Разработка технологии текстильных материалов со специальными свойствами
Автор: Даукенова А.Б., Джуринская И.М.
Журнал: Вестник Алматинского технологического университета @vestnik-atu
Рубрика: Технология текстиля и одежды, дизайн
Статья в выпуске: 4 (146), 2024 года.
Бесплатный доступ
Из-за увеличения количества маслянистых сточных вод, сопровождающего развитие промышленности и общества, а также частых аварийных разливов нефти , существует растущая потребность в функциональных материалах, поглощающих нефть и разделяющих нефть и воду. Для изготовления таких функциональных материалов использовались различные подходы. Перспективным является создание новых маслопоглощающих материалов с высокой селективностью по отношению к воде и маслу путем повышения гидрофобности и олеофильности. В данной работе рассматривается вопрос получения состава для придания текстильным материалам гидрофобности и олеофильности. Целью данной работы является разработка инновационных текстильных материалов предназначенных для очистки водных ресурсов от нефтяных загрязнений и оценка эффективности и безопасности материалов. Практическая значимость работы в необходимости разработки текстильного материала, который будет превосходить другие материалы в эффективности очистки нефтяных загрязнений, экологичности и в стоимости. Для этой цели использовались олеат натрия, жидкое стекло и лимонная кислота. Материалы обрабатывали готовым раствором, затем сушили 10 мин при 120 °С и обрабатывали в термопрессе при 150 °С для термофиксации. В качестве объекта исследования были использованы хлопковая ткань 100% артикул 1030 и синтетическая ткань 81421 премьер Standard 250 (65% ПЭ,35% хлопок). Разработаны новые материалы, обеспечивающие эффективное разделение нефти от воды, усовершенствованы физико-химические основы нового метода, с целью придания текстильным материалам гидрофобных и в то же время олеофильных свойств для эффективной очистки водных ресурсов от нефтяных загрязнений. Установлено, что новые материалы эффективно применять для качественной очистки воды от нефтяных загрязнений.
Текстильный материал, олеат натрия, гидрофобность, олеофильность, термофиксация, пенетрометр
Короткий адрес: https://sciup.org/140308688
IDR: 140308688 | DOI: 10.48184/2304-568X-2024-4-177-185
Текст научной статьи Разработка технологии текстильных материалов со специальными свойствами
МРНТИ 64.29.23
Kіріспе
Мұнай бар ағынды сулар өнеркәсіп пен экономиканың дамуындағы маңызды мәселе болып табылады, бұл бүкіл әлемде экологиялық проблемаларды немесе тіпті дағдарысты тудырды. Осылайша, судан майды немесе органикалық заттарды бөлу және жинау үлкен назар аударды. Биологиялық өңдеу, гравитациялық бөлу және адсорбциялық материалдар сияқты көптеген дәстүрлі әдістер әзірленді. Бұл материалдар май мен суды бөлуде практикалық қолдануды тапты. Дегенмен, жоғары шығындарға, күрделі пісіру процесіне, қайталама ластаушы заттарға және т.б. байланысты әлі де кейбір шектеулер бар [1]. Сондықтан жоғарыда аталған шектеулерді жеңу үшін керемет материалдарды дайындаудың қарапайым әдістерін табу керек. Материалдардың сулануы олардың сипаттамаларына әсер ететін маңызды пара-метрлердің бірі болып табылады. Гидрофоб-тылық пен олеофильділікті арттыру арқылы су мен майға қатысты жоғары селективтілігі бар жаңа май сіңіретін материалдарды жасау перс-пективалы болып табылады. Беттік энергиясы төмен және беттік топографиясы дұрыс материалдарды енгізу арқылы май мен суды бөлуге арналған тамаша материалдарды дайындауға мүмкіндік бар, бұл оларды супергидрофобты және суперолеофильді етеді. Әртүрлі материалдар, соның ішінде тоқыма, кремний, металдар және пластмассалар супергидрофобты беттерді дайындау үшін субстрат ретінде пайдаланылды. Осы уақытқа дейін марганец оксидінің нано сымы, металл торлар , сүзгі қағазы, губка және көміртекті көбік сияқты мұнай мен суды бөлуге арналған супергидрофобты материалдарды қолдана отырып бірнеше зерттеулер жүргізілді. Мұнай мен суды бөлу үшін супергидрофобты материалдарды қолданудың жаңашыл жұмысы жігерлендіреді, бірақ олардың практикалық қолданылуын айтарлықтай қиындататын кейбір мәселелер бар. Бір жағынан, механикалық және химиялық тұрақтылық күрделі процедуралар мен қымбат материалдарға байланысты. Екінші жағынан, субстраттардың механикалық тұрақтылығының нашарлығы (мысалы, сүзгі қағазы және полимерлі пленка), марганец оксидінің нано сымдарының ықтимал уыттылығы және металл торлардың төмен икемділігі олардың майды судан бөлу үшін қолданылуын шектейді. Кеуекті материалдар, мысалы, губкалар, олардың үлкен кеуектерінің көлеміне, икемділігіне, сондай-ақ қиын жағдайларда және практикалық жағдайларда төмен құны мен жоғары механикалық тұрақтылығына байланысты мұнай мен суды бөлуге жақсы үміткерлер болып табылады. Дегенмен, бұл материалдар су мен майларды бір уақытта сіңіреді.
