ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Разработка относится к текстильной промышленности к области изготовления фильтрующих нетканых материалов и может быть использована для создания респираторов и респираторных установок для очистки газовоздушных смесей (ГВС), содержащих токсичные газы основного и кислого характера, а также твердые частицы.

Известен способ изготовления нетканого материала, состоящего из волокнистого холста, скрепленного петлями основовязанного переплетения из волокон холста, содержащего слой из модифицированного полиамидного волокна мегалон и анионообменного модифицированного полиамидного волокна. Волокнистый холст содержит слой из термопластичного волокна. В качестве анионообменного модифицированного полиамидного волокна (МПВ) используется волокно на основе привитого сополимера поликапроамида (ПКА) и полидиметиламиноэтилметакрилата (ПДМАЭМА). В качестве термопластичного используется волокно хлорин. Материал обладает достаточно высокими защитными свойствами по кислым газам, твердым частицам. Недостатком материала является невозможность его применения при очистке основных газов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ изготовления нетканого материала, включающий скрепление текстильного каркаса пучками волокон волокнистого слоя с одновременным формированием петель. Текстильный каркас выполнен в виде вязально-прошивного безниточного материала из смеси анионо- и катионообменных МПВ. В качестве анионообменного МПВ используется волокно на базе привитого сополимера ПКА и ПДМАЭМА. В качестве катионообменног МПВ используется волокно на базе привитого сополимера ПКА и полиметакриловой кислоты. Материал обладает достаточно высокими защитными свойствами по токсичным газам, но недостаточно эффективен при очистке сильно запыленных аэрозолей, имеет невысокие гигиенические свойства.

Задачей разработки является повышение защитных и эксплуатационных свойств материала, получаемого по предлагаемому способу. Способ включает скрепление текстильного каркаса пучками волокон волокнистого слоя с одновременным формированием ворсовых петель, при этом формирование текстильного каркаса осуществляют путем образования волокнистого холста, содержащего слой из смеси анионообменного и катионообменного МПВ и слой из термопластичного волокна, причем содержание катионообменного волокна в смеси составляет 20-80 мас., содержание термопластичного слоя в волокнистом холсте составляет 15-20 мас., в качестве волокнистого слоя используется слой из гидрофильного МПВ, соотношение волокнистого холста и волокнистого слоя по массе составляет 1:(0,20-0,76), и термообработку осуществляют при температуре 70-90°С. В результате термообработки слой, выполненный из термопластичных волокон усаживается, уменьшаясь в объеме, что способствует появлению сложной складчатой структуры материала и ослабленных петель, образующих гидрофильную рельефную поверхность.

Использование двухслойного холста, содержащего слой из смеси анионо- и катионообменных МПВ и слой из термопластичного МПВ в определенном соотношении, термообработку материала после скрепления каркаса - обеспечивают материалу, полученному по предлагаемому способу, новое техническое свойство: увеличение поверхности контакта твердых частиц и ГВС с фильтрующим материалом. Материал, полученный по новому способу, обладает высокими защитными свойствами по кислым газам (по HCl до 41,3 ч) и по основным газам (по NH ₃ до 10,45 ч), по твердым частицам (с диаметром 3-5 мм 94,8), высокими гигиеническими показателями (нормальная влажность до 7,1). Эффективность данного материала обусловлена тем, что он содержит волокнистый холст из слоя из смеси анионообменного и катионообменного МПВ и слоя из высокоусадочного МПВ, скрепленных провязыванием пучками волокон этого слоя с одновременным формированием ворсовых петель, и дополнительно подвергается термообработке. После термообработки образуется сложная складчатая структура материала и рельефная гидрофильная поверхность, за счет чего увеличивается поверхность контакта с очищаемым газом, следовательно, увеличивается степень очистки. Ворсовый слой служит для очистки ГВС от твердых частиц, предохраняет ионообменный слой от забивки ими, тем самым повышается поверхность контакта токсичного газа с поверхностью ионообменных волокон, увеличивается степень очистки по токсичному газу.

Введение в состав материала высокоусадочного слоя способствует улучшению закрепления волокон в материале, предотвращая их унос в органы дыхания человека, тем самым повышая гигиенические свойства материала. Наличие гидрофильной рельефной поверхности способствует улучшению гигиенических свойств материала: его можно использовать при непосредственном контакте с лицом работающего. Введение в состав материала гидрофильного волокна повышает общую влажность материала, что приводит к дополнительному набуханию ионообменных волокон, увеличению удельной поверхности материала, а также увеличению поверхности контакта с собираемым газом, следовательно, к повышению эффективности защиты. В зонах контакта волокон, содержащих различные функциональные группы и разной гидрофобности, возникает электрический потенциал, приводящий к лучшему поверхностному взаимодействию полярных молекул сорбируемого газа с полярными молекулами ионообменных волокон и лучшему их проникновению вглубь материала. Это повышает время защитного действия по токсичным газам. Кроме того, увеличивается число частиц, осевших за счет сил электростатического притяжения.

Свойства предлагаемого материала соответствуют ГОСТ 15902.1-80; 15902.3-79; 12008-88; 101125-75.