61.

6. Волков В.А., Щукина Е.Л. // Тез. докл. 2-й междунар. конф. «Кол-лоид-2003». Минск, 2003. С. 192-193.



Категория: Всего статей | Добавил: art (21.07.2010)
Просмотров: 2288 | Комментарии: 1 | Теги: поверхность волокон, моющих средств, Метод Штюпеля, удаления загрязнений, капилляры ткани, качества моющего, пигмент, ткань | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]