Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка интенсифицированного низкотемпературного процесса крашения шерстяных материалов Кононова Ирина Александровна

Разработка интенсифицированного низкотемпературного процесса крашения шерстяных материалов
<
Разработка интенсифицированного низкотемпературного процесса крашения шерстяных материалов Разработка интенсифицированного низкотемпературного процесса крашения шерстяных материалов Разработка интенсифицированного низкотемпературного процесса крашения шерстяных материалов Разработка интенсифицированного низкотемпературного процесса крашения шерстяных материалов Разработка интенсифицированного низкотемпературного процесса крашения шерстяных материалов Разработка интенсифицированного низкотемпературного процесса крашения шерстяных материалов Разработка интенсифицированного низкотемпературного процесса крашения шерстяных материалов Разработка интенсифицированного низкотемпературного процесса крашения шерстяных материалов Разработка интенсифицированного низкотемпературного процесса крашения шерстяных материалов Разработка интенсифицированного низкотемпературного процесса крашения шерстяных материалов Разработка интенсифицированного низкотемпературного процесса крашения шерстяных материалов Разработка интенсифицированного низкотемпературного процесса крашения шерстяных материалов
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Кононова Ирина Александровна. Разработка интенсифицированного низкотемпературного процесса крашения шерстяных материалов : Дис. ... канд. техн. наук : 05.19.02 : Санкт-Петербург, 2003 177 c. РГБ ОД, 61:04-5/1579

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1 Литературный обзор 9

1.1 Строение и свойства шерсти 9

1.2 Крашение шерстяных текстильных материалов 16

1.2.1 Крашение кислотными красителями 17

1.2.2 Крашение хромовыми красителями 21

1.2.3 Крашение металлсодержащими красителями 23

1.2.3.1 Крашение металлсодержащими красителями комплекса 1:1 24

1.2.3.2 Крашение металлсодержащими красителями комплекса 1:2 26

1.2.4 Крашение активными красителями 27

1.3 Крашение при температурах ниже 100С 36

1.3.1 Физические способы активирования процесса крашения 38

1.3.1.1 Вакуумирование 39

1.3.1.2 Электромагнитная обработка воды 40

1.3.1.3 Плазменная обработка 42

1.3.2 Химические методы активации процессов крашения при температуре ниже 100С 44

1.3.2.1 Применение ферментов при обработке шерстяных текстильных материалов 52

1.4 Заключение по литературному обзору и постановка задачи исследования 63

Глава 2 Методическая часть 65

2.1 Характеристика объектов исследования 65

2.1.1 Текстильные материалы 65

2.1.2 Химические материалы и реактивы 66

2.1.3 Красители 70

2.2 Методы исследований 72

2.3 Методы испытаний текстильных материалов 79

Глава 3 Влияние органических азотсодержащих интенсификаторов на процесс крашения при пониженной температуре 81

3.1 Исследование низкотемпературного крашения с использованием в качестве интенсификаторов -органических азотсодержащих препаратов 82

3.2 Исследование изменения количества свободных аминогрупп у шерстяного субстрата, обработанного аминокислотами или ферментами 111

3.3 Исследование поперечных срезов и поверхности шерстяного текстильного материала 113

3.4 Изучение диффузионных и сорбционных свойств шерстяных текстильных материалов методом многослойных мембран 116

3.5 Исследование спектров поглощения красильных растворов в присутствии аминокислот или ферментов 122

3.6 Исследование спектров поглощения окрашенных шерстяных текстильных материалов 126

3.7 Гидролиз активных красителей в кислой среде при низкотемпературном крашении шерстяных

текстильных материалов 128

3.8. Оценка влияния интенсифицирующих веществ

на сохранность шерстяных текстильных материалов 131

3.9 Оценка потребительских свойств окрашенных текстильных материалов 140

3.10 Производственная апробация 144

Глава 4 Технологическая проводка разработанного низкотемпе ратурного крашения шерстяных текстильных материалов 147

