Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Крашение тканей из синтетических и ацетилцеллюлозных волоконСодержание книги
Поиск на нашем сайте
Синтетические и ацетилцеллюлозные волокна, несмотря на различный химический состав, характеризуются рядом общих свойств, которые и определяют выбор классов красителей и условий крашения. Этими свойствами являются: высокая плотность волокон, сильно развитое межмолекулярное взаимодействие между полимерными цепями, низкая способность взаимодействовать с полярными молекулами воды, малая склонность к набуханию в водных растворах, т.е. гидрофобные свойства, малое содержание групп, способных взаимодействовать с красителями. Конечно, эти свойства у волокон различной природы проявляются в разной степени: ацетатное волокно менее гидрофобно, чем триацетатное, так как содержит определенное количество полярных гидроксильных групп; полиамидное и модифицированное полиакрилонитрильное волокна содержат функциональные группы, обеспечивающие химическое взаимодействие с некоторыми классами красителей; полиэфирное волокно обладает наивысшей плотностью структуры. Эти различия в свойствах волокон определяют специфические условия крашения и дифференцированный подход к выбору классов красителей. Свойства красителей и общие закономерности процесса крашения. Свойства химических волокон обусловливают специфические требования, предъявляемые к красителям: они должны обладать сродством к гидрофобным полимерам, т.е. быть нерастворимыми в воде; должны иметь малые размеры молекул для обеспечения достаточной скорости диффузии в плотную структуру волокна. Этим требованиям отвечают дисперсные красители: они практически нерастворимы в воде, молекулярная масса большинства красителей находится в пределах 200—600, в то время как другие классы красителей характеризуются значениями этой величины на уровне 800—1000 и более. Окраски дисперсными красителями, как правило, достаточно ярки и устойчивы к большинству условий эксплуатации, за исключением устойчивости окраски к дымовым газам, которые содержатся в городском воздухе, и высокой температуре. Последнее обстоятельство ограничивает возможность использования большого числа дисперсных красителей для крашения изделий из химических волокон, которые в процессе крашения и отделки подвергаются высокотемпературным обработкам. Под действием высокой температуры дисперсные красители возгоняются (сублимируют), окраска изделия при этом осветляется, загрязняются рабочие органы оборудования сконденсировавшимися парами дисперсных красителей. Характеристика технологических свойств дисперсных красителей содержит показатель «устойчивость к сублимации», которым следует руководствоваться при выборе красителей для конкретных тканей и условий крашения. Дисперсные красители закрепляются на волокне за счет водородных связей и межмолекулярного взаимодействия. В случае крашения полиамидных волокон, имеющих свободные аминогруппы, возможно применение активных красителей, способных ковалентно фиксироваться волокном. Причем наибольший эффект дают активные красители, не имеющие групп, придающих им растворимость, так называемые дисперсные активные красители Кр—Cl (Кр — хромофорная система; С1 — ре-акционноспособная группировка). Ассортимент отечественных дисперсных активных красителей только начинает складываться. В основном текстильщики пользуются красителями под названием процинайлы фирмы «Ай-Си-Ай» (Великобритания). Присутствие в полиамидном волокне аминогрупп создает предпосылки для использования анионных красителей в кислой среде: прямых, кислотных и особенно металлкомплексных типа 1: 2. Хромовые красители практического значения не имеют, так как полиамидное волокно неустойчиво к окислению и обра-ботка его окислителем — бихроматом калия — при хромировании нежелательна. Особенного подхода к выбору класса красителей требует полиакрилонитрильное (ПАН) волокно. Дисперсные красители образуют на нитроне малоинтересную в колористическом отношении окраску. В настоящее время ПАН-волокно для текстильной промышленности выпускается в виде тройного сополимера, содержащего помимо акрилонитрила метилметакрилат и итаконовую кислоту. В готовом волокне содержится карбоксильная группа ПАН — СООН. Это создает возможность получить менее плотное волокно и придает ему способность окрашиваться катионными красителями, растворимыми в воде Ввиду того что условия крашения катионными красителями проще, качество окраски по яркости и устойчивости очень высокое, дисперсные красители для нитрона потеряли свое значение. Итак, основной ассортимент красителей для химических волокон: ацетилцеллюлозных и полиэфирных — дисперсные; полиамидных— дисперсные, дисперсные активные, прямые, кислотные КМК. 1: 2, полиакрилнонитрильных — катионные. Дисперсные красители практически нерастворимы в воде — всего около 10—40 мг красителя в 1 л красильной ванны находится в растворимом состоянии. Растворение происходит благодаря малому размеру красителей и наличию в их молекуле небольшого числа полярных групп (—ОН, —NH2), способных взаимодействовать с водой. Синтетические и ацетилцеллюлозные Волокна, для крашения которых применяются дисперсные красители, представляют собой труднопроницаемую для химических соединений систему. Поэтому основные усилия при крашении указанных полимеров направлены на повышение диффузионной способности красителей и диффузионной проницаемости Волокна. Красильная ванна при крашении дисперсными красителями является сложной системой, содержащей небольшую долю