Текстильные материалы из безнаркотических сортов конопли

Перспективы создания инновационных  технических и  бытовых  тектильных  материалов  на  основе  модифицированного  конопляного  волокна

А.П.Морыганов, М.Г.Киселев (Институт химии растворов им.Г.А.Крестова РАН, г.Иваново), Э.А.Коломейцева (ООО «Апотекс», г.Иваново), А.Р.Данилов (ООО «Интерлен», г.Иваново)

Хлопковое волокно – основное целлюлозное волокнистое сырье для российской текстильной промышленности – является импортным продуктом, цена которого в последние годы существенно возросла. Кроме того, нередко имеют место случаи выявления загрязнения хлопка различными химическими токсикантами, что может представлять экологическую опасность для потребителей изделий. Поэтому одна из наиболее важных стратегических проблем, решение которой поможет стимулировать возрождение российской текстильной и легкой промышленности, а также ряда смежных отраслей - создание конкурентоспособных текстильных материалов на основе отечественного ежегодно возобновляемого волокнистого целлюлозного  сырья, в том числе конопли.

Безнаркотические сорта конопли для промышленных целей сейчас выращивают более чем в 30 странах, и объем ее производства возрастает. Однако грубость и жесткость волокон конопли до последнего времени ограничивали их применение только областью технического текстиля (в основном, в производстве веревочно-канатных изделий). В 90-х годах прошлого века во Франции и Австралии (позднее в Китае) были созданы технологии, устраняющие эти недостатки. В основном, на вооружение взяты ферментативные способы обработки технических волокон.

Следует отметить, что технологии придания мягкости и эластичности конопляным волокнам, облегчающие их переработку в прядильном производстве, являются длительными, сложными и дорогостоящими, что обуславливает высокую цену готовых «hemp»- изделий (так, цена 1 кг пряжи № 16 из 100 % конопляного волокна китайского производства составляет не менее $10-20).

Возможность получения натурального текстильного сырья из конопли, альтернативного хлопку и шерсти, с помощью химической модификации, доказанная еще в начале 20-го века, открывает перспективы для разработки технологических процессов его модификации на современном уровне.

Институт химии растворов им. Г.А. Крестова РАН совместно с Всероссийским институтом растениеводства им. Н.И.Вавилова (г. Санкт-Петербург) и рядом других организаций более 10 лет занимается разработками в области получения модифицированного волокна конопли, пригодного для совместной переработки с другими видами волокон на оборудовании хлопчатобумажного и шерстяного производств. Основой для создания технологии модификации конопляного волокна послужила технология механохимической модификации низкономерного короткого льноволокна, ранее разработанная в ИХР РАН и успешно прошедшая широкие производственные испытания.

В результате проведенных исследований предложены новые способы создания широкого ассортимента текстильных материалов с использованием волокон конопли.

1. Получение высокогигиеничных износоустойчивых тканей для изделий бытового назначения.

На основании всестороннего анализа химического состава и свойств конопляного волокна определены основные принципы построения технологического процесса его механохимической модификации, в том числе совмещенной с крашением кубовыми или сернистыми красителями, для получения материалов бытового назначения. Показано, что модифицированное волокно будет иметь линейную плотность 1,0-2,6 текс; оно приобретает мягкость, блеск, гидрофильность (капиллярность 85 мм/10мин; водопоглощение – 16 г/г волокна), хорошо отбеливается без применения хлорсодержащих окислителей.     

Технические характеристики получаемого волокна дают основание считать, что оно будет успешно перерабатываться в смесовую пряжу для выработки одежных, технических и декоративных тканей в хлопчатобумажном и шерстяном производствах с вложением конопляного компонента до 30 % в смеску с хлопком, шерстью и химическими волокнами (считаем, что в перспективе содержание конопляного волокна в смеске можно будет увеличить). Дополнительная механическая элементаризация конопляных волокон, прошедших химическую модификацию, позволит получить волокна с толщиной ~ 200-300 мтекс и пряжу на их основе с линейной плотностью №20-71 для тонких, высококачественных текстильных изделий (эти исследования проводятся совместно с Ивановским государственным политехническим университетом).

2. Получение технических тканей с комплексом защитных свойств (огне- и термостойкость, кислото-, маслонефтезащита).

Разработанные ткани и спецодежда на их основе будут иметь более высокие гигиенические и защитные показатели при меньшей себестоимости (в сравнении с ныне применяемыми хлопко- и льносодержащими тканями или тканями на основе специальных химических волокон).

3. Изготовление технических тепло- и шумоизоляционных нетканых материалов (с поверхностной плотностью 0,3-2 кг/м²) и изделий из них с огне, био-, огнебиозащитными свойствами для строительства, автомобиле- и вагоностроения.

Нами показано, что основные показатели  огнезащитных и термостойких свойств конопляного волокна и различных смесок на его основе, обработанных антипиреном Тезагран-У, значительно превышают соответствующие нормативы. Следовательно, производство объемных огне- и огнебиозащищенных утеплителей из отечественного бесканнабиоидного конопляного волокна может решить проблему получения нового ассортимента высокорентабельных экологически безопасных материалов для гражданского и промышленного строительства, обеспечивающих высокую пожаробезопасность и биостойкость (конопляное волокно даже превосходит льняное по огнебиоустойчивости и дымовыделению при горении).

4. Аппаратурное оформление разработанных процессов.

Аппаратурное оформление процессов модификации лубяных волокон отработано для получения механически очищенных (для технических тканей и нетканых материалов), отваренных и, при необходимости, окрашенных (для изготовления бытовых тканей), отбеленных (для получения материалов медицинского назначения) и огнебиостойких (для функционализированных нетканых полотен и объемных утеплителей) льняных волокон. Полагаем, что эти же технологические линии (с определенной корректировкой последовательности и параметров обработки) могут быть использованы для модификации конопляных волокон, предназначенных для создания широкого ассортимента технических и бытовых текстильных материалов.

Получить дополнительную информацию:  apm@isc-ras.ru