В 2020 году на кафедре продолжилась работа по ГБ НИР 2019-ВПД «Разработка ресурсо- и энергосберегающих технологий с использованием техногенных продуктов».

В 2020 году закончилась работа по теме ГПНИ «Физическое материаловедение, новые материалы и технологии 8.22», проект № 339 «Инновационная, ресурсосберегающая технология изготовления тротуарной плитки с использованием промышленных отходов» (продлён на 2019-2020 гг.) с объемом финансирования 29 000 руб. (2019-2020 гг.) и 17 000 руб. в этом году. Руководитель – д.т.н., профессор Ковчур С.Г. (до 30.06.2020), к.т.н., доцент Гречаников А.В. (с 01.07.2020 г.).

В 2020 году закончилась работа по теме ГПНИ «Энергетические системы, процессы и технологии 2.51» подпрограмма «Эффективные теплофизические процессы и технологии» проект № 348 «Энергоэфективные технологии жидкостной обработки волокнистых материалов, интенсификация процессов их сушки и термической обработки с применением  ультразвукового кавитационного воздействия» (проект на 2018-2020 гг.).

Работа выполняется совместно с кафедрами «Технология текстильных материалов» (руководитель проф. Коган А.Г.), «Технологии и оборудование машиностроительного производства» (руководитель проф. Ольшанский В.И.) Общий объем финансирования 50 000 руб. (2018-2020), на 2020 год 24 000 руб. Объём финансирования по кафедре 16 600 руб. (2018-2020), на 2020 год 8 000 руб. (по кафедре). Научный руководитель НИР – к.т.н., доц. Ясинская Н.Н.

В 2020 году закончилась работа по теме ГПНИ «Физическое материаловедение, новые материалы и технологии», подпрограмма «Полимерные материалы и технологии» проект № 361 «Исследование процесса формирования нанокомпозитных текстильных структур на основе волокна типа «ядро-оболочка»» (проект 2020 г.). Объём финансирования 20 000 руб. (2020). Научный руководитель НИР – к.т.н., доц. Ясинская Н.Н.

В 2020 году выполнена хоздоговорная работа с ОАО «Обольский керамический завод» 2019 — Х/Д № 226 № ГР 20200510 «Разработка рекомендаций по использованию добавки на основе техногенных продуктов химической водоподготовки ТЭЦ  при изготовлении керамической штукатурки». Объем финансирования 3 200 руб. Руководитель НИР – д.т.н., проф. Ковчур С.Г.

В 2020 году кафедра выступала оппонирующей организацией:

– по диссертационной работе Чепрасовой Виктории Игоревны «Переработка отработанных электролитов цинкования и никелирования с получением пигментов», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 25.03.13 – геоэкология (протокол № 1 от 24 ноября 2020 года).

В 2020 году аспиранткой Столяровой Т.С. получен Грант Министерства образования 2019-Г/Б-359 от 17.02.2020 (по 31.12.2020) на выполнение научно-исследовательской работы по теме «Многослойный трикотажный материал для верха повседневной спортивной обуви» за счет средств Республиканского бюджета. Объем финансирования 3 500 на 2020 год.

В 2020 году аспиранткой Ленько К.А. получен Грант Министерства образования 2019-Г/Б-358 от 17.02.2020 (по 31.12.2020) на выполнение научно-исследовательской работы по теме «Биотехнологические способы обработки хлопчатобумажных текстильных материалов» за счет средств Республиканского бюджета. Объем финансирования 3 000 на 2020 год.

По выполняемым темам работы проводились в соответствии с утвержденными календарными планами, которые выполнены полностью. Общий объем выполняемых по кафедре НИР составляет 54 700 руб.

Подана заявка на проведение НИР в качестве проекта задания ГПНИ «Энергетические и ядерные процессы и технологии», подпрограмма «Энергетические процессы и технологии» на   2021-2025гг. «Энергоэфективные технологии влажно-тепловой обработки и сушки многокомпонентных и слоистых текстильных структур технического назначения с комбинированным энегоподводом». Получено положительное решение государственной экспертизы.