мономолекулярной фракции (часть растворимого красителя), агрегированную форму красителя (другая часть растворимой фракции), нерастворимую часть (осадок), которая является резервом для пополнения растворимой фракции красителя по мере ее расходования. Все формы красителя находятся в равновесии и могут переходить одна в другую. В плотные химические волокна способны проникать только отдельные молекулы красителя. Ввиду того что концентрация мономолекулярной фракции мала, процесс перехода красителя в волокно протекает медленно. Для увеличения концентрации мономолекулярной формы дисперсных Красителей в воде в красильную дисперсию вводят диспергаторы, например диспергатор НФ. При этом ускоряется переход красителя в волокно. Для облегчения использования дисперсных красителей их выпускают в виде порошков или паст, содержащих тонкодиспергированный краситель (размер частиц 0,5— 2 мкм) и диспергаторы в достаточно большом количестве — до 50—80 % от общей массы. Для ускорения диффузии красителя в волокне помимо воздействия на краситель используют технологические приемы, повышающие проницаемость волокна. Для этой цели применяют температурную активацию процесса, когда крашение проводят при температуре существенно выше 100˚С. При этом разрыхляется структура волокна и облегчается проникновение красителей внутрь полимера. Объясняют это частичным нарушением взаимодействия между полимерными цепями, увеличением подвижности отдельных участков полимерной цепи, что способствует более свободному продвижению красителя внутрь волокна. Для реализации высокотемпературного крашения требуется специальное оборудование. Кроме того, на ускорение диффузии красителя в волокне влияет введение в красильную ванну специальных веществ, называемых интенсификаторами процесса или ускорителями. Это обычно нерастворимые в воде соединения— производные бензола, с меньшими размерами молекул, чем дисперсные красители. Обладая сродством к гидрофобному полимеру, эти вещества поглощаются волокном, разрывают межмолекулярные связи внутри полимера, разрыхляют структуру волокна, облегчают диффузию в волокно дисперсных красителей. По механизму воздействия на волокно интенсификаторы аналогичны действию температуры: они повышают диффузионную проницаемость субстрата. Достоинством крашения с интенсификаторами является возможность проведения процесса при температуре до 100°С, что существенно улучшает технико-экономические показатели. Однако большинство используемых препаратов токсичны или обладают неприятным запахом. Это затрудняет их использование. Кроме того, они трудно удаляются из волокна при промывке и понижают устойчивость окраски готовых изделий к мокрым обработкам, а иногда и свету. Имея в виду высокую экономическую целесообразность крашения в присутствии ускорителей, расширяются исследования по созданию интенсификаторов, свободных от отмеченных недостатков. Переход активных дисперсных красителей на полиамидное волокно подчиняется закономерностям, свойственным обычным дисперсным. После распределения красителей в полимере происходит химическая реакция с аминогруппами аналогично обычным активным красителям Устойчивость окраски выше, чем у обычных дисперсных красителей. Полиамидные волокна можно окрашивать водорастворимыми красителями анионного типа, используя наличие NН2-группы. Управление крашением полиамидных волокон анионными красителями осуществляется аналогично процессу крашения этой группой красителей белковых волокон: кислотными и прямыми красителями окрашивают в присутствии уксусной кислоты, КМК 1:2 — в присутствии кислых солей (NH4)2SO4 или CH3COONH4. В кислой среде аминогруппы полиамидных волокон заряжаются положительно и обеспечивают ионное взаимодействие с рассматриваемыми красителями Существует закономерность: сродство хорошо растворимых кислотных красителей, содержащих ионизирующиеся сульфо-группы в виде натриевых солей, к полиамидным волокнам ниже, чем к шерсти. Прямые красители, обладающие вытянутой конфигурацией молекулы, что обеспечивает ей энергетически выгодное размещение вдоль линейной цепи полиамида и образование достаточно сильного межмолекулярного взаимодействия хромофорной системы с полимером, имеют более высокое сродство к полиамидам, чем к шерсти, примерно на уровне сродства к натуральному шелку. В сравнении с кислотными и даже прямыми красителями КМК 1: 2, являющиеся солями комплексных кислот и обладающие пониженной растворимостью, имеют самое высокое сродство к полиамидам из всех анионных красителей. Устойчивость окраски также возрастает в этом же ряду. Это доказывает, что при фиксации анионных красителей на полиамидном волокне существенную роль играет межмолекулярное взаимодействие. Для обеспечения более быстрого проникновения анионных красителей внутрь волокна применяют те же приемы активации процесса, что и при крашении дисперсными красителями: высокотемпературное крашение и интенсификаторы. ПАН-волокно (нитрон) окрашивают катионными красителями. Управляют скоростью перехода красителей в полимер, варьируя рН красильной ванны и температуру. Причем в отличие от большинства рассмотренных ранее случаев основные усилия технологов направлены на замедление процесса крашения для обеспечения более равномерной окраски. Катионные красители фиксируются на нитроне за счет электростатического взаимодействия, т. е. ионными связями. Так как карбоксильная группа волокна в красильном растворе диссоциирована ПАН —СООН ПАН —СООˉ+Н+, то между разноименными группами волокна и красителя взаимодействие протекает очень