Влияние плазменной активации на качественные и количественные показатели цветовых характеристик целлюлозосодержащих трикотажных полотен

УДК 677.014

Г. Н. Нуруллина, В. И. Богданова

ВЛИЯНИЕ ПЛАЗМЕННОЙ АКТИВАЦИИ НА КАЧЕСТВЕННЫЕ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЦВЕТОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩИХ

ТРИКОТАЖНЫХ ПОЛОТЕН

Ключевые слова: краситель, трикотажные полотна, модификация, плазма.

В статье показаны результаты влияния плазменной обработки на процессы крашения целлюлозосодержащих трикотажных полотен. Показано, что плазменная активация повышает их качественные и количественные показатели цветовых характеристик.

Keywords: dye, textile fabric, modification, plasma.

The article shows the effects of plasma treatment on the dyeing of cellulosic knitted fabric. It is shown that plasma activation increases their qualitative and quantitative characteristics of the color characteristics.

Введение

Одной из наиболее перспективных и развивающихся в настоящее время областей плазмохимии является модификация поверхности полимерных материалов.

Экологически чистые современные плазмохимические технологии значительно выигрывают по сравнению с химическими методами модификации, в которых используются такие реагенты, как кислоты, гидроксиды, щелочноземельные металлы и их соединения. Следует также отметить, что уже с середины 80-х годов прошлого века в нашей стране и ряде промышленно развитых стран достаточно широко производится необходимое вакуумное оборудование, в том числе вакуумные камеры различных размеров, специально приспособленные для проведения

плазмохимических процессов.

При модификации в плазме возможно протекание ряда физико-химических процессов, природа которых в значительной степени зависит как от состава газовой фазы разряда, так и от структуры и состава полимера. Это, во-первых, травление поверхности, приводящее к уменьшению массы полимера и образованию летучих газообразных продуктов деструкции. Во-вторых, это окисление поверхностного слоя полимеров в плазме воздуха и кислорода, которое наблюдается для очень широкого круга полимеров и приводит к образованию полярных кислородсодержащих групп, существенно изменяющих энергетические свойства поверхности (смачивание, адгезию, склеивание). Следует особо подчеркнуть, что перечисленные выше физико-химические процессы часто наблюдаются при плазмохимической модификации полимерных материалов одновременно и в различных сочетаниях[1].

Известно, что плазменная обработка высокочастотного ёмкостного (ВЧЕ) разряда позволяет направлено модифицировать свойства природных полимеров. Целью исследований является выявить влияние плазменной обработки на показатели эффективности крашения

целлюлозосодержащих трикотажных полотен при использовании различных видов красителей.

Результаты и их обсуждение

На поверхности целлюлозосодержащих суровых трикотажных полотен имеются примеси различной природы, которые удаляют с помощью жидкофазных процессов (отваривание,

отбеливание), и поэтому представляло интерес сравнение показателей цветовых характеристик крашения трикотажных полотен, достигнутых после плазменной обработки и после жидкофазных процессов предварительной отделки[2]. В лаборатории кафедры МТ КНИТУ проводили крашение образцов трикотажных полотен (арт. М200) с предварительной подготовкой и с использованием плазменной активации. К качестве красителей использовали активные красители с винил-сульфоновой активной группой («Ремазоль красный RR», «Ремазоль жёлтый RR», «Ремазоль зелёный RR», «Ремазоль синий RR») и прямой краситель (чёрный 2С) по типовой технологии, представленной в табл. 1.

Плазменную активацию проводили на промышленной высокочастотной емкостной плазменной установке кафедры ПНТВМ КНИТУ.

Показатели эффективности крашения определяли количественно: по конечному содержанию красителя на волокне после мыловки и качественно: по цветовым характеристикам, равномерности окраски, а так же устойчивости окраски к различным воздействиям (табл. 2).

Содержание красителя в волокне осуществляли по методу Соколова, степень истощения красильной ванны определяли на основе спектрофотометрического анализа, степень белизны и цветовые характеристики трикотажных полотен определяли с помощью ручного спектрофотометра X-Rite Color Digital Swatch book, равномерность окраски трикотажных полотен оценивали визуально и на основании измерения спектральных коэффициентов отражения от окрашенного образца.

