ФИО | |
Начало обучения | 2013 |
Конец обучения | 2015 |
Тема магистерской диссертации | |
Обоснование применения синтетических полиэлектролитов для иммобилизации ароматических веществ на текстильных материалах | |
Руководитель | |
Автореферат | |
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы диссертации. В настоящее время многие производители уделяют все больше внимания получению текстиля с новыми функциями. Эти функции могут быть определены как свойства, которые выходят за рамки чисто эстетических и декоративных качеств. Они включают в себя широкий спектр свойств, которые в некоторых случаях классифицируются как «умные свойства». Функциональный текстиль может удовлетворять потребности комфорта и безопасности человека. Модификация текстильных материалов требует разработки новых технологий фиксации функциональных веществ. Потребность в долговечности «умного» текстиля привело к введению метода микрокапсулирования. Технологию микрокапсулирования, имеющую широкое коммерческое применение в текстильной промышленности Европы, Японии и США, используют для придания свойств текстильным материалам, которые не были возможны или экономически неэффективны с помощью других технологий. Производители текстильной продукции проявляют все большую заинтересованность в закреплении прочных ароматов на тканях. Поэтому актуальной является разработка отечественной технологии придания текстильным материалам, трикотажным полотнам и изделиям из них ароматизированных свойств методом микрокапсулирования. Цель и задачи исследования. Обоснование применения и разработка технологии ароматизирующей заключительной отделки целлюлозного текстильного материала на основе использования методов послойного синтеза полиэлектролитов и микрокапсулирования ароматных веществ. Научно-практическая новизна и значимость полученных результатов работы заключается в обосновании научного подхода к созданию технологии заключительной отделки текстильного материала на основе методов «Layer-by-layer» и микрокапсулирования с применением ПАВ и полимеров «нового поколения» для придания текстилю дополнительных функциональных свойств. Впервые получены следующие научные результаты: – на базе проведенных лабораторных научных экспериментов с участием широкого спектра компонентов, определены молярные соотношения полиэлектролитов для синтеза нестехиометрических и стехиометрических интерполиэлектролитных и полимер-коллоидных комплексов, необходимые для получения оболочек микрокапсул душистых веществ; – выявлено влияние поверхностно-активных веществ на размер частиц прямой эмульсии, содержащей ароматные масла; –определены условия образования и размер капсулированных частиц эфирного масла; –показана возможность применения микроэмульсии для пролонгированной ароматизации ткани; –установлена оптимальная толщина поверхностного слоя полиэлектролитов, необходимая для эффективной иммобилизации душистых веществ. Практическая значимость результатов работы состоит в в комплексном использовании методов интеграции ароматных веществ в структуру текстильных материалов, которые способны оказывать эффективное воздействие на кожный покров человека, органы дыхания и положительно влиять на организм в целом, что станет эффективным методом борьбы с различными заболеваниями и профилактики старения и в итоге обеспечит востребованность продукции на потребительском рынке. Апробация результатов диссертации. Основные положения магистерской диссертации докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на: - «Современные проблемы физики, химии и биологии. ФизХимБио-2012».- г. Севастополь, 2012; - Дни науки-2013 «Фундаментальные науки - специалисту нового века» ВПО Иван. гос. хим.-технол. ун-т.-Иваново,2013.
Публикации. Основные результаты исследований, выполненных в рамках данной диссертационной работы, опубликованы в 2 статьях и 7 тезисах Международных и Всероссийских конференций. Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 3 глав и заключения. Диссертация изложена на 83 страницах машинописного текста, библиография включает 82 наименований. Другие результаты - Диплом за активное участие в работе секции «Актуальные проблемы прикладной химии» межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной промышленного кластера» (ПОИСК-2014); - Диплом за активное участие во Всероссийской научной конференции молодых ученых «Инновации молодежной науки» в Санкт-Петербургском государственном университете технологии и дизайна; - Победитель конкурса грантов для поддержки студенческих НИР на 2014-2015 учебный год, направление «Органические материалы и технология их получения, текстильная химия»; - Диплом за активное участие в работе секции кафедры Химической технологии волокнистых материалов региональной студенческой научной конференции «Фундаментальные науки – специалисту нового века» (Дни науки - 2015). ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обосновывается актуальность исследования, показывается степень разработанности обозначенной проблемы, ставится цель, формулируются задачи, определяются методы исследования, раскрывается практическая значимость полученных результатов. В первой главе проанализирована литература по теме научного исследования, освещающий современное состояние теории и практики применения полиэлектролитов для заключительной отделки текстильных материалов. Для более полной характеристики рассматриваемого вопроса изучены работы по микро - и нанокапсулированию для создания косметического текстиля. Первый параграф показывает современное состояние и перспективы развития заключительных видов отделки текстильных материалов, приводятся примеры методов и технологий. Актуальным является применение душистых веществ для ароматной отделки текстильных материалов. Подробно рассмотрено их