Подана заявка на проведение НИР в качестве проекта задания ГПНИ «Материаловедение, новые материалы и технологии», подпрограмма «Многофункциональные и композиционные материалы» на   2021-2025гг. «Создание армирующих текстильных структур с заданными свойствами и технологии формирования многофункциональных композиционных материалов с использованием отечественной сырьевой базы». Получено положительное решение государственной экспертизы.

2. Важнейшие достижения.

В процессе выполнения г/б 2019-ВПД:

Наименования этапа:

2.1. Исследование процесса биокрашения льняных, хлопчатобумажных, шерстяных текстильных полотен. Исследование влияния неорганических компонентов на амилазную активность.

2.2. Использование отходов легкой промышленности при производстве строительных материалов. Разработка методов очистки автомобильных фильтров и другого навесного автомобильного оборудования от нефтяных загрязнений.

Задание по этапу выполнено полностью. Подготовлен годовой отчет.

По разделу этапа 2.1:

– Проведен анализ технологии крашения льняных материалов, изучена возможность введение этапа энзимной подготовки в операции подготовки и колорирования текстильных материалов из льняных волокон. Разработана технология биокрашения льняных материалов. Осуществлен выбор оптимальных параметров  процесса биокрашения  льняных материалов (температуры, длительности и концентрации красильного  раствора). Проведено исследование свойств биоокрашенных льняных  материалов.

– Проведен анализ способов биокрашения шерстяных текстильных материалов. Разработана методика исследования эффективности процессов биокрашения шерстяных текстильных материалов. Проведены экспериментальные исследования процессов биокрашения шерстяных текстильных материалов. Выполнен анализ результатов исследований процессов биокрашения шерстяных текстильных материалов.

– Проведен анализ технологии крашения хлопчатобумажных материалов, изучение возможности введение этапа энзимной подготовки. Разработана технология биокрашения хлопчатобумажных материалов. Осуществлен выбор оптимальных параметров  процесса биокрашения  хлопчатобумажных материалов (температуры, длительности и концентрации красильного  раствора). Проведены исследования свойств биоокрашенных хлопчатобумажных материалов.

По разделу этапа 2.2:

– Проведен анализ отходов легкой промышленности, используемых при производстве строительных материалов. Исследованы свойства отходов стекловолокна, позволяющие использовать их в качестве добавок в строительных материалах. Проанализированы существующие технологии производства строительных материалов с использованием отходов стекловолокна. Исследованы свойства строительных материалов и изделий с добавками отходов стекловолокна, дана оценка эффективности их использования.

– Проведен анализ отходов легкой промышленности, используемых при производстве строительных материалов. Исследованы свойства костры, позволяющие использовать их в качестве добавок в строительные растворы. Исследованы свойства строительных материалов и изделий с добавками костры, дана оценка эффективности их использования.

– Проведен анализ отходов легкой промышленности, используемых при производстве строительных материалов. Исследованы свойства лигнина, позволяющих использовать его в качестве выгорающей добавки в керамических строительных материалах. Исследованы свойств керамических строительных материалов с добавками лигнина, дана оценка эффективности их использования.

В процессе выполнения г/б 339:

Цель НИР – разработка новой рецептуры и состава сырья для изготовления керамической плитки с использованием осадков химической водоподготовки теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) и осадков станций обезжелезивания.

Основная задача НИР – при изготовлении керамической плитки заменить часть сырья (глины) в составе керамической плитки осадками химводоподготовки ТЭЦ; заменить отощающие добавки в составе керамической плитки осадками станций обезжелезивания.

Название этапа, выполняемого в 2020 году «Определение физико-механических свойств керамической плитки с использованием осадков химической водоподготовки. Изготовление экспериментальной партии плитки».

Задание по этапу выполнено полностью

Определен усреднённый гранулометрический состав глинистого сырья и осадков химической водоподготовки. Результаты проведенных исследований фазового и оксидного состава осадков химической водоподготовки ТЭЦ показали наличие значительного количества неблагоприятных для изготовления клинкерных керамических материалов фаз кальцита (CaCO3) и FeO (OH), а также оксида кальция (CaO). Влияние этих фаз и оксидов на структурные процессы при производстве керамической плитки представлено на рисунках 1, 2.