Зерттеу жұмысының мақсаты - су ресурстарын мұнай ластануынан тазартуға арналған арнайы қасиеттері бар техникалық текстиль материалдарын әзірлеу және материалдардың тиімділігі мен қауіпсіздігін бағалау болып табылады.
Зерттеу жұмысының мақсатына жету барысында қойылған міндеттері:
-
- су көздерін мұнай ластануынан тазартуға арналған технологиялар мен материалдарды дамыту проблемасының қазіргі жай-күйіне шолу;
-
- су көздерін мұнай ластануынан тазартуға арналған текстиль материалдарына арнайы қасиеттер беру мәселесін зерттеу;
-
- зерттеу әдістерін таңдау және негіздеу;
-
- су ресурстарын мұнаймен ластанудан тазарту үшін жаңа сорбциялық материалдарды әзірлеу және бағалау;
-
- әзірленген материалдың зерттеу нәтижелерін талдау.
Зерттеу материалдары мен әдістері
Зерттеу нысандары ретінде 100%-дық артикулы 1030 мақта матасы және артикулы 81421 премьер Standard 250 (65% ПЭ,35% мақта) матасы, cұйық шыны (жидкое стекло), лимон қышқылы және натрий олеаты пайдаланылды.
Текстиль материалдарының суға төзімділігін анықтау. Үлгілерді сынау сынақ үлгісі үшін қажетті су қысымын қамтамасыз ететін MT-158 пенетрометрі құрылғысында жүргізілді. Суға төзімділіктің сипаттамасы ретінде ол көбінесе үлгіні толығымен суланғанға дейін қолданылатын қысыммен анықталады. Кейде үлгінің суға төзімділігі үлгідегі қысымды ұстап тұру үшін қажет уақытпен де сипатталады. Гигроскопиялық (суға төзімділік, капиллярлық) анықтау әдістері МЕМСТ 3816-81 арқылы анықталды.
Сонымен қатар, маталардың МТ-032 құрылғысындағы беткі сулануға (бүрку сынағы) төзімділігі МЕМСТ 30292 – 96 арқылы анықталды. Құрылғыдағы сынақ материалдың су өткізбейтіндігін анықтауға мүмкіндік береді, яғни сыналатын материалдың бетіне түсетін су тамшыларын айналдыру мүмкіндігі.
Өңделген текстиль материалының адсорбциялық белсенділігін анықтау әдістемесі МЕМСТ 33627-2015 сәйкес жүзеге асырылады.
Мұнай өнімдерінің адсорбциясын жеделдетілген сынау бұл әдіс адсорбенттерді мұнай өнімдеріне адсорбциялық қабілеті бойынша салыстыру үшін, сондай-ақ олардың тиімділігін салыстырмалы бағалау үшін пайдалануға болатын идеалдандырылған зертханалық нәтижелерді алуға мүмкіндік береді. Осы сынақтың мақсаты адсорбентті сумен өңдеу кезеңі болмаған жағдайда оңтайлы адсорбентті таңдау болып табылады.
Әдебиеттерге шолу
Май мен суды бөлуге арналған дәстүрлі материалдардың жеңіл ластануын және төмен тиімділігін жеңу үшін супергидрофильді және суперолеофобты жабындар хитозан негізіндегі нанокомпозиттерді (CTS) бүрку әдісімен жасалған. Гексадекан тамшылары құрғақ және суға малынған жабыннан оңай сырғып кетеді, ешқандай майлы дақтар қалдырмайды. Май мен суды бөлу үшін CTS негізіндегі супергидрофильді және суперолеофобты нанокомпозиттік жабындар қолданылғанда, олар жоғары ластануға қарсы қабілетін, жоғары бөлу тиімділігін және оңай қайта өңдеуге жарамдылығын көрсетті. CTS негізіндегі супергидрофильді және суперолеофобты жабын мұнаймен ластанған өнеркәсіптік суды тазартуға және мұнай төгілуін жоюға жақсы үміткер болар еді [2].
Бұл жұмыста иерархиялық кедір-бұдырды жақсарту және сәйкесінше сілтілі және катиони-зацияланған сиыр сүтінің сарысуы альбуминін (cBSA) пайдаланып қарама-қарсы зарядтарды тарту арқылы адгезия беріктігі мен гидрофобтылығын арттырудың бірегей қарапа-йым тәсілі ұсынылды. Осы жаңа тәсілдің арқасында үлгілердің жақсартылған қасиеттері сумен сулану бұрышы (WCA), өзін-өзі тазарту әсері, химиялық және механикалық тұрақтылық және органикалық еріткіштерді селективті сіңіру арқылы расталды. Жоғары гидрофобтылықпен қатар супергидрофобты мата жоғары химиялық және механикалық тұрақтылыққа және өзін-өзі тазарту қабілетіне ие болды [3].