быстро: Для замедления процесса и получения более равномерной окраски в красильную ванну вводят кислоту, которая подавляет диссоциацию карбоксильной группы. Под действием кислоты диссоциация карбоксильных групп может быть подавлена полностью, процесс крашения может прекратиться. Для исключения этой возможности часть кислоты заменяется нейтральным электролитом, обычно сульфатом натрия. При диссоциации соли образуется катион натрия (I), который конкурирует с катионом красителя (ІІ) за место у диссоциированных карбоксильных групп, процесс крашения замедляется, окраска получается более ровной После фиксации катионного красителя на нитроне за счет ионных сил между хромофорной системой и полимером развивается межмолекулярное взаимодействие, повышающее устойчивость окраски в целом. Основной переход катионных красителей на волокно происходит в узком интервале температуры (80—100°С), что также осложняет получение равномерной окраски, так как разница температуры отдельных участков красильной системы даже в 1°С изменяет скорость диффузии красителя в несколько раз. Для обеспечения высококачественных результатов предложено два варианта температурного режима крашения нитрона катионными красителями: во-первых, быстрый нагрев красильной ванны до максимальной температуры (100°С) и крашение в этих условиях. График процесса изображен на рис. 43 пунктиром. При таком режиме исключается нежелательное воздействие неравномерного разогрева красильной системы, возникающего при медленном повышении температуры; во-вторых, ступенчатый разогрев красильной ванны, предполагающий прекращение повышения температуры на 15—30 мин при определенном уровне и быстрое повышение температуры между этими областями (сплошная линия на рис. 43).
Крашение тканей из полиэфирных материалов дисперсными красителями. Дисперсные красители — основной класс, применяемый для крашения полиэфирных волокон, на которых они образуют достаточно яркую и устойчивую окраску. Наилучший результат дают красители, специально выпускаемые для этих волокон и отмеченные индексом «полиэфирный», например дисперсный желтый 23 полиэфирный, синий полиэфирный. В небольшом количестве отечественная промышленность применяет импортные дисперсные красители: синтены Р (ПНР), остацеты (ЧССР). Крашение дисперсными красителями полиэфирных волокон или тканей производят периодическим способом в водной среде при температуре кипения в присутствии интенсификаторов или при избыточном давлении и температуре до 140°С в аппаратах под давлением. Ткани можно окрашивать, используя в качестве теплоносителя сухой нагретый воздух при температуре 190— 200 °С — непрерывный термозольный способ. Волокно в виде комплексных нитей в жгуте окрашивают в среде перегретого пара при температуре до 140°С на непрерывнодействующем оборудовании. Красильная ванна для крашения по периодическому способу в водной среде содержит: красителя до 10%, диспергатора 1— 2 г/л и при необходимости интенсификатора 3—5 г/л. Длительность процесса при температуре 100°С около 1—2 ч. При крашении под давлением (аппараты АКД, эжекторные красильные машины) скорость возрастает в 1,5—2 раза. Термозольный способ крашения осуществляют только для тканей или трикотажных полотен (рис. 44). При этом изделия в плюсовке 1 обрабатывают водной суспензией, содержащей, г/л: красителя до 50, диспергатора 2—5; подсушивают с помощью ИК-подогревателя 2 и подвергают их термообработке 3 в течение 60—120 с при температуре на 30—40 °С более низкой, чем температура плавления волокна (190—200 °С). Полиэфирное волокно в этих условиях размягчается, увеличивается его диффузионная проницаемость и краситель легко диффундирует в волокно. После термообработки ткань охлаждают в специальной зоне 4. Завершают крашение обработкой ткани щелочно-восстановительным раствором, при которой с поверхности ткани удаляется краситель, ухудшающий устойчивость окраски. Крашение химических волокон жгутом в аппарате для плюсовочно-запарного способа крашения в среде перегретого пара проводится аналогично, но длительность обработки в среде перегретого пара составляет 30—60 мин за счет более низкой температуры теплоносителя (140°С). Крашение изделий из полиамидных волокон. Для этих целей используют дисперсные и растворимые в воде красители. Дисперсные красители. Ассортимент отечественных дисперсных красителей для полиамидных волокон весьма разнообразен и помимо обычных дисперсных содержит: металлкомплексные красители типа 1: 2, маркируемые буквами МП (металлсодержащие для полиамида), например дисперсный коричневый МП; дисперсные активные красители. Окрашивают полиамидные материалы в виде волокна, трикотажных штучных изделий или полотен и тканей в основном по периодическому способу в водной среде при температуре кипения или при повышенной температуре до 140°С. В красильную ванну вводят помимо красителя диспергаторы, иногда интенсификаторы. Термозольный способ крашения применяют редко, так как большинство устойчивых к сублимации дисперсных красителей на полиамидах дают малоинтересные в колористическом отношении окраски. При крашении дисперсными активными красителями процесс завершают слабощелочной обработкой для обеспечения более полной ковалентной фиксации красителя. Растворимые в воде красители. При крашении полиамидных материалов существенное значение имеют некоторые классы растворимых в воде красителей: прямых, кислотных, КМК 1: 2, обычных активных. Технология крашения этими классами красителей аналогична технологии крашения изделия из белковых волокон.
