В настоящее время ведутся масштабные исследования и разработка «текстиля будущего» – материалов с уникальными свойствами за счет применения новых технологий физико-химической обработки. Актуальной остается тематика создания материалов с обратной связью на воздействия окружающей среды: управляемая тепло-, влаго-, свето-, огнезащита, мимикрирующая расцветка и многое другое. В начале XXI века области применения текстиля существенно расширились за пределы швейной и легкой промышленности. Текстиль применяется при производстве передовых композитов, таких как углепластики, армированные ткани, строительные материалы.
Учебное пособие содержит сведения об основных этапах и процессах химической отделки тканей разного ассортимента и волокнистого состава. Приведены данные о протекающих при отделке тканей химических процессах и примеры наиболее распространенных технологий.
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕКСТИЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ И ОТДЕЛКЕ ТКАНЕЙ
1.1. Основные тенденции развития отделочного производства
Требования к текстильным материалам – это служить для изготовления одежды и предметов быта, украшать жизнь человека. Наряду с этим предъявляются требования, связанные с необходимостью обеспечить комфорт при их использовании. Указанные требования определяют важность придания тканям формостойкости, повышенной гидрофильности или гидрофобности, легкой отстирываемости и др.
В современном мире к текстильным материалам предъявляются новые требования: уметь изменять свойства в нужном человеку направлении под воздействием внешней среды, т.е. вырабатывать «ответную реакцию» – это, так называемый «умный текстиль». Изделия из него находят широкое применение для экипировки военнослужащих, космонавтов, участников экспедиций; окрашенные ткани могут изменять цвет под действием воды, тепла и света.
Все эти требования нашли свое воплощение в процессах заключительной отделки текстильных материалов, технологическое и аппаратурное развитие которых началось практически в XX в. одновременно с развитием химии и технологии полимерных материалов, применение которых лежит в основе заключительной отделки тканей.
Производство текстиля состоит из двух очень непохожих по своей сути стадий: механической и химической технологий. На первой, механической фазе осуществляется производство из природных или химических волокон пряжи (прядение), из которой затем изготавливаются ткани (ткачество). Практически никаких химических превращений с волокнами, пряжей и тканями не происходит. Для реализации механической стадии технологии необходимы обширные знания физико-механических свойств волокон, которые определяются их химической и физической природой.
Химическая технология текстильных материалов (ХТТМ) в качестве объектов воздействия имеет дело с суровой тканью (реже пряжей), трикотажем или нетканым материалом. Основными стадиями ХТТМ (отделки) являются очистка текстильных материалов от загрязнений (подготовительные процессы), колорирование (крашение и печатание) и заключительная отделка (аппретирование).
ХТТМ как самостоятельная химико-технологическая дисциплина начинает формироваться в середине XIX в. ХТТМ изучает преимущественно химические, физико-химические и коллоиднохимические явления, лежащие в основе процессов отделочного производства. Практически все основные разделы химии активно используются в ее теории и практике. В развитии ХТТМ как области знаний и прикладной деятельности принимали активное участие видные ученые химики разных стран – У.Г. Перкин, Н.Н. Зинин, А.Е. Порай-Кошиц, М.А. Ильинский, У.Х. Карозерс и др.
Текстиль был важным предметом торговых общений между народами, причиной открытия новых торговых путей, и даже поводом для войн. В настоящее время текстиль является одним из важнейших предметов соглашения в рамках ВТО (Всемирная торговая организация). И это не удивительно, так как доходы от производства и потребления текстиля составляют для больших государств от 15 до 20 % общих поступлений в бюджет (США, Китай). В настоящее время производство натуральных волокон достигло 27–28 млн. т в год и постепенно приближается к своему пределу 32–35 млн. т в год, так как аграрные ресурсы и возможности совершенствования агротехники в значительной мере лимитированы.
Коренная проблема современного этапа развития отечественной текстильной промышленности состоит в повышении конкурентоспособности ее продукции. Путь ее решения лежит в повышении качества продукции, а также в снижении издержек производства.
Применительно к текстильному и отделочному производству снижение издержек может быть достигнуто за счет:
– сокращения расхода технологической воды;
– снижения энергозатрат;
– сокращения расхода основных и вспомогательных реагентов;
– увеличения производительности оборудования;
– снижения