Бұл зерттеуде жоғары механикалық қасиеттері, қышқылдар мен сілтілерге төзімділігі, өзін-өзі тазартатын және эмульсиялайтын қасиеттері бар супергидрофобты және липофильді мақта матасы жасалды. Бұл жұмыстың мақсаты -әртүрлі стратегиялар арқылы эмульсиялау қабілеті бар суланатын мақта матасын (p-GMA/SiO2/OA мақта ретінде анықталады) алу (полимер кеуектілікті азайтады; октадециламин гидрофоб-тылық пен липофильділікті қамтамасыз етеді; нанобөлшектер ылғалдылықты арттырады).
Кейіннен супергидрофобты кремний диоксиді өңделген бетке жағылды, содан кейін октадециламин егілді. Бұл модификацияланған мақта нақты жұмыс жағдайында құрамында беттік белсенді заттар бар эмульсияланған майды бөлу үшін практикалық қолданысқа ие [4].
Қоршаған ортаға ұқыпты қарайтын және ағынды сулардан май алу үшін супергид-рофобтылық пен олеофильді қасиеттердің жоғары деңгейіне ие, қайта өңдеуге болатын арзан губка жасалды. Титан диоксиді, көміртекті күйе және гексадецитриметоксисилан (HDTMS) супергидро-фобты беттерді жасау үшін жабын материалдары ретінде пайдаланылды. Қаптаманы қолданғаннан кейін талдау үшін май мен судың жанасу бұрышы, FTIR жабындары және SEM әр түрлі жабындысы бар PVA губкалары зерттелді. Жабындардың тиімділігін бағалау үшін май сіңіру қабілеті және уақыт өте келе май мен су тамшыларының жанасу бұрыштарының өзгеруі зерттелді. Супергидро-фобтылық сипаттамаларына жету үшін VF/CF қатынасы 2,9 х 10-4 төмен болуы керек. Сонымен қатар, hdtms губкасының майды 99,9% сіңіру қабілеті анықталды. Сонымен қатар, май сипаттамаларының сіңіру қабілетіне әсері зерттелді. Жоғарыда айтылғандардан басқа, механизм мен жылу тұрақтылығы да қарастырылды [5].
Бұл мақала әртүрлі ресурстардың қалдықтарына негізделген арнайы суланатын беттер арқылы май мен суды бөлуді қолдануды сипаттайды. Жеміс қабығы, жержаңғақ қабығы, картоп қабығы, жаңғақ қабығы, кокос қабығы, үгінділер, макулатура және темекі сүзгісі сияқты табиғи және лигноцеллюлоза материалдары оңай қол жетімді, биологиялық ыдырайтын және табиғатта улы емес. Гидроксил (- OH) топтарының көп болуына байланысты бұл материалдардың тығыздығы төмен, үлпілдек және гидрофильділігі жоғары целлюлоза кұрамыңдағы артық шылықтары. Осы ерекше қасиеттерге байланысты мұндай материалдар мұнай мен су қоспаларын бөлуге уәде беретін су астындағы суперо- леофобты немесе супер гидрофобты сүзгілерді өндіруде өте пайдалы. Осылайша, су астындағы супергидрофобты–суперолеофильді, суперолеофобты-супергидрофильді беттерді, топырақ бетінің астындағы супергидрофобты– суперолеофильді беттерді және ауыспалы сулануы бар беттерді агроөнеркәсіптік кешен қалдықтарын белгілі бір оңтайландырылған арақатынас пен мөлшерде пайдалану арқылы алуға болады. Авторлар үздіксіз сүзу әдісі арқылы су асты жағдайында жасалған қабаттағы мұнай мен суды бөлудің тиімділігін зерттеді. Мұнай мен судың араласпайтын қоспасын бөлуден басқа, дамыған
қабат керосин мен дизельден жасалған су-мұнай эмульсиясын бөлуде жоғары тиімділікті (>99%) көрсетті [6].
Қытай ғалымдары Лян, Липин, Донг, Яньянь, Сюй, Ван, Мэн, Сюй тиоленнің шерту реакциясы негізінде гидрофобты/олеофильді мақта матасын дайындады. Дайындау әдісі қарапайым және тек екі қадамнан тұрды. Алдымен мақта матасын модификациялау үшін 3-меркаптопропилтриетоксисилаңның (MPTES) өздігінен құрастырылуы жүргізілді, содан кейін октадецил метакрилат төмен беттік бос энергияны алу үшін мақта матасының бетіне қосымша егілді. Химиялық құрылымы, жер бедері және сулан-ғыштығы сипатталды. Нәтижелер дайын-далған матаның сумен жанасу бұрышы (WCA) 150,1° болғанда гидрофобты/олеофильді қасиетке ие болғанын, ал маймен жанасу бұрышы (OCA) 0°-қа жақын екенін көрсетті. Сонымен қатар, ол 600 циклдік үйкеліс сынақтарынан кейін де жақсы гидрофобты қасиеттерге ие болды. Бұл ретте дайындалған мата май-су қоспаларының әртүрлі түрлерін ажырата алады және бөлу тиімділігі орта есеппен 94% -дан асты. Май мен суды айыру үшін матаны алудың жаңа әдісі жасалып, тәжірибеде қолданылатын болады. Жоғары өнімділік дайын матаның май мен суды бөлуге арналған перспективаны материал болатынын білдірді [7].