Рисунок 1 – Микроструктура образца плитки (отходы не измельчались) (увеличение в 1000 раз)Рисунок 2 – Микроструктура образца плитки (отходы предварительно измельчались) (увеличение в 1000 раз)

Эффективности добавок отходов зависит от их дисперсности и зернового состава. Наличие этих примесей в виде крупных включений (рисунок 1) способно привести к разрушению изделий после обжига. Для того, чтобы снизить вредное влияния на физико-механические и эксплуатационные свойства клинкера присутствия в осадках химической водоподготовки ТЭЦ этих фаз и оксидов, отходы необходимо предварительно измельчить в шаровой мельнице до степени дисперсности менее 100 мкм. Наличие кальцита (CaCO3) и FeO (OH), а также оксида кальция (CaO) в тонкодисперсном состоянии препятствует образований вздутий процессе обжига, что положительно сказывается на качестве полученных изделий (рисунок 2).

Разработана технологическая карта и технологический регламент изготовления керамической плитки в соответствии с требованиями СТБ 1450-2010, СТБ 1787–2007. Технологическая карта содержит технологические требования к исходному глинистому сырью, осадкам химической водоподготовки; приготовлению смеси; изготовления плитки, обжига и сушки, порядок ее хранения и транспортирования, а также перечень технологических операций, входящих в состав технологических процессов. Установлено, что керамическая плитка должна отвечать следующим основным требованиям по СТБ 1787–2007 (класс А): плотность – не менее 2000 кг/м3; предел прочности при сжатии – 25 МПа; предел прочности при изгибе – 1,7 МПа; водопоглощение – не более 4 %; наличие известковых включений – нет.

В соответствии с разработанной технологической картой и технологическим регламентом на ОАО «Обольский керамический завод» изготовлены экспериментальной партии керамической плитки (рисунок 3) с использованием осадков химической водоподготовки (акты  от 12.03.2020 и 11.11.2020).

Рисунок 3 – Керамическая плитка с использованием осадков химической водоподготовки

В производственной лаборатории ОАО «Обольский керамический завод» проведены исследования физико-механических свойств керамической плитки с использованием осадков химической водоподготовки (таблица 1).

Таблица 1 – Результаты испытаний плитки

Наименование показателя. Единицы измеренияНормированное значение показателей, установленных ТНПАСреднее значение показателей для образцов
Содержание отходов (масс. %)
123
1. Плотность, кг/м3Не менее 200220022002007
2. Предел прочности при сжатии, МПа2530,530,629,8
3. Предел прочности при изгибе, МПа1,73,03,42,9
4. Водопоглощение, %не более 4222
5. Наличие известковых включенийнет

В ходе лабораторных испытаний, проведенных отделом технического контроля ОАО «Обольский керамический завод» установлено, что опытные образцы плитки согласно СТБ 1787–2007 «Кирпич керамический клинкерный. Технические условия» соответствуют классу А.

Документы об итогах и важнейших результатах выполнения задания приняты заказчиком.

Основные публикации:

Акты внедрения результатов НИР в учебный процесс.

Манак, П. И. Техногенные продукты химической водоподготовки теплоэлектроцентралей как добавка к клинкерным керамическим материалам / П. И. Манак, А. С. Ковчур, А. В. Гречаников, И. А. Тимонов // Вестник Витебского государственного технологического университета . – 2020. – № 1(38). – С. 150. DOI:10.24411/2079-7958-2020-13815;

Ковчур, А. С. Использование техногенных продуктов предприятий энергетического комплекса при изготовлении керамических изделий строительно-отделочного назначения / А.С. Ковчур, А. В. Гречаников, П.И. Манак // Инновационные силикатные и тугоплавкие неметаллические материалы и изделия: свойства, строение, способы получения : Междунар. науч.-техн. конф. к 85-летию организации инженерного образования в области силикатных материалов Беларуси и кафедры технологии стекла и керамики, БГТУ, 3 декабря 2020. – БГТУ, 2020. – С. 148–154.

