П Р О Г Р А М М А Курса "Текстильная коллоидная химия"
для подготовки магистров по магистерской программе (специализации) 550801
"Химическая технология текстильных материалов"
Составитель: д. х.н. профессор
Программа рассмотрена и одобрена на заседании научно-методического Совета химико-технологического факультета Московской государственной текстильной академии им.
Протокол N8 от 2 марта 1995 г.
ВВЕДЕНИЕ. СОДЕРЖАНИЕ И ЗАДАЧИ КУРСА
Натуральные и химические волокна как объект коллоидной химии. Удельная активная поверхность волокон. Особенности определения удельной активной поверхности волокон. Адсорбция из растворов как метод определения удельной активной поверхности волокон. Внешняя и внутренняя удельная поверхность волокон. Пористость волокон. Методы определения пористости волокон и текстильных материалов. Капиллярная конденсация. Основы теории капиллярной конденсации.
ПОВЕРХНОСТНЫЕ СВОЙСТВА ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Основы теории смачивания и растекания. Краевые углы смачивания. Адгезия и когезия. Особенности смачивания текстильных материалов. Шероховатость. Текстильные материалы как капиллярные системы. Общая теория капиллярных явлений. Капиллярное впитывание. Кинетика капиллярного впитывания. Теоретические основы пропитки текстильных материалов.
Межмолекулярное взаимодействие в волокнах текстильных материалов и их свободная поверхностная энергия. Теоретические основы и практика определения удельной свободной поверхностной энергии волокон.
ЭЛЕКТРОПОВЕРХНОСТНЫЕ СВОЙСТВА ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Волокна текстильных материалов в водной среде. Образование двойного электрического слоя на поверхности волокон в водной среде. Диссоциация поверхностных групп и адсорбция из растворов потенциалопределяющих ионов. Строение двойного электрического слоя на поверхности волокон в водной среде. Основы теории строения двойного электрического слоя на поверхности волокон текстильных материалов в водной среде.
Электрокинетические явления и методы определения поверхностного потенциала волокон текстильных материалов в водной среде. Определение электрокинетического потенциала волокон методами электроосмоса и потенциала протекания. Определение плотности поверхностного заряда волокон текстильных материалов методом ионообменной адсорбции(потенцио-
метрии).
Влияние pH среды на электрокинетический потенциал волокон и плотность их поверхностного заряда. Изоэлектрическое состояние. Точка нулевого заряда. Перезарядка. Влияние электролитов на поверхностный заряд и потенциал волокон, точку нулевого заряда и изоэлектрическое состояние .Влияние надмолекулярной структуры волокон на их электроповерхностные свойства. Влияние облагораживания волокон: расшлихтовки, очистки, отварки и отбеливания на электроповерхностные свойства волокон.
ТЕКСТИЛЬНЫЕ ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ
Примеры текстильных дисперсных систем :пигменты, дисперсные красители, латексы, эмульсии, пены. Основы теории стабилизации дисперсных
систем. Электрический и стерический факторы стабилизации. Мера устойчивости дисперсных систем. Коагуляция - электролитная, механическая, термическая, высаливание стабилизатора, флокуляция, адагуляция. Гетерокоагуляция.
Пигменты.
Структура пигментов и свободная поверхностная энергия. Дисперсность и удельная поверхность. Изменение свойств пигментов с увеличением степени дисперсности. Оптические требования к дисперсности пигментов.
Способы получения высокодисперсных пигментов. Дисперсионный анализ. Методы определения удельной поверхности пигментов. Смачивание пигментов. Критическое поверхностное натяжение пигментов. Гистерезис смачивания. Избирательность смачивания. Адсорбционная способность пигментов. Активные центры на поверхности пигментов. Поверхностное модифицирование пигментов. Химическое модифицирование пигментов. Ионообменная адсорбция.
Механохимическая прививка. Диспергирование пигментов. Основные процессы, протекающие при диспергировании пигментов. Оптимальная концентрация пленкообразующего вещества. Флокуляция и коагуляция в процессе диспергирования. Физико-химическая механика пигментных паст. Типы реологических кривых и основы теории структурообразования. Дисперсные красители. Стабилизация дисперсных красителей в водной среде. Теория растворения диспергированных веществ. Влияние степени дисперсности на растворимость. Скорость растворения и дисперсность. Формирование зародышей новой фазы и конденсационный механизм образования частиц из молекул.