Зерттеушілер гидрофобты және олеофильді мақта матасын алу үшін полидиметилсилоксан сияқты экологиялық таза материалдарға негіз-делген төмен қысымды плазмалық поли-мерлеу әдісін қолданды. Бөліну жылдамдығын анықтау және сәйкесінше қапталған мақтаның беріктігін көрсету үшін су-майды бөлу тиімділігі сынағы және жуу сынағы жүргізілді. Қапталған мақта матаның сумен жанасу бұрышы 143 ± 3 болды және бұл жоғары гидрофобтылық 10 жуу циклынан кейін іс жүзінде сақталды. Біздің су-май бөлу сынақтары сонымен қатар қапталған маталар 250°C және 900°C температурада 15 циклден кейін де көптеген өнеркәсіптік майлар үшін 80-100 пайызға дейін бөлу тиімділігіне ие екенін көрсетті. Осылайша, бұл нәтижелер плазмалық полимерлеумен қапталған мақта маталар су-май бөлу және іріктеп майды сіңіру қолдану үшін жоғары әлеуетке ие болуы мүмкін екенін көрсетеді [8].
Ғалым Сионг ауыспалы ылғалдылығы бар бірегей жауап беретін мата туралы хабарлады. Олар атом қабатының тұндыруын, содан кейін қолданды гидротермиялық өңдеу полиэтилен-терефталат (ПЭТ) маталарында ZnO иерархиялық нанородтарын жасау. Бір қызығы, алынған тін су астындағы олеофобияны да, май астындағы гидрофобтылықты да көрсетті. Осылайша, май мен судың селективті бөлінуіне гравитациялық сүзу процестерінде модификацияланған матаның бетін ауыр компонентпен алдын-ала сулау арқылы қол жеткізілді. Ол қосымша сыртқы ынта-ландыруды қолданбай, ылғалдылықты орнында реттеудің өте қарапайым әдісін ұсынды [9].
Бұл зерттеуде мақта мата инемен басу процесі арқылы тоқыма емес матаға айналдырылды. Тоқыма емес материал Stober процесі арқылы синтезделген кремний диоксиді нанобөлшектерімен өңдеу, содан кейін гекса-децилтриметоксисиланмен (HDTMS) өңдеу арқылы химиялық түрлендірілген. Химиялық функционалды тін супергидрофобты және суперолеофильді қасиеттерді көрсетті. Дамыған сорбенттің май сіңіру қабілеті 25-30 г /г, ал сумен жанасу бұрышы 150 - ден асады. Сорбент морфологиясын SEM сипаттады. Сорбент 60% - дан астам май шығарумен кем дегенде 5-6 рет қайта пайдалануға жарамды екендігі анықталды [10].
Сун, Юэ, Бай, Цзяо цзяо, Ван, Чжэ авторлары жалпы тығыздығы өте төмен целлюлоза аэрогелін целлюлозаның сулы ерітіндісін мұздату арқылы кептіру арқылы жасады. Целлюлозадан жасалған гидрофобты / олеофильді аэрогель целлюлоза аэрогелін гексилтриметоксисиланмен модификацияланған SiO2 нанобөлшектерімен жабу арқылы одан әрі өндіріледі. Целлюлозадан жасалған гидрофобты / олеофильді аэрогельдің ерекшеліктері тығыздық пен кеуектілікті өлшеумен, инфракыізыл спектро-скопиямен сипатталады. Бұл гидрофобты / олео-фильді целлюлоза аэрогелі мұнайдың лас-тануынан туындаған судың ластануын жою үшін перспективалы таңдау болуы мүмкін [11].
Зерттеушілердің жұмысында слюда тақ-татас кенінің қалдықтарынан алынған түйіршікті пеносиликаттың қасиеттерін зерттеу нәтижелері келтірілген. Термохимиялық модификацияның материалдың кеуектілігіне әсері талданды. Моди-фикацияланған пеносиликат олеофильді және гидрофобты қасиеттерге ие болатыны анықталды, бұл материалдың ылғал мен мұнай сыйымдылығына салыстырмалы сынақтарының нәтижелерімен расталады. Жаңа олеофильді материалдарды жасау үшін негіз ретінде моди-фикацияланған пеносиликатты қолдану мүмкіндігі көрсетілген [12].
