Химическая интенсификация процесса крашения активными красителями

7. Сільськогосподарська екологія (під редакцією В. К. М’якушенко), К., Урожай, 1992р., 264с.

8. Рощин Н.И. Псевдоожижение в производстве лекарств. - М.:Медицина, 1981. - 288 с.

9. Є.Устянич Теоретичні основи капсулювання дисперсних матеріалів. Навчальний посібник // Львів. Академія друкарства, 2008. - 400 с.

10. Демчук И.А. Разработка технологии и моделирования процессов капсулирования твердых лекарственных форм в псевдоо-жиженном слое: дис. к. т. н. : 05.17.08 - Львов, 1991 - 203с.

11. Солодовник В.Д. Микрокапсулирование. - М.: Химия, 1980. - 216 с.

12. Ващук В.В., Нагурський О.А. Утилізація відходів споживання виробів з полістиролу у виробництві капсульованих мінеральних добрив. Збірник матеріалів міжнародної наук-пр конф «1-й всеукр з’їзд екологів. Вінниця «УНІВЕРСУМ», 04-07.10.06, с.135-138.

13. Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. В двух книгах. - М.: Химия, 1981. - 812 с.

14. Кононов А.В., Стерлин В.Н., Евдокимова Л.И. Основы технологии комплексных удобрений - М.: Химия, 1988. - 320 с.

-------------------- -------------------------

У статті розглянуто хімічну

інтенсифікацію процесу фарбування текстильних матеріалів активними барвниками. Досліджено вплив інтенсифікаторів на ковалентну фіксацію та інтенсивність забарвлення Ключові слова: інтенсифікація, фарбування, активні барвники

---------------------------------------

В статье рассматривается химическая интенсификация процесса крашения хлопчатобумажных текстильных материалов активными красителями. Исследовано влияние интенсификаторов на ковалентную фиксацию и интенсивность окраски

Ключевые слова: интенсификация, крашение, активные красители

---------------------------------------

In article the chemical intensification of process of a dyeing of cotton textile materials is considered by reactive dyes. Influence of process of intensification on the covalent fixing and intensity of coloring is investigated

Keywords: intensification, dyeing, reactive dyes -------------------- -------------------------

УДК. 677

ХИМИЧЕСКАЯ ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА КРАШЕНИЯ АКТИВНЫМИ КРАСИТЕЛЯМИ

Л. А. Нестерова

Кандидат технических наук, доцент, докторант Кафедра химической технологии и дизайна волокнистых материалов Херсонский национальный технический университет Бериславское шоссе, 24, г. Херсон. Украина, 73000 Контактный тел.: 050-675-98-66, (0552) 32-69-15 Е-mail: kate-maiden@mail.ru

1. Введение

В разработке технологий крашения текстильных материалов, направленных на снижение затрат на электроэнергию, введение в красильный раствор интенсифицирующих агентов является наиболее перспективным, поскольку минимальные концентрации дополнительных компонентов в красильном составе позволяют обеспечить высокую ковалентную фиксацию красителя на волокне.

Известно, что интенсифицировать процесс фиксации красителей возможно введением в водный красильный раствор органических растворителей. По мнению авторов Питерса и Стивенса, при действии гидрофобных растворителей в процессе крашения целлюлозных волокон водорастворимыми красителями, в водной фазе образуется «микрованна», в которой создается повышенная концентрация красителя. Таким образом, скорость перехода красителя из раствора в полимер сильно возрастает. Наиболее максимально

проявляется эффект при периодическом крашении активными красителями [1-3].

Наличие гидрофобного растворителя способствует снижению степени гидролиза активного красителя и ускоряет переход его из раствора в волокно. Низкое сродство красителя к волокну на начальной стадии крашения обеспечивает ровноту окрасок. При последующей фиксации красящего вещества целлюлозой повышается выход ковалентно связанного красителя. В исследованиях для интенсификации использовали н-бутиловый, н-амиловый, н-гексиловый и циклогек-силовый спирты, а также уайт-спирит и трихлорэти-лен. При введении указанных соединений в красильный состав изменений природы частиц красителя не происходит.

Исследователями под руководством Блинова установлено, что при крашении некоторыми красителями, можно предварительно обработать волокнистые материалы 3-4 %-ной эмульсией растворителей, благодаря чему их расход снижается в 40-50 раз. Стереомикро-

3

скопические исследования показывают, что капельки эмульсий впитываются волокном, вытесняя пузырьки воздуха. При крашении краситель из водного раствора переходит в растворитель, находящийся на волокне. Кроме того, наличие поверхностно-активного вещества на поверхности капельки эмульсии облегчают этот процесс, так как граничное натяжение системы растворитель-водная фаза снижается, если система неподвижна и при перемешивании приближается к нулю. В результате скорость процесса крашения резко возрастает [1-2].

Известно, что большое влияние на скорость процесса крашения оказывают растворители, меняющие состояние красителя в растворе и в значительной степени повышающие скорость диффузии частиц красящего вещества в волокне. В процессе крашения с применением органических растворителей, количество красителя, перешедшего из раствора в волокно в начальные промежутки времени, будет больше, чем при крашении в аналогичных условиях, но без применения органических растворителей.

Присутствие органических растворителей в красильной ванне оказывает влияние не только на состояние красителя в растворе, но и на сам сорбент. При введении органических растворителей в красильный раствор происходит присоединение последних к активным центрам целлюлозы с образованием комплекса целлюлоза-органический растворитель при соответствующем ослаблении водородных связей между гидроксильными группами соседних целлюлозных молекул, что в свою очередь приводит к некоторому сдвигу макромолекул и к увеличению размера внутренних межмолекулярных пор [1-3].

Таким образом, исследование химической интенсификации процесса крашения активными красителями текстильных материалов является актуальным на современном этапе.

