Кузьміна Тетяна Олегівна. Розвиток теорії і технології одержання модифікованих лляних волокон функціонального призначення

brief description

Кузьміна Тетяна Олегівна. Розвиток теорії і технології одержання модифікованих лляних волокон функціонального призначення : Дис... д-ра наук: 05.18.01 2008

Кузьміна Т.О. Розвиток теорії і технології одержання модифікованих лляних волокон функціонального призначення. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.18.01 зберігання і технологія переробки зерна, виготовлення зернових і хлібопекарських виробів та комбікормів. Херсонський національний технічний університет, Херсон, 2008.
У результаті комплексних досліджень зміни морфологічної структури, фізико-механічних властивостей і хімічного складу лляного волокна в процесі цілеспрямованої модифікації, що починається з отримання трести і продовжується під час переробки відходів тіпання, здійснено розвиток наукових основ теорії та технології отримання модифікованих волокон функціонального призначення. Теоретично обґрунтовано і експериментально доведено закономірності зміни властивостей волокна залежно від умов проведення процесу розстилу лляної соломи під дією композиційних хімічних препаратів на основі фосфату карбаміду та поверхнево-активних речовин. Встановлено, що під дією композиційних хімічних препаратів відбувається підвищення ступеня розволокнення, зменшення вмісту інкрустуючих речовин у тіпаному льоноволокні та скорочення терміну розстилання лляної соломи.
Розроблено науково обґрунтовану технологію отримання модифікованих волокон функціонального призначення на основі запропонованого нового фізико-хіміко-механічного способу модифікації лляного волокна з використанням емульсування композиційними хімічними препаратами та диференціації процесу чесання.
На основі теоретичних положень фізико-хімії дисперсних систем та поверхневих явищ у полімерних системах, структури й динаміки мікроемульсій механізм дії композиційних хімічних препаратів під час модифікації лляного волокна фізико-хіміко-механічним способом.
Розроблено новий спосіб визначення геометричних властивостей модифікованого лляного волокна, що базується на сучасних методах обробки цифрового зображення волокон у програмному середовищі MATLAB.
На підставі встановлених закономірностей визначено критерії якості модифікованих лляних волокон, обумовлені їх морфологічною будовою та геометричними властивостями, за якими визначають функціональне призначення цих волокон: технічне, текстильне для змішування з вовною та бавовною, санітарно-гігієнічне та для виробництва целюлози і паперу.

1. Здійснено розвиток наукових основ щодо зміни морфологічної структури та хімічного складу лляного волокна у процесі розстилу та механічної обробки під дією композиційних хімічних препаратів на основі фосфату карбаміду та поверхнево-активних речовин, яка призводить до одержання модифікованих волокон з різним ступенем розволокнення лляних комплексів, що визначає їх функціональне призначення.
2. Встановлено механізм руйнування лляних комплексів і одержання модифікованих волокон з різним вмістом елементарних волокон у пучку на основі хімічного, спектрального, мікробіологічного та мікроструктурного аналізів волокон після обробки їх композиційними хімічними препаратами під час розстилу лляної соломи і механічної обробки короткого волокна.

Здійснено розвиток теорії процесу емульсування лляних волокон під час механічної обробки на основі теоретичних положень фізико-хімії дисперсних систем, поверхневих явищ у полімерних системах, структури і динаміки мікроемульсій.

4. Запропоновано модель мікроемульсії як структурованого середовища у вигляді мікродоменів трьох типів: водні мікродомени, утворені в основному водою, розчиненим у ній фосфатом карбаміду та деякою кількістю поверхнево-активної речовини це псевдофаза води (W'); органічні мікродомени, утворені оливою, частково ПАР і невеликою кількістю води це псевдофаза оливи (O'); мікродомени мембрани практично повністю утворені ПАР це псевдофаза мембрани (М'). Таке структуроване середовище забезпечує інтенсифікацію очищення лляного волокна від лігніну та пектинових речовин.
5. Визначено математичні залежності ступеня розволокнення та фізико-механічних характеристик волокна від хімічного складу композиційних хімічних препаратів і терміну приготування трести для застосування їх оптимальних параметрів у процесі розстилу лляної соломи.
6. Розроблено науково обґрунтовану технологію отримання модифікованих волокон функціонального призначення на основі нового фізико-хіміко-механічного способу модифікації лляного волокна з використанням емульсування композиційними хімічними препаратами і диференціації процесу чесання.
7. Розроблено нові критерії оцінки зміни структури лляних волокон під час первинної обробки та визначення на їх основі галузі подальшого застосування модифікованого волокна: середня кількість елементарних волокон у пучку на поперечному мікрозрізі волокна(ісер.)та коефіцієнт розволокнення(Ср):
8. Вперше запропоновано новий метод визначення геометричних властивостей модифікованого лляного волокна, що базується на сучасних методах обробки цифрового зображення волокон у програмному середовищі MATLAB.
9. Вперше розроблено класифікацію лляних модифікованих волокон залежно від функціонального призначення на основі морфологічної будови та геометричних властивостей волокон: технічного та текстильного призначення для сумішей з вовною й бавовною, для санітарно-гігієнічних виробів і для целюлози та паперу.
10. Визначено, що в результаті обробки лляної соломи композиційними хімічними препаратами номер трести збільшується з 1,00 до 1,75, за рахунок чого одержують чистий прибуток 80,90 410,01 грн. /га при рентабельності виробництва трести 6,17 28,75 %. Встановлено, що економічна ефективність впровадження розробленої технології модифікації лляних волокон за різними технологічними схемами за рахунок підвищення якості волокна становить: для волокон текстильного призначення 687,2 грн. /т, для волокон санітарно-гігієнічного призначення 5041,7 грн. /т.