Келесі жұмыста тұрақты су өткізбейтін қасиеттер беру үшін полиэтиленгликоль (Peg 6000) және толуилен-2,4-диизоцианат (2,4-ТДИ) негізіндегі целлюлозалық текстиль материал- дарын гидрофобты өңдеудің жаңа әдісі әзірленді. Сіңдіру ваннасы компоненттерінің концентрациясының матаның гидрофобты, пайдалану және физика-механикалық қасиетте-ріне әсерін зерттеу бойынша зерттеулер жүр-гізілді. Ұсынылған технологияның тиімділігі ауа өткізгіштігін, эстетикалық, пайдалану-гигиеналық көрсеткіштерін барынша сақтай отырып, текстиль материалының жоғары гидрофобизациясын қамтамасыз ету, тозуға төзімділікті арттыру, сондай-ақ материалды термиялық өңдеу уақытын қыс-қарту және аппрет компоненттерінің ең аз санын қолдану болып табылады, бұл оның құнын төмендетуге мүмкіндік береді [13].
Мақалада гидрофобты композициялар табиғатының мақта матасының су өткізбейтін қабілетіне әсерін зерттеу бойынша ғылыми зерттеулердің нәтижелері келтірілген. Зерт-теулерде құрамында фторкөміртегі жоқ фторлы қосалқы зат пен композицияны пайдаланған кезде судың максималды репелленттік қабілетіне екі минут ішінде 150°с аппреттелген маталардың термиялық өңдеу температурасында, ал хлор-сульфирленген полиэтиленді 160°С температурада пайдаланған жағдайда қол жеткізілетіні анықталды. Гидрофобты заттар функционалды топтардың талшықтардың гидрофильді топтарымен химиялық әрекеттесуі арқылы маталарға гидрофобтылық береді [14, 15].
Нәтижелер және оларды талқылау
Аталған жұмыстармен таныса отырып, мақта матасы мен аралас мата таңдалды. Көлемі 200 х200 мм мақта және аралас матасы тазартылған суда алдын ала жуылып, термошкафта кептіріледі. Ерітіндіге сіңдіру процесі көлемі 300 мм ваннасында жүзеге асырылады. Үлгілер су, сұйық шыны (K 2 S1O 3 ), натрий олеаты (С ів Н зз О2№), лимон қышқылы ( CvH x O ? ) бар ерітіндіге малынып, 5 минут ішінде сіңдіру процесі жүзеге асады. Содан кейін үлгі сығылып, термошкафта 120°С температурада 15 минут кептіріледі. Содан кейін 150°C температурада 1 минут термофиксация жүргізіледі.
Мақта матасы және аралас матаны зерттеу нәтижесінде суға төзімділік, матаның беткі сулануға төзімділігі (бүрку сынағы) анықталды. Өңделген маталардың суға төзімділігі және өңделген маталардың беткі сулануына төзімділігі негізгі үлгідегі маталарға қарағанда жоғары екендігі анықталды. Сонымен қатар ұсынылған құрамның ең жоғарғы концентрациясының нәтижесі төменгі концентрацияға қарағанда жоғары екені байқалады. Зерттеу нәтижелері көрсетілген (кесте 1).
Кесте 1. Текстиль материалының гидрофобты қасиеттерін анықтау
Көрсеткіштің атауы |
Мағынасы |
|||||||
өңделмеген 100% мақта матасы |
өңделген 100% мақта матасы |
өңделмеген аралас мата (мақта – 35%, полиэстер-65%) |
өңделген аралас мата (мақта – 35%, полиэстер-65%) |
|||||
10 г/л |
15 г/л |
20 г/л |
10 г/л |
15 г/л |
20 г/л |
|||
Маталалардың беттік сулауға тұрақтылығын анықтау, % |
0 % |
50 % |
55 % |
60 % |
0 % |
65 % |
70 % |
80 % |
Пенетрометр (суға төзімділікті анықтау) |
20 мм су бағанасы |
150 мм су бағ. |
150 мм су бағ. |
150 мм су бағ. |
10 мм су бағ. |
200 мм су бағ. |
220 мм су бағ. |
250 мм су бағ. |
Бұл жұмыста текстиль материалдарына жасайды, оның беттік керілуі судың беткі керілуінен гидрофобтылық беру үшін арнайы қасиет беру төмен болады, бірақ мұнайдың беткі керілуінен
міндеті ұсынылған құрамның көмегімен текстиль материалының сыни беттік керілуін төмендетуге
жоғары болады. Сондықтан текстиль материалдары сумен суланбайды, бірақ мұнаймен белсенді дейін азаяды, ол талшықтың бетінде пленка

суланып, оны сіңіреді (сурет 1, 2).

Сурет 1. Өңделгеннен кейінгі мақта матасы

Сурет 2. Өңделгеннен кейінгі аралас мата
Капиллярлық сынақтың нәтижелері бойынша өңделген материалдардың супер-гидрофобтылығы анықталды, өйткені материалдар 100% суланбайды. Өңделген үлгілерді өңделмеген үлгімен салыстырды (сурет 3).

