Способы получения новых материалов на основе текстильных отходов

Аннотация

В статье рассмотрено получение новых материалов на основе текстильных отходов. К текстильным отходам относятся отходы производства в виде волокон, пряжи, нитей, лоскутов и обрезков текстильных материалови отходы потребления в виде бытовых изношенных текстильных изделий. К отходам потребления относятся также отходы производственно-технического назначения в виде изношенной спецодежды, скатертей, покрывал, постельного белья, штор, гардин, образующиеся на промышленных предприятиях, на транспорте, в сферах общественного питания и здравоохранения, в медицинских учреждениях, предприятиях бытового обслуживания.

При решении проблем утилизации текстильных отходов следует иметь в виду, что в настоящее время на специализированных предприятиях по переработке вторичного сырья в основном имеется оборудование для переработки отходов второй группы. Поэтому сбору и заготовке этих отходов следует уделять основное внимание.

Ключевые слова: Гребенной и кардный очес, рвань ровницы, колечки и мычка, полиимидныеволокна,твилл пряжа.

В самом общем виде все текстильные отходы могут быть распределены на четыре основные группы:

К первой группе могут быть отнесены так называемые волокнистые отходы производства, характеризующиеся высоким качеством, и которые, как правило, не выходят за стены тех предприятий , где они образуются, а подлежат переработке в основную или дополнительную продукцию без применения специального оборудования.

Например, в хлопчатобумажном производстве к таким видам отходов относятся гребенной и кардный очес, рвань ровницы , колечки и мычка (ОСТ 17-88-86), которые после небольшой дополнительной обработки подлежат переработке в хлопчатобумажную пряжу больших линейных плотностей.

Ко второй группе относят текстильные отходы производства, которые не могут быть переработаны на тех предприятиях, где они образуются, а подлежат отправке на специальные фабрики по переработке вторичного сырья. На этих фабриках после операций измельчения (резки) и, возможно, разволокнения они перерабатываются в нетканые материалы различного назначения или в более простую по технологии изготовления продукцию в виде пакли, ваты мебельной и технической, обтирочных концов и т.д. То или иное назначение нетканого материала зависит, в первую очередь, от сырьевого состава отходов, которые используются для его изготовления. Например, традиционные шерстяные или полушерстяные отходы используются чаще всего для выработки утеплителей для швейной промышленности – ватинов и мебельных прокладок, а отходы синтетических волокон чаще всего применяются для изготовления геотекстильных материалов для транспортного строительства.

К третьей группе относятся текстильные отходы производства и потребления, состоящие из химических, хлопковых и смешанных волокон, которые вследствие отсутствия щипального оборудования не могут быть в настоящее время разволокнены и переработаны в продукцию ответственного назначения, а используются чаще всего как обтирочный материал или просто выбрасываются на свалки.

К четвертой группе текстильных материалов относятся низкосортные отходы производства, такие как подметь и пух из пыльных камер и т.п., которые практически непригодны для производства текстильной продукции . К этой же группе могут быть отнесены отслужившие свой срок промышленные фильтры, очистка и восстановление которых экономически нецелесообразны. При наличии измельчающего оборудования они могут быть использованы, например, для получения композиционных материалов, применяемых, в свою очередь, для изготовления волокнистых строительных плит. В настоящее время отходы этой группы чаще всего подвергаются уничтожению посредством сжигания или выбрасывания на свалки. При решении проблем утилизации текстильных отходов следует иметь в виду, что в настоящее время на специализированных предприятиях по переработке вторичного сырья в основном имеется оборудование, для переработки отходов второй группы. Поэтому сбору и заготовке этих отходов следует уделять основной внимание.

Для отходов третьей группы требуется щипальное оборудование, часто отсутствующее на отечественных предприятиях. Отходы четвертой группы могут быть после соответствующей подготовки переработаны в плитные материалы строительного назначения, но и здесь в каждом конкретном случае необходимо решить проблемы, связанные с монтажом оборудования, экологической безопасности производства, его рентабельностью и другие.

Термо- и огнестойкие волокна. Объем мирового производства этих видов волокон составляет около 20 тыс. тонн/год, что достаточно мало в общем объеме выпускаемых волокон. Тем не менее, роль их достаточно велика - они являются основой тканей для профессиональных огнезащитных костюмов и средств индивидуальной защиты от сильного нагрева и открытого огня. Наиболее значимыми из этих видов волокон являются полиамидные (общая ТМ - аримид) и пара- метаарамидные, а так же Русар-О, арт. 3597, арт. 3581, арт. 3054, арт. 3587, арт. 3235, арт. 3244 и т.д.[1]

К числу наиболее термо- и огнестойких волокон по праву относятся полиамидные волокна. Если их сравнить с выпускаемыми за рубежом аналогами - мета-арамиднымномексом и полибензимидозольным PBI, можно убедиться в более высоких функциональных характеристиках полиамидного волокна (табл. 1).