Таблица 1 - Типовая методика крашения

Наименование Химических материалов Кон-центра-ция Технологический режим Модуль ванны

время, мин темпера тура, С

Крашение

Смачиватель («Ор1ауоп NW», Германия) 14,0г/ л 10 40 1:15

Соль поваренная 60 г/л

Краситель активный 3-6 %

Сода кальцинированная 6,0 г/л

Едкий натр 40% 3,5 мл/л 30 68

Промывка

Уксусная кислота 80% 1,0 г/л

Моющее средство («Sera Lub», Германия) 0,4 г/л 10 36 1:50

Вода 5 40

Мыловка

Мылующее средство («CHT R. BEITLICH», Германия) 2 г/л

Смачиватель («Optavon NW», Германия) 2 г/л 15 96-100 1:50

Промывка

Вода 5 40

Закрепление

Уксусная кислота 80% 2 г/л

Закрепитель («Тексоклен БЗУ», Россия) 3 г/л 20 40 1:50

Итого: 135

Таблица 2 - Результаты крашения

№ образца 1 2 3 4 5 6 7

отваривание + + - - - - -

отбеливание - - + + + - -

ВЧЕ-

плазменная + - + - + + +

обработка

«Ремазоль + + - - - - -

синий ЯЯ»

«Ремазоль

красныйЯЯ» - - + + - - -

«Ремазоль

жёлтый ЯЯ» - - - - + - -

«Ремазоль

зелёныйЯЯ» - - - - - - +

Прямой

краситель

чёрный 2С - - - - - +- -

Начальная

концентрация

красителя в

красильной ванне, % 3 3 3 3 3 3 3

Содержание

красителя в волокне, мг/г 13,6 8,0 15,0 14,3 15,9 1,7 9,8

Светлота, Ь 22,23 30,36 40,70 40,97 67,18 13,35 10,2

Насыщенность 19,58 18,94 64,8 60,09 38,24 0,98 23,41

С

Цветовой тон 254,91 255,11 9,55 7,45 66,29 2,26 18,73

Ь

Равномерность 0,83 0,44 0,95 0,89 0,94 0.56 0,97

окраски

Анализ представленных результатов показывает, что ВЧЕ-плазменная обработка улучшает накрашиваемость трикотажных полотен независимо от класса красителя, количество зафиксированного красителя в волокне при крашении плазмообработанных полотен на 10-20% больше, чем у необработанных образцов.

Сопоставление результатов определения цветовых характеристик показывает, что предварительная ВЧЕ-пламенная обработка позволяет повысить цветовой тон трикотажных полотен и их насыщенность окраски на 5-15%. Основное влияние на цветовое различие образцов оказывает показатель светлоты: у опытных образцов он практически во всех случаях ниже, следовательно, их окраска ярче,

плазмообработанные образцы имеют более чистые, насыщенные спектральные цвета. По равномерности окраски опытные образцы не только не уступают контрольным, но и превосходят их.

Разработанная технология прошла опытно-промышленное испытание на предприятии ООО «Колор», г. Ульяновск.

Литература

1. Панкратова, Е.А. Применение низкотемпературной плазмы для совершенствования технологии отделки льняных материалов: автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.19.02 / Панкратова Елена Владимировна. - М., 2007 - 17с.

2. Абдуллин, И. Ш. Крашение трикотажных полотен, обработанных неравновесной низкотемпературной плазмой / И.Ш. Абдуллин, Г.Н. Нуруллина, А.А. Азанова, Г. Н. Кулевцов, Я. В. Ившин // Вестник Казанского технологического университета. - 2012. -№3. - С. 27-29.

©Г. Н. Нуруллина - доцент каф. МТ КНИТУ, nur.guthel@inbox.ru; В. И. Богданова - доцент каф. МТ КНИТУ, nur.guthel@inbox.ru.

© G. N. Nurullina - chair. MT KNRTU, nur.guthel@inbox.ru; V. I. Bogdanova - chair. MT KNRTU, nur.guthel@inbox.ru.