Сурет 3. Капиллярлық анықталғаннан кейінгі үлгілер
Зерттеу нәтижелері бойынша өңдел-меген материалдың сіңімділігі 116 мм, ал өңделген материалдардың сіңімділігі 0 мм екендігі анықталды.
Қажетті материалды және оларға қажетті қасиеттерді алғаннан кейін, әзірленген материалды қанша май сіңіретінін және қай уақытта екенін тексеру ғана қалады.
Ол үшін біз МЕМСТ 33627 - 2015 бойынша сынақ өткіздік және бастапқы материал мен алынған өңделген текстиль материалын салыстырдық. Сондай-ақ, МЕМСТ бойынша сіңірілген мұнай мөлшері есептелді. Нәтижелер кестеде төкөрсетілген (кесте 2).
Кесте 2. Мұнай өнімін сіңіру бойынша сараптама
№ |
өңдеуге дейін, гр |
сіңіру уақыты, сек |
мақта мата массасы, гр |
аралас мата массасы, гр |
1 |
15 гр |
20 |
44 |
24 |
2 |
15 гр |
20 |
46 |
23 |
3 |
15 гр |
20 |
43 |
22 |
жалпы массасы |
- |
- |
44,3 |
23 |
мұнай өнімінің адсорбциялануы |
- |
- |
1,95 |
0,5 |
Осылайша, біз өңделген мақта матасы майды көбірек сіңіре алатынын және ең бастысы аралас матадан айырмашылығы сіңірілген майды ұстай алатынын және мұнайды сіңіру үшін тамаша сорбент екенін көрдік.
Мақта матасының бастапқы салмағы =15 г;
Мұнай өнімдерін өңдеуден кейінгі мақта матасының орташа массасы = 44,3 г;
Мұнай өнімінің адсорбциялануы= S s / S o = (44,3-15)/15 = 1,95.
Осылайша, мұнай өнімінің осы адсорбентпен адсорбциялануы 1,95 құрайды.
Аралас матаның бастапқы салмағы =15 г;
Мұнай өнімдерін өңдеуден кейінгі аралас матаның орташа массасы = 23 г;
Мұнай өнімінің адсорбциялануы= S s / S o = (23-15)/15 = 0,5.
Осылайша, мұнай өнімінің осы адсорбентпен адсорбциялануы 0,5 құрайды.
Қорытынды
Зерттеу жұмысында су ресурстарын мұнай ластануынан тазартуға арналған арнайы қасиеттері бар техникалық текстиль материалдарын әзірлеу көзделді. Осы мақсатта cұйық шыны, лимон қышқылы және натрий олеаты пайдаланылды.
-Гидрофобты және олеофильді қасиеттері бар материалдар әзірленді, олар материалға суды өткізбестен тек майды сіңіруге мүмкіндік береді.
-Су ресурстарын мұнай ластануынан тиімді тазарту үшін текстиль материалдарына гидрофобты және сонымен бірге олеофильді қасиеттер беру мақсатында талшықтардың бетін өзгертудің жаңа әдісінің физика-химиялық негіздері жасалды.
-Текстиль материалдарын гидрофобты өңдеу технологиясы оның пайдалану-гигие- налық және эстетикалық қасиеттерін барынша сақтауға мүмкіндік беретіні анықталды.
-Зерттеу жұмысында өңделген үлгілердің беттік сулауға тұрақтылығы 50% - дан жоғары екені анықталды. Ал өңделмеген үлгілердің көрсеткіші 0 % болды.
-Өңделген үлгілердің су қысымын анықтау MT-158 пенетрометрі құрылғысында жүргізілді. Өңдеуден кейін ұсынылған құрамның ең жоғарғы концентрациясының нәтижесі төменгі концентрацияға қарағанда жоғары екені байқалады.
Капиллярлық сынақтың нәтижелері бойынша өңделген материалдардың супер-гидро-фобтылығы анықталды.
МЕМСТ 33627 - 2015 бойынша сынақ өткізілді. Өңделген мақта матасы майды көбірек сіңіре алатыны және аралас матадан айырмашылығы сіңірілген майды көбірек ұстай алатыны көрінді.
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
-
1. Deng Yu., Han D., Deng Yu.-Yu., Zhang K., Chen F. and Fu K. (2020). Simple one-step production of durable hydrophobic cotton fabric by covalent binding of polyhedral oligomeric silsesquioxane for ultrafast separation of oil and water. Journal of Chemical Engineering, 379, 122391
-
2. Yang, Jin1, Song, Haojie1, Yan, Xuehua1, Tang, Hua1, Li, Changsheng1. Superhydrophilic and superoleophobic chitosan-based nanocomposite coatings for oil/water separation //Institute for Advanced Materials, School of Materials Science and Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013 People's Republic of China. Jun2014, Vol. 21 Issue 3, p1851-1857. 7p.
