РОЗДІЛ 2
ЗАГАЛЬНІ МЕТОДИКИ І ОСНОВНІ МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Загальна методика досліджень
Для підтвердження наукової гіпотези розвитку теоретичних основ отримання
модифікованого лляного волокна функціонального призначення в роботі виконано
такі дослідження:
визначено оптимальні умови отримання лляної трести для подальшого виділення
волокна з необхідними якісними показниками за допомогою повного факторного
експерименту, мікробіологічного, хімічного, спектроскопічного та
мікроскопічного аналізів трести й волокнистого продукту;
розроблено технологічний процес модифікації короткого лляного волокна як
сировини для бавовняної, вовняної та фармацевтичної промисловості на основі
спланованих експериментів за матрицями ротатабельного планування другого
порядку і кількісного та якісного аналізів отримуваного волокнистого продукту.
Під час виконання окремих етапів роботи було розроблено новий оптичний метод
визначення геометричних параметрів модифікованого лляного волокна з
використанням засобів комп'ютерної техніки.
Узагальнену блок-схему проведення наукових досліджень процесу модифікації
короткого лляного волокна наведено на рис. 2.1.
Рис. 2.1. Блок-схема виконання наукових досліджень
2.1.1. Умови та методика одержання трести. Дослідження впливу композиційних
хімічних препаратів на фізико-механічні показники волокна в процесі розстилу
льоносоломи виконували в лабораторних умовах на спеціально підготовленій
штучній ділянці.
У процесі вилежування лляної соломи здійснювали ретельний контроль за процесом
перетворення соломи в тресту [14, 118] шляхом відбору проб стебел та
інструментального визначення показників відокремлюваності волокнистого шару від
деревини, розривного навантаження і гнучкості волокна через 7, 10, 14, 18 та 22
доби розстилу. Повторність у лабораторних дослідах – триразова.
Для визначення інтенсивності впливу застосовуваних хімічних композиційних
препаратів на формування фізико-механічних показників трести проведено повний
факторний експеримент (табл. 4,8), що реалізує всі можливі комбінації рівнів
досліджуваних факторів, і отримано математичні моделі зміни відокремлюваності,
виходу, розривного навантаження, масодовжини та лінійної густини лляного
волокна від терміну розстилання з використанням персонального комп’ютера і
програм Statistica та Mathcad.
Результати повного факторного експерименту підтверджено хімічним аналізом
складових частин отриманого волокна, мікробіологічними, УФ-спектроскопічними та
мікроскопічними дослідженнями.
2.1.2. Методологія дослідження процесу модифікації лляного волокна. Для
досліджень використовували коротке волокно № 2 і № 3 виробництва
Коростишівського льонозаводу, яке піддавали модифікації із застосуванням різних
способів, технологічних схем і параметрів настроювання окремих машин.
Якісні показники короткого лляного волокна визначалися за ГОСТ 9394-76 "Волокно
льняное короткое. Технические условия". Масову частку костриці та смітних
домішок визначали за кількістю відходів, отриманих під час обробки волокна на
приладі ПК-2М.
Стрічку короткого лляного волокна формували вручну при пропусканні через
стрічкоутворювач ЛО-2. Розривне навантаження скрученої стрічечки визначали за
допомогою динамометра ДКВ-60 [120].
Характеристику лляної сировини за стандартом і визначені під час досліджень
фізико-механічні показники короткого волокна № 3 подано в табл. 2.1 і 2.2.
Таблиця 2.1
Характеристика вихідної сировини за стандартом
Показники
Норма за стандар-том
9394-76
Номер досліду
3
Сер.
Номер волокна
Вид волокна
рошенець
рошенець
рошенець
рошенець
Розривне навантаження
скрученої стрічечки,
кгс (даН)
11,1
(11,3)
11,9
(12,1)
11,4
(11,6)
11,6
(11,8)
11,6
(11,8)
Масова частка костриці та
смітних домішок, %
26
26
25
26
26
Вологість, %
12,0
11,2
9,0
8,0
9,4
Таблиця 2.2
Фізико-механічні показники короткого лляного волокна № 3
№ п/п
Показники
Номер досліду
1
Сер.
1.
Середня довжина, мм
47,38
52,87
51,36
47,51
51,33
50,09
2.
Штапельна довжина, мм
61,56
62,17
60,25
59,36
60,20
60,71
3.
Лінійна густина, текс
4,41
4,50
4,29
4,32
4,27
4,36
4.
Масова частка волокон
прядомої групи (від 16 до
45 мм), %
20,00
17,14
18,00
19,23
18,01
18,48
5.
Масова частка костриці та
смітних домішок, %
30,21
30,50
32,50
30,77
32,49
31,29
6.
Масова частка волокон
завдовжки до 16 мм, %
4,00
2,86
3,14
3,37
3,13
3,30
7.
Масова частка волокон
завдовжки понад 45 мм, %
76,00
80,00
79,86
77,40
79,80
78,61
8.
Вологість, %
12,08
11,33
11,48
11,46
11,47
11,56
У роботі було здійснено регресійний аналіз для виявлення впливу параметрів
обладнання на якість модифікованого лляного волокна, отриманого за
технологічною схемою (рис. 5.3). Дослідження проведено на чесальній машині
Ч-600-Л після проходження волокнистої маси через гарнітуру грубого чесання.
Отримані результати представлено в табл. 5.11 та на рис. 5.10.
За результатами дослідження було запропоновано удосконалити технологічну схему
шляхом додавання двох чесальних машин для бавовни ЧМД-4 [62, 63, 149].
Далі з метою отримання модифікованого волокна з підвищеним ступенем
розволокнення досліджувався вплив розведення між робочими органами чесальної
машини ЧМД-4 на масодовжину та лінійну густину модифікованого лляного волокна і
вміст у ньому костриці та смітних домішок. Матрицю планування експерименту та
результати аналізу подано в табл. 5.13, 5.14 та на рис. 5.11 і 5.12.
Для того, щоб зменшити пошкодження волокна під час модифікації і здійснювати
процес роз'єднання волокнистих комплексів при меншій кількості дій р