строение и технологические свойства. Второй параграф дает полную информацию о свойствах полиэлектролитов и ПАВ, их строении и свойствах. Приведены перспективы применения данных веществ для функциональных видов отделки. Третий параграф посвящен применению технологий микрокапсулирования и нанокапсулирования в различных отраслях, в том числе и текстильной промышленности. Описаны методы капсулирования и классификация природы процессов протекающих при этом процессе. Во второй главе перечислены объекты исследования, их характеристики и свойства. Подробно рассмотрены методики исследований, оценки эффективности и качества заключительной отделки. В третьей главе проанализированы полученные данные в ходе исследования. В первом параграфе изучается влияние различных факторов на размерные характеристики полимер - коллоидных комплексов на основе полимеров. Определено мольное соотношения компонентов полиэлектролит-ПАВ, при котором образуется одновременно устойчивый, но достаточно насыщенный ПАВ комплекс. Во втором параграфе Определен размер частиц полимер-коллоидных комплексов, полученных в водных растворах. Показано, что оптимальный размер частиц достигается при использовании системы на основе КПАВ, неонола АФ 9/10 и ПДАДМАХа. В третьем параграфе методом газовой хроматографии определена степень иммобилизации ароматических веществ на текстильных материалах. Четвертый параграф. Методом атомно-силовой микроскопии определен размер нанесенных на целлюлозную пленку слоев полиэлектролитов, обеспечивающих эффективную степень иммобилизации душистого вещества, который составляет 18-22 нанометра. Пятый параграф демонстрирует устойчивость ароматной отделки текстильных материалов к физико-химическим воздействиям. В шестом параграфе приведены технические результаты ароматной отделки. Седьмой параграф описывает производственные испытания разработанной технологии ароматной отделки. Подробно разобран технологический режим ароматной отделки и получены соответствующие результаты. ВЫВОДЫ 1. Оценена возможность нанесения душистых веществ на целлюлозные текстильные материалы методами: «Layer-by-layer» и микрокапсулирования. 2. Осуществлена попытка получения эмульсии душистого вещества в водной среде в присутствии ПАВ, стабилизированная синтетическими полиэлектролитами, как первая стадия синтеза микрокапсул. Результаты исследований позволяют судить об образовании вокруг душистого вещества «мягких» капсул. 3. Выявлены оптимальные мольные соотношения интерполиэлектролитных и полимер-коллоидных комплексов. Предельный состав реакционной смеси ПДАДМАХ - КПАВ, при котором образуется агрегативно устойчивая система ПКК, равен 1:82 по молям. Если в процессе стабилизации капсул использовать анионный полиэлектролит –Акремон В-1, то, согласно полученным данным состав комплекса ПДАДМАХ-Акремон можно варьировать от 1:17 до 1:19 по молям. 4. Определены размеры частиц полимер-коллоидных комплексов, полученных в водных растворах. Показано, что оптимальный размер частиц достигается при использовании КПАВ, неонола АФ 9/10 и ПДАДМАХа. 5. Методом газовой хроматографии изучено влияние концентраций полиэлектролитов в пропиточной ванне на кинетику выделения душистого вещества с текстильного материала, обработанного по методу «Layer-by-Layer» и микрокапсулирования. 6. Методом атомно-силовой микроскопии установлено, что размер нанесенных на целлюлозную пленку слоев полиэлектролитов, обеспечивающих эффективную степень иммобилизации душистого вещества, составляет 18-22 нанометра. 7. Показано, что наибольшую устойчивость ароматной отделки текстильных материалов, составляющую 8 стирок, показали образцы, обработанные по методу ионного наслаивания КПЭ-АПЭ. 8. Проведены производственные испытания технологии ароматной отделки с использованием микроэмульсии, подтвердившие эффективность ее применения. СПИСОК ОПУБЛИКОВАНЫХ РАБОТ Статьи в журналах, сборниках: -Русанова, состояние и перспективы развития ароматной отделки текстильных материалов/ , , // Химия растительного сырья.-2014. - Русанова, синтетических полиэлектролитов и перспективы их применения для отделки текстильных материалов/, , // Журнал прикладной химии.-2014. Тезисы докладов: - Русанова, синтетических полиэлектролитов для иммобилизации душистых веществ на текстильных материалах методом “layer-by-layer”/ , //Актуальные научные разработки -2013:VIII Международная научно-практическая конференция София: БелГРАД-БГ.-2013. - Русанова, синтетических полиэлектролитов для иммобилизации душистых веществ на текстильных материалах/ , //Дни науки-2013 «Фундаментальные науки - специалисту нового века» ФГБОУ ВПО Иван. гос. хим.-технол. ун-т.-Иваново.-2013. - Русанова, текстиль на основе синтетических полиэлектролитов/ , , // Дни науки-2014 «Фундаментальные науки - специалисту нового века» ФГБОУ ВПО Иван. гос. хим.-технол. ун-т.-Иваново.-2014. - Русанова, отделка текстиля на основе синтетических полиэлектролитов/ , , //«Молодые ученые-развитию текстильной и легкой промышленности» (ПОИСК-2014): Конференция аспирантов и студентов Иваново : ИГТА.- 2014. - Русанова, технологии ароматизации текстильных материалов/ , // Всероссийская научная конференции молодых ученых «Инновации молодежной науки» в Санкт-Петербургском государственном университете технологии и дизайна.-2015. - Русанова, синтетических полиэлектролитов для придания текстильным материалам ароматных свойств/ , //Дни науки-2015 «Фундаментальные науки - специалисту нового века» ФГБОУ ВПО Иван. гос. хим.-технол. ун-т.-Иваново.-2015. | |
Рецензент | |
Зав. лабораторией ИЦ , к. т.н., ст. н.с. | |
Ответственная кафедра | |
Кафедра химической технологии волокнистых материалов | |
Заведующий кафедрой | Подписи |
д. т.н., проф. | |
Дата |
НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?