Ионное и дополнительное межмолекулярное взаимодействие хромофорной системы с полимером обеспечивает высокий уровень устойчивости окрасок. При использовании обычных активных красителей после щелочной обработки возникает ковалентная связь красителя с волокном. Общим недостатком использования водорастворимых красителей при крашении полиамидных материалов является то, что эти красители подчеркивают неоднородность структуры химических волокон, что проявляется в виде неравномерной, полосатой «зебристой» окраски. Поэтому эти классы красителей применяют в основном при крашении штучных трикотажных изделий, где указанный дефект проявляется в меньшей степени. Крашение изделий из ацетилцеллюлозных волокон. Для крашения изделий из ацетилцеллюлозных волокон применяют практически только дисперсные красители, но ввиду существенной разницы в химическом строении и надмолекулярной структуре ацетатные и триацетатные волокна требуют различных условий крашения. Ацетатные волокна, имеющие недостаточно плотную структуру обладают высокой диффузионной проницаемостью уже при температуре 70—80°С. При более высокой температуре возможны необратимые изменения волокна, поэтому крашение проводят при температуре не выше 80 °С. Крашение триацетатного волокна проводят при более высокой температуре. По периодическому способу более эффективным является крашение под давлением при температуре до 140°С. Используют термозольный способ крашения при температуре 190—200°С. При необходимости для крашения триацетатного волокна применяют интенсификаторы. В составе красильных дисперсий при крашении ацетилцеллюлозных волокон не должны содержаться щелочные агенты, так как волокна, являясь сложными эфирами целлюлозы и уксусной кислоты, легко омыляются в щелочной среде (см. с. 14). Крашение ПАН-волокон катионными красителями. Катионные красители для волокна нитрон создают яркую и устойчивую окраску полной гаммы цветов. Отечественная анилинокрасочная промышленность полностью удовлетворяет потребность текстильщиков в этих красителях. Крашению в основном подвергают волокно или трикотажные изделия. Для облегчения приготовления красильного раствора растворение катионных красителей производят в кислой среде, для чего используют часть кислоты, необходимой по рецепту для крашения. Крашение проводят при рН 4,5—5,5 в присутствии нейтрального электролита. В зависимости от скорости взаимодействия катионных красителей с волокном их разделяют на две группы: быстровыбирающиеся, для которых содержание кислоты и электролита в ванне высоко; медленновыбирающиеся, содержание замедляющих процесс добавок заметно меньше. Максимальная температура крашения катионными красителями не превышает 100°С, так как большинство красителей этого класса неустойчиво к высокой температуре. Ввиду того что сродство катионных красителей к ПАН-волокну очень велико, для получения равномерной окраски необходимо хорошо растворить краситель, с учетом скорости перехода красителя на волокно составить красильную ванну, точно выдержать оптимальный температурный режим крашения. Перекрашивание изделия, окрашенного неравномерно, представляет большую трудность и не всегда эффективно, так как число —СООН-групп в волокне ограниченно и предельное количество химически чистого красителя, способного присоединиться к волокну, составляет не более 3 %. Если учесть, что технические красители обычно содержат около 50 % красящего вещества, то при первом крашении даже в темные цвета предел насыщения редко достигается, но активных центров на волокне для повторного перекрашивания остается мало. Особое внимание следует уделять подбору катионных красителей в красильную ванну для крашения смесями красителей в целях обеспечения модной гаммы цветов и оттенков: они обязательно должны входить в одну группу по скорости крашения, в противном случае разнооттеночности окраски избежать не удается.
|
||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-07; просмотров: 786; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.117.168.71 (0.012 с.) |