В процессе выполнения г/б 348:

Цель НИР – комплексные исследования процессов жидкостной обработки, сушки и термообработки капиллярно-пористых материалов и изделий легкой и текстильной промышленности с использованием акустических колебаний кавитационного спектра с целью снижения энергозатрат, повышения качества и конкурентоспособности изделий.

Основная задача НИР – разработка рекомендаций по выбору рациональных режимов жидкостной обработки с целью снижения энергозатрат, повышения качества и конкурентоспособности изделий, внедрения инновационных технологий крашения, аппретирования.

Проведены теоретические исследования и установлены закономерности, характеризующие влияние пористой структуры текстильных материалов, включающей суммарный объём и размеры пор, величину удельной поверхности и кривую распределения пор по радиусам, на сопротивление миграции влаги к поверхности частиц, что в значительной степени обусловливает продолжительность сушки. Выполнен анализ и установлены зависимости влагосодержания текстильного материала от времени, плотности материала и наличия газового промежутка между излучателем акустической колебательной системы и полотном материала для процессов сушки и тепловой обработки капиллярно-пористых материалов с использованием комбинированного воздействия акустических колебаний и терморадиационного нагрева.

Исследована кинетика сушки и тепловой обработки нетканых материалов из полиэфирных волокон в зависимости от способа и режимов ультразвукового воздействия методом регулярного режима, что позволило разработать рекомендации по выбору рациональных режимов сушки и тепловой обработки. Оценено влияние способа тепловой обработки с использованием ультразвукового воздействия на капиллярно-пористую структуру нетканого материла, на физико-механические и гигиенические свойства нетканых материалов при формировании композитов, выявлены оптимальные режимы обработки.

Документы об итогах и важнейших результатах выполнения задания приняты заказчиком.

Основные публикации:

Акты внедрения результатов НИР в учебный процесс.

Ясинская Н.Н., Мурычева В.В., Разумеев К.Э. Пропитка тканых полотен из химических нитей при формировании текстильных композиционных материалов. Химические волокна. № 1. 2020. C. 27-31.

Ясинская Н.Н., Скобова Н.В Ультразвуковая кавитационная обработка дисперсных систем текстильных аппретов Известия Высших учебных заведений. Технология легкой промышленности. Т.49. № 3. 2020

Скобова Н.В., Ясинская Н.Н., Козодой Т.С. Исследование пропитывающих свойств водных дисперсий полимеров при аппретировании хлопчатобумажных тканей Известия Высших учебных заведений. Технология легкой промышленности. Т.50. № 4. 2020.

В процессе выполнения г/б 361:

Цель НИР – разработка технологического процесса формирования нанокомпозитных текстильных материалов с заданными свойствами на основе волокон типа «ядро-оболочка», рецептур полимерных композиций и рекомендаций для использования в технологиях электроформования нановолокнистых текстильных материалов функционального назначения.

Основная задача НИР – разработка новых составов прядильных растворов из индивидуальных полимеров и их смесей, исследование их физико-химических свойств, разработка практических рекомендаций для получения нанокомпозитных текстильных материалов и покрытий способом электроформования заданного назначения, определение влияния технологических режимов работы установки для электроформования на качественные показатели получаемых материалов.

Разработаны рецептуры полимерных композиций на основе поливинилового спирта с функциональными добавками глицерина и прополиса для получения нанокомпозитных текстильных структур медицинского и косметологического назначения способом электроформования.

Получены математические модели зависимости вязкости, поверхностного натяжения, краевого угла смачивания, электропроводности, интенсивности испарения от состава и концентрации исходных компонентов, позволяющих прогнозировать технологические свойства полимерных композиций и интерпретировать их формовочную способность для электроформования нановолокон типа «ядро-оболочка»;

Установлено влияние состава прядильного раствора и  технологических режимов электроформования на морфологию материалов и диаметр волокон;

Получена регрессионная модель, описывающая влияние расхода формовочного раствора и содержания в нем глицерина на среднее значение диаметра получаемых волокон, математической модели зависимости диаметра волокон от расхода прядильного раствора ПВС/глицерин, позволяющая прогнозировать средний диаметр волокон типа «ядро-оболочка».