-
3. Anjum, Aima Sameen; Ali, Mumtaz; Sun, Kyung Chul; Riaz, Rabia; Jeong, Sung Hoon. /Self-assembled nanomanipulation of silica nanoparticles enable mechanochemically robust super hydrophobic and oleophilic textile. //Journal of Colloid and Interface Science. - Department of Organic and Nano Engineering, Hanyang University, 222 Wangsimni-ro, Seongdong-gu, Seoul, 04763, South Korea. -15 March 2020. – p. 62 – 73.
-
4. Zhang, Jiayan; Lei, Xin; Yu, Xinping; Fang, Ruochen. Self-cleaning and friction-resistant superhydrophobic and oleophilic cotton for separation of stable emulsified oil. //Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. -School of Chemistry, Beihang University, Beijing, 100191, China, Research Institute for Frontier Science, Beihang University, Beijing, 100191, China. -20 November 2023. -Том 677.
-
5. Bairagi, Anup Kumar; Mohapatra, Soumya Sanjeeb. The Development of Superhydrophobic PVA Sponge, Using HDTMS and HMDS, for the Separation of an Oil–Water Mixture with a Very High Separation Efficiency. // Journal Water, Air, and Soil Pollution.
-
6. Singh, Arun K. Oil/Water Separation Using Waste-Derived Functional Materials with Special Wetting Behavior. //Resources. Department of Chemistry, M. M. Engineering College, Maharishi Markandeshwar (Deemed to be University), Mullana, Haryana, Ambala, 133207, India. -October 2022. -Том 11, Выпуск 10. -Номер статьи 83.
-
7. Liang, Liping, Dong, Yanyan, Xu, Wang, Meng, Xu. Fabrication of hydrophobic/oleophilic cotton fabric based on thiol–ene click reaction for oil/water separation. // Journal of the Textile Institute. - Sep2022.-Vol. 113 Issue 9, p1838-1844
-
8. Ghorbani L., Khatibi A., Shokri B. Hydrophobic and oleophilic cotton fabrics for efficient oil-water separation through low-pressure plasma polymerization. // Iranian Journal of Physics Research. Laser and Plasma Research Institute, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran, Faculty of Physics, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran. -2020. -Том 19, Выпуск 4, p683 – 690
-
9. Ma, Qinglang, Cheng, Hongfei, Fane, Anthony G., Wang, Rong, Zhang, Hua. Recent Development of Advanced Materials with Special Wettability for Selective Oil/Water Separation. // Center for Programmable Materials, School of Materials Science and Engineering, Nanyang Technological University, 50 Nanyang Avenue, Singapore, 639798, Singapore. – Small. - 27 April 2016. - Том 12, Выпуск 16, p 2186 – 2202
-
10. Sathianarayanan, M. P., Hemani, Karishma. Development of Bio-degradable Cotton Waste Based Super Oleophilic and Super Hydrophobic Sorbent for Oil Spill Clean-up. // BTRA Scan. - Oct2022, Vol. 51 Issue 4, p1-8. 8p.
-
11. Sun, Yue, Bai, Jiaojiao, Wang, Zhe, Li, Huabin, Dong, Hua1. A hydrophobic/oleophilic silica‐ cellulose composite aerogel for oil–water separation. //Journal of Applied Polymer Science. -10/5/2023, Vol. 140 Issue 37, p1-10. 10p.
-
12. Цыбульская О.Н., Ксеник Т.В., Юдаков А.А., Кисель А.А., Павлов В.Ф. Экспериментальное получение олеофильных материалов на основе отходов рудного сырья. // Вестник ДВО РАН. 2020. № 6. – С. – 99 – 108.
-
13. Баданова А.К., Кричевский Г.Е., Таусарова Б.Р., Кутжанова А.Ж., Баданов К.И. Разработка и исследование нового способа гидрофобной отделки целлюлозных текстильных материалов. // Вестник Алматинского технологического университета. (2014). – C. 23 – 30.
-
14. Павлычева Е.А. Разработка защитного полимерного покрытия с высокими гидрофобными и адгезионными свойствами. // Инженерный Вестник Дона №5 (2020). – C. 1 – 12.
-
15. Калдыбаева Г.Ю., Набиева И.A., Елдияр Г.К., Нуркулов Ф.Н. Изучение влияния природы гидрофо-бизирующих композиций на
водоотталкивающую способность ткани. // Известия высших учебных заведений № 3 (399), Технология текстильной промышленности (2022). – С. 157 – 164.
Department of Chemical Engineering, NIT Rourkela, Rourkela, 769008, India. - May 2023. -Том 234, Выпуск 5. -Номер статьи 298
Список литературы Разработка технологии текстильных материалов со специальными свойствами
- Deng Yu., Han D., Deng Yu.-Yu., Zhang K., Chen F. and Fu K. (2020). Simple one-step production of durable hydrophobic cotton fabric by covalent binding of polyhedral oligomeric silsesquioxane for ultrafast separation of oil and water. Journal of Chemical Engineering, 379, 122391
- Yang, Jin1, Song, Haojie1, Yan, Xuehua1, Tang, Hua1, Li, Changsheng1. Superhydrophilic and superoleophobic chitosan-based nanocomposite coatings for oil/water separation //Institute for Advanced Materials, School of Materials Science and Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013 People's Republic of China. Jun2014, Vol. 21 Issue 3, p1851-1857. 7p.