Таблица 1.Сравнительные характеристики термо- и огнестойких волокон

Марка

Прочность, гс/теск

Удлинение %

Плотность, г/см.куб

КВП

Кислородный Индекс, %

ТНПМ, град Цельсия

Номекс

48...58

15...18

1,38

4,5

29...30

400

PBI

28...30

до 30

1,4

15

до 41

550

Аримид

48...50

до 18

1,43

1...1,5

до 50

550

Р-84

30...35

до 30

-

-

43...45

-

Кроме этих достоинств данные волокна отличаются высокой свето- и радиационной устойчивостью, сохранением гибкости при температуре жидкого азота (- 195°С), поэтому его охотно используют для изготов-ления огнезащитных оболочек, электропроводов, защитных чехлов, костюмов и накидок. Ранее оно использо-валось при изготовлении негорючих костюмов советских космонавтов (проект «Союз - Аполлон») и теплозащитного покрытия для космического корабля «Буран». Полиимидные волокна технологичны в текстильной переработке, выпускаются в виде тканей и нетканых материалов, лент, шнуров и комбинированных изделий. Нужно отметить, что в лабораторных условиях получены нити на основе сополиимидов с прочностью на разрыв до 170 Сн/текс и модулем упругости до 23000 кгс/мм2. Производятся эти волокна на опытном заводе ООО «Лирсот». Здесь же в конце 1990-х годов были созданы арамидные волокна пара-мета структуры, так как разработанные нами ранее термо- и огнестойкие волокна широкого использования - фенилон- были утрачены: завод по их производству перешел к Республике Казахстан и в дальнейшем был демонтирован.[2,3]

Зарубежным аналогом этого волокна является волокно номекс(ТМ «Дюпон», США), объем выпуска которого в мире достигает ныне около 18 тыс. тонн/год. Отечественное волокно по некоторым показателям превосходит номекс(табл. 2): в частности, по гидрофильности, достигая сорбции влаги до 10...12% (у номекса- 3...4%), имеет больший кислородный индекс - до 36% (у номекса- 28...30%).

Таблица 2.Основные свойства нитей на основе пара-метаарамидного волокна.

Показатель

Значение показателя

Прочность, Сн/текс

35...50

Сохранение прочночти, %

 

в мокром состоянии

до 80

После нагревания на воздухе (10 ч при 350 град. Целься)

60

Удлинение, %

12...17

Усадка при 300 град. Целься в течение 5 мин., %

менее 5

Влагосодержание при 65%-ной относит. влажность, %

до 12

Кислородный индекс, %

до 36

Ткани относятся к группе трудногорючих материалов, устойчивы к открытому пламени, воздействию теплового потока, контакту с нагретой поверхностью (до 400°С). В виде пряжи (прочностью до 18 сН/текс) волокна хорошо окрашиваются вчерный, синий, красный и зеленый цвета различными красителями. Они могут быть использованы для изготовления профессиональной защитной одежды, облицовочных и драпировочных изделий, фильтровальных текстильных материалов для горячих газов, а также огнетермостойких оплеток для проводов.Одним из направлений модификации волокон является получение огнезащищенных волокон, т.к. актуальной является профилактика пожаров за счет применения огнестойких текстильных изделий. В ряде стран приняты законы, которые запрещают применение воспламеняющихся материалов для детской одежды и домашнего текстиля, в гостиницах, зрелищных, лечебных и офисных учреждениях, в авиации, автомобилестроении, железнодорожном транспорте. Огнезащищенные волокна получают путем введения в их состав антипиренов (замедлителей горения), химической огнезащищающей обработкой или другими способами.

Углеродные волокна получают на основе полимероаналогичных превращений исходных волокон (вискозных и полиакрилонитрильных). При высокотемпературных обработках этих волокон происходит полное изменение структуры полимера. Используя исходные волокна с различной структурой и свойствами, проводя термические обработки в различных средах и при различных температурных режимах, получают широкую гамму различных видов углеродных карбонизованных и графитированных волокон: высокопрочных, высокомодульных, электропроводных, термо- и жаростойких, химически стойких и других.[4] При высокотемпературной обработке карбонизованных волокон в среде водяного пара или двуокиси углерода получают активированные волокна, имеющие высокую внутреннюю пористость и удельную поверхность. Они находят широкое применение в локальных системах очистки газов и жидких сред, а также в медицине.

Литература

  1. Рогачев Н.В., Федоров В.А. Первичная обработка шерсти. М.: “Легкая индустрия”, 2012, 327с.
  2. Правила цитирования источников. Доступно на http://www.textileclub.ru/dok/ (от 12 мая 2010г.)
  3. Абубакирова К.Д. Современные проблемы промывки шерсти: Монография. Алматы: Тауар, 1999, 167 с.
  4. Кирюхин С.М., Шустов Ю.С. Текстильное материаловедение.М.: КолосС, 2011, 360 с.
Теги: Отходы
Год: 2019
Город: Шымкент
Категория: Медицина