Латексы
Классификация латексов. Основные типы латексов, применяемых в технологии текстильных материалов, получении синтетических полимеров и нетканых материалов. Основы теории синтеза латексов. Основные компоненты эмульсионных полимеризационных систем. Роль поверхностно-активных веществ - эмульгаторов в процессе эмульсионной полимеризации. Влияние
эмульгаторов на термолиз персульфатов - инициаторов эмульсионной полимеризации. Механизм эмульсионной полимеризации. Безэмульгаторные латексы и латексы с эмульгатором-сомономером. Карбоксилсодержащие латексы. Сополимеры в латеках. Латексы на основе хлорированных полимеров и фторсодержащих полимеров. Устойчивость и коагуляция латексов. Адсорбционная насыщенность и коагуляция латексов. Гетерокоагуляция латексов в присутствии волокон и текстильных материалов. Электроповерхностные свойства частиц полимера в латексах. Межмолекулярные взаимодействия и притяжение частиц в латексах. Определение константы межмолекулярных сил взаимодействия частиц - константы Гамакера. Латексы как пленкообразующие вещества в пигментной печати. Латексы для поверхностной модификации текстильных материалов. Латексы для склеивания волокон нетканых материалов. Адгезия, когезия в процессах склеивания. Особенности формирования пленок из латексов.
Пены.
Основные закономерности пенообразования из растворов. Пенообразователи и стабилизаторы пен. Строение пены. Способы получения пен. Свойства пен: пенообразующая способность растворов, стабильность пен, плотность и дисперсность пен, структурно-механические свойства пен. Теории устойчивости пен: кинетический фактор устойчивости, термодинамический фактор устойчивости пен. Процессы разрушения пен: истечение жидкости из пленок и каналов пены, диффузионный перенос газа через пленки в пене, разрыв пленок пены. Влияние компонентов технологических растворов текстильного производства на устойчивость и разрушение пен. Особенности разрушения пены на поверхности текстильного материала.
Методы получения пен: встряхивание, взбивание, перемешивание, барботирование воздуха, выливание раствора на раствор. Критерии пенообразующей способности. Методы определения дисперсности, кратности, и стабильности пен. Пеногасители. Основные способы пеногашения. Подавление пенообразования.
Эмульсии
Основные закономерности эмульгирования. Межфазовое натяжение и его роль в эмульгировании. Условия самопроизвольного эмульгирования. Эмульгаторы и стабилизаторы эмульсий. Тип эмульсии и его зависимость от выбора эмульгатора. Строение эмульсий. Классификация эмульсий. Свойства эмульсий: эмульгирующая способность растворов ПАВ, дисперсность. Влияние вязкости дисперсной фазы на степень дисперсности, структурно-механические свойства эмульсий. Теории устойчивости эмульсий. Термодинамический фактор устойчивости. Микроэмульсии. Процессы разрушения эмульсий. Коагуляция и коалесценция. Влияние технологических компонентов на устойчивость эмульсий. Влияние текстильного материала на устойчивость эмульсий. Капиллярное впитывание дисперсной фазы волокнами и разрушение эмульсии. Вытеснение одной жидкости в капиллярах ткани другой. Роль эмульгирования в процессах отмывания от ткани жиров, масел и восков в процессе отварки. Методы получения эмульсий: встряхивание, перемешивание, взбивание. Определение дисперсности эмульсий: микроскопия и кондуктометрия. Разрушение эмульсий.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
1. Определение удельной активной поверхности волокон методом адсорбции из раствора красителя метиленового голубого.
2. Определение плотности поверхностного электрического заряда волокон потенциометрическим методом.
3. Определение электрокинетического потенциала волокон методом потенциала протекания.
4. Определение электрокинетического потенциала частиц полимера в латексе методом электрофореза.
5. Определение порога коагуляции латекса. Расчет константы межмолекулярного взаимодействия частиц (константы Гамакера).
6.Определение порога гетерокоагуляции латекса в присутствии волокон.
7. Определение капиллярных характеристик тканей по кинетике впитывания воды.
8. Определение среднего радиуса частиц полимера в латексе оптическим методом.
9. Эмульгирование веретенного или какого - либо другого масла и дисперсионный анализ эмульсии. Определение устойчивости эмульсии.
10. Влияние концентрации растворов ПАВ на пенообразование и определение устойчивости пены.
11. Определение электрокинетического потенциала частиц пигмента методом электрофореза.
ЛИТЕРАТУРА.
1. . Методические указания по коллоидной химии в технологических процессах производства химических волокон и текстильных материалов ( поверхностные явления, адгезия, адсорбция газов и удельная поверхность волокон).-М.: МГТА,1990г.,42 С.
2. . Методические указания по коллоидной химии в технологических процессах производства химических волокон, текстильных и нетканых материалов ( электроповерхностные свойства волокон, дисперсий полимеров, красителей и пигментов). - М.:МГТА,1991г.,47С.
3. , . Методические указания к выполнению учебно-исследовательской работы по курсу "Коллоидная химия". - М.:МГТА,1991 г.,47С.