Практический аспект работы состоит в разработке способа формирования нанокомпозитных текстильных материалов с заданными свойствами;  методики  приготовления прядильных растворов на основе поливинилового спирта с добавками глицерина или прополиса для электроформования нанокомпозитных материалов медицинского и косметологического назначения; разработке рекомендаций по выбору оптимальных рецептур и рациональных технологических режимов для устойчивого процесса электроформования и формирования бездефектных нановолокнистых покрытий на установке Fluidnatek LE-50, ф. Bionicia S.L. (Испания) с использованием коаксиальной прядильной головки; оценке прядильной способности различных по составу полимерных композиций на основе ПВС с функциональными добавками для формования нановолокон.

Документы об итогах и важнейших результатах выполнения задания приняты заказчиком.

Основные публикации:

Акты внедрения результатов НИР в учебный процесс.

Рыклин, Д.Б. Исследование влияния свойств растворов поливинилового спирта на структуру электроформованных материалов / Рыклин, Д.Б., Ясинская Н.Н., Демидова М.А., Азарченко В.М., Скобова Н.В. // Вестник Витебского государственного технологического университета. – 2020. – № 2(39). – С. 5-13.

Ясинская Н.Н., Исследование свойств прядильного раствора и структуры нановолокнистого покрытия для медицины и косметологии / Ясинская Н.Н., Рыклин Д.Б., Скобова Н.В., Демидова М.А., Азарченко В.М. // Дизайн и технологии. – 2020. – № 76. – С. 34-41.

В процессе выполнения 2019 ХД-226 «Разработка рекомендаций по использованию добавки на основе техногенных продуктов химической водоподготовки ТЭЦ  при изготовлении керамической штукатурки»

Цель НИР – реализация проекта по разработке технологического обеспечения производства инновационного продукта – керамической штукатурки с использованием добавки на основе техногенный продуктов химической водоподготовки ТЭЦ.

Основная задача НИР – разработка рекомендаций по использованию  добавки техногенных продуктов химической водоподготовки ТЭЦ при изготовлении керамической штукатурки.

Исходные данные: добавка на основе техногенных продуктов химической водоподготовки ТЭЦ может служить в качестве отощающей добавки при производстве керамической штукатурки на основе различных глинистых пород.

Разработаны рекомендации по использованию по использованию добавки на основе техногенных продуктов химводоподготовки ТЭЦ при изготовлении керамической штукатурки. Это приведет к улучшению экологической ситуации и снижению энергозатрат на предприятий.

Определены перспективы дальнейшего развития исследований и использования полученных результатов.

Основные публикации:

Акт внедрения результатов НИР в учебный процесс.

Гречаников, А.В. Использование добавок на основе различных техногенных продуктов для изготовления керамической штукатурки / А. В. Гречаников, П. И. Манак, И. А. Тимонов, А. С. Ковчур // Материалы докладов 53-й Международной научно-технической конф. преподавателей и студентов, Витебск, 24 апреля 2020 г. / УО «ВГТУ». – Витебск, 2020. – Т-1. –  С. 272–274.

В процессе выполнения Министерства образования 2019-Г/Б-358 (Биотехнологические способы обработки хлопчатобумажных текстильных материалов):

Цель работы – исследование возможности использования на текстильных предприятиях Республики Беларусь ферментных препаратов производителя ООО «Фермент» (Республика Беларусь) в процессах расшлихтовки тканей из хлопковых волокон и их смесей с химическими волокнами.

Биотехнологии используются на всех технологических фазах отделочного производства, выигрывая конкуренцию с классическими химическими и физико-химическими методами воздействия — энзимная технология позволяет заменить известные химические реагенты на ферментативные, что приводит к проведению процесса в более мягких условиях, уменьшает ущерб, наносимый окружающей среде, а также позволяет снизить себестоимость выпускаемой продукции.