- Anjum, Aima Sameen; Ali, Mumtaz; Sun, Kyung Chul; Riaz, Rabia; Jeong, Sung Hoon. /Selfassembled nanomanipulation of silica nanoparticles enable mechanochemically robust super hydrophobic and oleophilic textile. //Journal of Colloid and Interface Science. - Department of Organic and Nano Engineering, Hanyang University, 222 Wangsimni-ro, Seongdong-gu, Seoul, 04763, South Korea. -15 March 2020. – p. 62 – 73.
- Zhang, Jiayan; Lei, Xin; Yu, Xinping; Fang, Ruochen. Self-cleaning and friction-resistant superhydrophobic and oleophilic cotton for separation of stable emulsified oil. //Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. -School of Chemistry, Beihang University, Beijing, 100191, China, Research Institute for Frontier Science, Beihang University, Beijing, 100191, China. -20 November 2023. -Том 677.
- Bairagi, Anup Kumar; Mohapatra, Soumya Sanjeeb. The Development of Superhydrophobic PVA Sponge, Using HDTMS and HMDS, for the Separation of an Oil–Water Mixture with a Very High Separation Efficiency. // Journal Water, Air, and Soil Pollution. Department of Chemical Engineering, NIT Rourkela, Rourkela, 769008, India. - May 2023. -Том 234, Выпуск 5. -Номер статьи 298
- Singh, Arun K. Oil/Water Separation Using Waste-Derived Functional Materials with Special Wetting Behavior. //Resources. Department of Chemistry, M. M. Engineering College, Maharishi Markandeshwar (Deemed to be University), Mullana, Haryana, Ambala, 133207, India. -October 2022. –Том 11, Выпуск 10. -Номер статьи 83.
- Liang, Liping, Dong, Yanyan, Xu, Wang, Meng, Xu. Fabrication of hydrophobic/oleophilic cotton fabric based on thiol–ene click reaction for oil/water separation. // Journal of the Textile Institute. - Sep2022.- Vol. 113 Issue 9, p1838-1844
- Ghorbani L., Khatibi A., Shokri B. Hydrophobic and oleophilic cotton fabrics for efficient oil-water separation through low-pressure plasma polymerization. // Iranian Journal of Physics Research. Laser and Plasma Research Institute, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran, Faculty of Physics, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran. -2020. -Том 19, Выпуск 4, p683 – 690
- Ma, Qinglang, Cheng, Hongfei, Fane, Anthony G., Wang, Rong, Zhang, Hua. Recent Development of Advanced Materials with Special Wettability for Selective Oil/Water Separation. // Center for Programmable Materials, School of Materials Science and Engineering, Nanyang Technological University, 50 Nanyang Avenue, Singapore, 639798, Singapore. – Small. - 27 April 2016. - Том 12, Выпуск 16, p 2186 – 2202
- Sathianarayanan, M. P., Hemani, Karishma. Development of Bio-degradable Cotton Waste Based Super Oleophilic and Super Hydrophobic Sorbent for Oil Spill Clean-up. // BTRA Scan. - Oct2022, Vol. 51 Issue 4, p1-8. 8p.
- Sun, Yue, Bai, Jiaojiao, Wang, Zhe, Li, Huabin, Dong, Hua1. A hydrophobic/oleophilic silicacellulose composite aerogel for oil–water separation.//Journal of Applied Polymer Science. -10/5/2023, Vol. 140 Issue 37, p1-10. 10p.
- Цыбульская О.Н., Ксеник Т.В., Юдаков А.А., Кисель А.А., Павлов В.Ф. Экспериментальное получение олеофильных материалов на основе отходов рудного сырья. // Вестник ДВО РАН. 2020. № 6. – С. – 99 – 108.
- Баданова А.К., Кричевский Г.Е., Таусарова Б.Р., Кутжанова А.Ж., Баданов К.И. Разработка и исследование нового способа гидрофобной отделки целлюлозных текстильных материалов. // Вестник Алматинского технологического университета. (2014). – C. 23 – 30.
- Павлычева Е.А. Разработка защитного полимерного покрытия с высокими гидрофобными и адгезионными свойствами. // Инженерный Вестник Дона №5 (2020). – C. 1 – 12.
- Калдыбаева Г.Ю., Набиева И.A., Елдияр Г.К., Нуркулов Ф.Н. Изучение влияния природы гидрофо-бизирующих композиций на водоотталкивающую способность ткани. // Известия высших учебных заведений № 3 (399), Технология текстильной промышленности (2022). – С. 157 – 164.