2. Методика исследований

Для исследования использовали хлопчатобумажную ткань арт. 3В1-157-ГКД. Крашение осуществляли активным красителем Sumifix Supra Brilliant Red 3BF периодическим способом, при температуре 60°С. Красильный раствор в качестве электролита содержал натрий хлорид и в качестве щелочного агента - натрий карбонат. Длительность процесса составляла 90 минут. После крашения ткань подвергали промывке и сушке. Для интенсификации процесса использовали интенсификаторы органической природы.

Эффективность крашения оценивали по количеству ковалентно фиксированного красителя на волокне (КФК), интенсивности окраски, устойчивости к стирке, ксухому и мокрому трению. Концентрация интенсификаторов составляла 5,0 г/л.

3. Экспериментальные исследования

Предварительными исследованиями по показателю выбираемости красителя из красильного раствора осуществлен первичный подбор интенсификаторов

для процесса крашения хлопчатобумажных тканей. Известно, что количество ковалентно-фиксированного красителя на волокне является критерием, определяющим качество окрашенных текстильных материалов. В связи с этим в работе исследовали влияние интенсифицирующих агентов на степень фиксации красителя при одновременном сокращении процесса крашения.

На рис.1 представлены результаты исследований влияния интенсифицирующих агентов на фиксацию красителя на волокне. Установлено, что введение в состав красильного раствора интенсификаторов S.2.1, S.2.2 обеспечивает степень ковалентной фиксации -93,0% и 93,2% соответственно. Т.1 в количестве 5 г/л повышает ковалентную фиксацию до 91,9%.

94 92 90 88

I 86

84 82 80

Рис. 1. Влияние интенсификаторов на количество ковалентно-фиксированного активного красителя Sumifix Supra Brilliant Red 3BF: 1- без интенсификатора; интенси-фикаторы: 2 -T.1; 3 - PR.1; 4-PR.2; 5- S.2.1; 6 - S.2.2.

С целью снижения затрат на энергоресурсы в работе исследовали сокращение продолжительности процесса. Время варьировали от 60 до 90 минут с интервалом 10 минут. Установлено, что высокая степень фиксации достигается при крашении продолжительностью 60 минут (рис.2).

При введении Т.1 в состав красильного раствора достигается фиксация красителя 95,12%. Максимальное количество ковалентно-фиксированного красителя наблюдается в случае использования в качестве ин-тенсификатора S.2.1.

9б

8б

80

Рис. 2. Влияние интенсификаторов на количество ковалентно-фиксированного активного красителя Sumifix Supra Brilliant Red 3BF: 1- без интенсификатора; интенси-фикаторы: 2 -T.1; 3 - PR.1; 4-PR.2; 5- S.2.1; 6 - S.2.2.

Е

1 2 3 4 5 6

Интенсификатор

Интенсификатор

Интенсивность окрашенных тканей рассчитывали по функции Гуревича-Кубелки-Мунка. Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что (рис.3) использование в качестве интенсифицирующих агентов органических соединений Т.1 и S.2.2 позволяет повысить интенсивность окраски по сравнению с окрашенными образцами без интенсификатора. При этом продолжительность крашения составляет 60 минут.

15

И10 -

2

5

0 Г r I1 r f r i1 г I1 г I1 ^

1 2 3 4 5 6

И нтенсификатор

ной ткани, окрашенной активным красителем Sumifix Supra Brilliant Red 3BF с использованием интенсифи-каторов T.1, PR.1, PR.2, S.2.1, S.2.2, характеризуются высокой устойчивостью к стирке, к сухому и мокрому трению.

Таблица 1

Влияние интенсифицирующих агентов на показатели качества окрасок активным красителем Sumifix Supra Brilliant Red 3BF

Интенсификатор Устойчивость окраски, баллы

к трению-сухому к трению мокрому к стирке

Без интенсификатора 4/4 4/5 4/4/4

T.f 5/5 5/5 5/5/5

PR.1 4/5 4/5 4/5/5

PR.2 4/5 4/5 4/5/5

S.2.1 5/5 5/5 5/5/5

S.2.2 5/5 5/5 5/5/5

Рис.3. Влияние интенсификаторов на интенсивность окраски при крашении активным красителем Sumifix Supra Brilliant Red 3BF: 1- без интенсификатора; интенсификато-ры: 2 -T.1; 3 - PR.1; 4-PR.2; 5- S.2.1; 6 - S.2.2.

Качество окрашенных текстильных материалов оценивали согласно ГОСТу, по показателям устойчивости окрасок к стирке, к мокрому и сухому трению (таблица 1).

Результаты, представленные в таблице 1, показывают, что устойчивость окрасок хлопчатобумаж-

4.Выводы

Исследовано влияние химической интенсификации на степень ковалентной фиксации активного Sumifix Supra Brilliant Red 3BF. Установлено, что максимальное повышение количества ковалентно-фиксированного красителя, интенсивности окраски и сокращение процесса крашения достигается путем введения интенсифицирующего агента T.1.

Литература

1. Мельников, Б.Н. Теория и практика интенсификации процессов крашения [Текст] / Б.Н. Мельников, П.В. Морыганов //

- М.: Легкая индустрия, 1969. - 272 с.

2. Сафонов, В.В. Современные направления в химический технологии текстильных материалов [Текст] / В.В Сафонов // Журн. Текстильная промышленность.- 2003.- №6. - С.29-32.

3. Кричевский, Г. Е. Химическая технология текстильных материалов: учеб. пос. для вузов в 3-х т. Т. 2. Колорирование текстильных материалов [Текст] / Г. Е. Кричевский. - М. : Росс. заоч. институт текстильной и легкой промышленности, 2001.

- 540 с.

3