ВЛИЯНИЕ СМАЗОЧНЫХ СОСТАВОВ НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИЭФИРНЫХ НИТЕЙ

 

Степанова Т.Ю. (ИГХТУ, г. Иваново, РФ)

 

Developed lubricating compositions for further processing of polyester yarns. The positive effect of the composition based on cationic and nonionic surfactants on the friction and electrical properties of synthetic fibers.

 

Механическая технология включает в себя последовательное формирование из волокнистых материалов ткани. Этот процесс сопряжен со значительными трудностями и определяется поверхностными свойствами нитей. Полиэфирные нити характеризуются фрикционными и электрофизическими свойствами, которые влияют на эффективность текстильной переработки. Поэтому возникает необходимость в модификации поверхностных свойств. Традиционным способом, влияющим на фрикционные и электрофизические свойства нитей, является дополнительная обработка смазочными составами, в результате которой образуется новая контактная поверхность.

Обработка смазочными составами способствует снижению и выравниванию сил трения по длине комплексных нитей, увеличению их компактности. Оптимальные фрикционные свойства характеризуют трение, электризуемость и растяжение, что в конечном итоге гарантирует успешную переработку ткацких основ при низкой обрывности. Этому способствует изменение фрикционных свойств нитей, наиболее значительными характеристиками которых являются статический и динамический коэффициенты трения. Статический коэффициент трения характеризует силы сцепления мононитей между собой в состоянии покоя, а динамический коэффициент трения – сопротивление движению нитей по металлу. Важную роль в регулировании свойств поверхности выполняют поверхностно-активные вещества.

В настоящее время наиболее широко используются в качестве смазывающих веществ минеральные масла, так как они дешевы. Однако основной причиной низкой эффективности минеральных масел является отсутствие прочных связей между неполярными насыщенными углеводами и полиэфирными нитями.

Технологические свойства минеральных масел улучшают путем добавления в них поверхностно-активных веществ (ПАВ). Исследовалось влияние целого ряда ПАВ различной природы на фрикционные свойства полиэфирных нитей. Анализ разработанных составов позволил из числа анализируемых ПАВ выбрать наиболее эффективные – это неионогенные поверхностно-активные вещества (полигликолевые эфиры).

В работе оценивалось влияние ПАВ на фрикционные свойства полиэфирных нитей.

 

Таблица 1 – Физико-механические свойства эмульсированных нитей

№ п/п

Состав эмульсии

Статиче-ский коэффи-циент трения

Динамиче-ский коэффи-циент трения

Удельное сопротивле-ние,

Ом∙м

Разрыв-ная нагруз-ка, сН

Удлине-ние, %

1

Масло

0,311

0,276

5,4∙1013

480

18

2

Масло +катионное ПАВ

0,342

0,263

7,8∙1011

510

19

3

Масло +катионное ПАВ + неионоген-ное ПАВ

0,345

0,258

1,3∙1011

537

21

4

Масло +неионоген

ное ПАВ

0,354

0,251

4,2∙1010

556

22

Анализ данных, приведенных в таблице 1, показывает, что в результате дополнительной обработки составом – масло + неионогенное ПАВ, значения статического коэффициента трения обработанных нитей возрастает – на 14 %.  Динамический же коэффициент трения нити по металлу, который является основным аспектом дополнительной обработки основ, уменьшается на  10 %.

Исследовалось также влияние ПАВ на электрофизические  и деформационные свойства нитей.

При переработке нитей во время движения и их трения между собой или нитями и гарнитурой текстильного оборудования возникают силы взаимодействия. Заряды, возникающие на поверхности волокон и нитей, не только увеличивают трение нити по металлу, но и значительно затрудняют текстильную переработку. Под их действием в ткачестве возникает повышенная обрывность основных нитей. Таким образом, электризация нитей отрицательно влияет на технологические процессы производства. Особенно это связано с электризацией, возникающей при переработке гидрофобных полиэфирных нитей [1-3].

Наиболее эффективным способом снижения электризации химических нитей является  нанесение на сухие нити регулирующих трение веществ в виде смеси или эмульсии. Эмульсии состоят из масла, неионогенных  ПАВ и антистатиков. Для сообщения антистатических свойств нитям необходимо изменить характер их поверхности путем создания слоя повышенной электропроводности.

Об эффекте антистатической обработки можно судить по величине удельного электрического сопротивления текстильного материала (см. табл.1).

Сравнительный анализ сопротивлений текстильного материала, измеренного на приборе ИЭСТВ-1М, показал, что добавление в составы неионогенных ПАВ значительно снижает электризацию волокон. Установлено, что наибольшей способностью к нейтрализации статического электричества у полиэфирных волокон обладает состав №  4.

Анализ физико-механических свойств  обработанных нитей показал, что при добавлении неионогенных ПАВ в масло разрывная нагрузка возрастает на 16  %, а удлинение – на 22%.

Таким образом, полученные данные позволяют сделать вывод о том, что одним из направлений изменения фрикционных свойств полиэфирных комплексных нитей с целью облегчения  их переработки в текстильном производстве является дополнительная обработка составами на основе масла и неионогенных ПАВ. Эта композиция обеспечивает сцепляемость мононитей и легкое скольжение основ по металлу, тем самым, способствуя повышению эффективности текстильной переработки полиэфирных нитей.

Литература

1. ГОСТ 22227-88. Волокно и жгут химические. Метод определения поверхностного электрического сопротивления/Л.Н. Гандурин [и др.] – М.: Издательство стандартов, 1989. – 6с.

2. Химия: Справ. Изд./В.Шретер, К.-Х. Лаутеншлегер, Х. Бибрак и др.: пер. с нем. – М.: Химия, 1989. – Пер. изд.: ГДР, 1986. – 648 с.

3. Степанова, Т.Ю. Увеличение поверхностной проводимости конструкционных материалов//Вестник ИГЭУ. -2010. -Вып. 2. -С.57-59.