Глава 5 Технико-экономическое обоснование 157

5.1 Расчет затрат на химические материалы 157

5.2 Расчет затрат на заработную плату 158

5.3 Отчисления в органы в соцстраха 158

5.4 Расчет стоимости воды на один цикл крашения 159

5.5 Расход пара на один цикл крашения 159

5.6 Расход электроэнергии в одном цикле крашения 159

5.7 Расчет на содержание и эксплуатацию оборудования 159

5.8 Расходы на содержание и ремонт оборудования за один цикл крашения 160

Общие выводы 162

Список использованных источников

Введение к работе

Использование текстильных материалов берет свое начало с глубокой древности. Человек всегда стремился украсить свою одежду и быт. Открыв для себя значение одежды, как средство защиты от неблагоприятных воздействий природы, человек начал размышлять об ее эстетической функции. История развития текстиля, накопленная веками, является бесценным достоянием культуры народа. Каждая страна имела индивидуальный путь развития, определенный национальным своеобразием. На формирование состава, особенностей отделки и орнаментации текстильных материалов большое влияние оказывали географическая среда и климатические условия, хозяйственный уклад и уровень развития производственных сил. Немаловажную роль играли местные культурные традиции.

Постоянное стремление человека к новизне, к изменению существующих форм, заставляет создателей текстиля искать новые идейные решения. Создаваемые текстильные материалы должны отражать современность, быть конкурентоспособными.

Учитывая климатические условия в России, изделия из шерстяных текстильных материалов имеют устойчивый и постоянный спрос. Шерстяная промышленность - одно из старейших производств, возникшее еще при Петре I. Она выпускает разнообразные изделия: камвольные и суконные ткани, ковры, платки, пряжу для трикотажа.

В связи с сокращением общего объема производства шерсти и роста цен на нее на мировом рынке повышается актуальность разработки новых экологически безопасных технологий переработки и колорирования шерстяных текстильных материалов, обеспечивающих минимальное их повреждение, повышение качества выпускаемой продукции, обновление ассортимента и экономии ресурсов.

Технология крашения развивается по двум основным направлениям: совершенствование существующих технологических процессов и создание принципиально новых схем крашения, которые обеспечат минимальное повреждение волокна, улучшение физико-механических свойств, а также экономичное использо- вание красителей, текстильно-вспомогательных веществ, пара, воды, электроэнергии.

Совершенствование технологических режимов предусматривает ускорение процессов крашения в результате:

Использования высокоэффективных текстильно - вспомогательных веществ, повышающих сорбцию красителей волокном;

Предварительной активации текстильного материала путем обработки в растворах препаратов и соединений, вызывающих модификацию волокнистого субстрата;

Широкого использования методов физической активации процесса крашения посредством вакуумирования красильной системы, предварительного намагничивания красильных растворов, плазменного травления поверхности волокнистого материала и другие;

Использование оптимальных температурно-временных программ, рациональной организации производства, внедрение локальной и полной систем автоматизации цехов крашения (АСУПТ).

Для улучшения качества выпускаемой продукции и повышения производительности труда в красильно-отделочном производстве необходимо внедрение более совершенных технологических процессов и использование новых высокоэффективных биологически разлагаемых препаратов.

Вследствие очень высокой чувствительности шерстяного волокна к действию высоких температур и к концентрированным растворам химических реагентов наибольший практический интерес представляют низкотемпературные способы крашения, обеспечивающие минимальное повреждение волокон. Это в значительной степени облегчает дальнейшую переработку шерсти в прядении и ткачестве, положительно влияет на качество готовых тканей. Кроме того, крашение шерсти при пониженных температурах (75-80С) экономически целесообразно, так как снижаются энергозатраты, расход воды и пара.

Цель работы заключается в проведении всесторонних исследований технологии интенсифицированного низкотемпературного процесса крашения шерстя- ных текстильных материалов кислотными и активными красителями с использованием органических азотсодержащих препаратов, в качестве которых был выбран ряд аминокислот и ферментов. Научная новизна: теоретически обоснована и подтверждена возможность качественного низкотемпературного крашения шерстяных материалов в присутствии ряда аминокислот и ферментов; установлен механизм интенсифицирующего действия органических азотсодержащих добавок на процесс крашения шерсти кислотными и активными красителями; получены данные об основных характеристиках процесса крашения шерсти (сорбционные, кинетические, диффузионные и др.) при пониженной температуре с использованием рекомендуемых интенсификаторов; дана оценка влияния органических азотсодержащих соединений на степень гидролиза активных красителей в кислой среде при различных температурах; установлено снижение деструкции кератина шерсти при низкотемпературном крашении в ваннах, содержащих исследуемые интенсификаторы; установлено, что воздействие аминокислот и ферментов на волокна шерсти способствует их более глубокому прокрашиванию с получением интенсивных и прочных окрасок; подана заявка № 20143 на изобретение «Способ крашения текстильных материалов преимущественно из шерстяного волокна активными красителями».