Проведена оптимизация качественного и количественного состава ферментсодержащих композиций для биорасшлихтовки текстильных материалов из хлопковых волокон и их смесей с химическими волокнами, а также исследованы физико-механические, гигиенически и эксплуатационных свойства текстильных материалов после ферментной обработки.

Разработана экологическая инновационная технология биорасшлихтовки текстильных материалов из хлопковых волокон и их смесей с химическими волокнами; получены зависимости физико-механических и эксплуатационных свойств от технологических режимов биообработки и составов полиферментных композиций, позволяющие обеспечить высокие показатели качества готовых изделий.

Разработка рекомендаций для практического использования ферментных препаратов и композиций в технологиях подготовки хлопчатобумажных текстильных материалов.

Документы об итогах и важнейших результатах выполнения задания приняты заказчиком.

Акты внедрения НИР в учебный процесс.

Основные публикации:

  1. Ясинская, Н.Н. Возможности ферментных технологий для расшлихтовки хлопчатобумажных текстильных материалов / Н.Н. Ясинская, Н.В. Скобова, К.А. Ленько // Матеріали VI-ої Міжнародної науково-практичної конференції «Сучасні технології промислового комплексу – 2020», випуск 6. – Херсон: ХНТУ, 2020. – С. 270-275.
  2. Котко, К.А. Ферментативная подготовка хлопчатобумажной пряжи препаратами целлюлолитического действия / К.А. Котко, Н.Н. Ясинская, Н.В. Скобова // Прогрессивные технологии и оборудование: текстиль, одежда, обувь: материалы докладов Международного научно-практического симпозиума / ВГТУ, – Витебск, 2020. – С. 52-55.

В процессе выполнения Гранта Министерства образования 2019-Г/Б-359 (Многослойный трикотажный материал для верха повседневной спортивной обуви):

Цель работы – получение многослойного композиционного материала с трикотажным верхним слоем для верха повседневной спортивной обуви с заданными эксплуатационными свойствами путем использования функциональных нитей ОАО «СветлогорскХимволокно».

Разработана технология получения многослойного трикотажного материала для верха повседневной спортивной обуви с введением в верхний трикотажный слой функциональных нитей. Лицевой слой – вязаный трикотажный материал – кроме функции декора может обеспечить специальные свойства: водо-, грязеотталкивание, воздухопроницаемость и другие; эластичная прокладка и материал основы обеспечивают жесткость, формоустойчивость, теплозащитные свойства и другие. Исследованы физико-механические, гигиенически и эксплуатационные свойства трикотажных материалов из функциональных нитей.

Получены математические зависимости физико-механических свойств трикотажных полотен от технологических параметров их получения; разработаны рецептуры полимерных композиций для многофункциональной отделки материалов в процессе однократной пропитки, с целью придания специальных свойств: формоустойчивость, водо-, масло-, грязеотталкивание, воздухопроницаемость; экспериментально определениы оптимальные параметры формирования многослойного материала термоклеевым способом соединения слоев.

Документы об итогах и важнейших результатах выполнения задания приняты заказчиком.

Акты внедрения НИР в учебный процесс.

Основные публикации:

1. Козодой, Т.С. Прочностные характеристики трикотажного обувного материала / Т.С. Козодой, Н.Н. Ясинская // Молодые ученые – развитию Национальной технологической инициативы (ПОИСК–2020): сб. материалов Национальной молодёжной научно-технической конференции. – Иваново: ИВГПУ, 2020.– С. 306-309.

2. Столярова, Т.С. Исследование деформационных свойств трикотажных полотен из полиэфирных функциональных нитей при проектировании материалов для верха спортивной обуви / Т.С. Столярова, Н.Н. Ясинская // Физика волокнистых материалов: структура, свойства, наукоемкие технологии и материалы: сб. материалов ХXIII Междунар. науч.-практ. форума «SMARTEX-2020», 20–23 октября 2020 года. – Иваново: ИВГПУ, 2020.– С. 394-399.