Практическая значимость работы: - разработанный процесс крашения шерстяного текстильного материала ки слотными и активными красителями при температуре 75-80С с использованием в качестве интенсификаторов органических азотсодержащих препаратов позволяет за счет снижения температуры, сокращения продолжительности крашения, уменьшения повреждения окрашенного волокна получить экономию сырья, хи- мических препаратов, энергетических ресурсов, повысить качество выпускаемой продукции и снизить нагрузку на природную окружающую среду; проведены производственные испытания процесса низкотемпературного крашения шерстяных текстильных материалов кислотными красителями с использованием органических азотсодержащих интенсификаторов на предприятии ОАО «Невская мануфактура», г. Санкт-Петербург. Полученные текстильные материалы соответствуют требованиям ГОСТ и отличаются более высокими прочностными и колористическими показателями, что открывает перспективу реализации разработанного процесса в производстве камвольных тканей; результаты диссертационной работы рекомендованы к использованию в учебном процессе при обучении студентов специальностей 280700 «Химическая технология и оборудование отделочного производства» и 052407 «Дизайн текстиля».

Структура и объем работы.

Диссертация включает следующие разделы: введение, обзор литературы, методическую часть, экспериментальную часть, выводы, список использованной литературы и приложение.

Общий объем - 174 страницы, 54 рисунка, 23 таблицы, 8 фотографий.

Крашение кислотными красителями

Кислотные красители так же, как и основные и прямые, были одними из первых синтетических красителей сформировавшихся в самостоятельный класс. В мировом ассортименте они занимают первое место по числу марок. Это водорастворимые анионные красители, имеющие общую формулу Kp(S03Na)n, где Кр - хромофорная часть красителя.

В качестве хромофора используются моноазо-, дисазо-, антрахиноновые и трифенилметановые структуры. Они отличаются яркостью и сочностью окрасок, присущих хромофорам достаточно простого строения, а в целом красители этого класса характеризуются широким цветовым охватом.

Азокрасители - самая многочисленная группа (60%), охватывающая практически всю цветовую гамму — большинство желтых, практически все оранжевые, черные, большая часть красных. Дают яркие окраски, но их устойчивость к сухому и мокрому трению невысокая.

Основными представителями антрахиноновых красителей являются яркие красители синего цвета с хорошей и очень хорошей светопрочностью, а также красители фиолетового и красного с синеватым оттенком и зеленого цветов. Представители этой группы обладают высокой устойчивостью окрасок к физико-химическим воздействиям и яркостью.

Среди трифенилметановых красителей, содержащих сульфогруппы, имеются кислотные красители синих, зеленых и фиолетовых цветов. У них наблюдается очень низкая устойчивость окрасок к мокрым обработкам.

Название «кислотные» красители получили потому, что их фиксация на текстильных материалах происходит преимущественно в кислой среде.

По способу применения все кислотные красители разделяют на 4 группы в зависимости от реагента, обеспечивающего необходимую кислотность красильного раствора (таблица 1.5). В зависимости от сродства к шерстяному волокну кислотные красители делятся на три группы: хорошовыравнивающие (подгруппа а), средневыравнивающие (подгруппа б и в) и плоховыравнивающие (подгруппа г). Более половины ассортимента (52%) кислотных красителей - хорошовыравнивающие [5].

Сорбция кислотных красителей осуществляется посредством ионных и водородных связей, гидрофобного взаимодействия, неполярных сил адсорбции Ван-дер-Ваальса. Ионные связи возникают вследствие притяжения отрицательно заряженных окрашенных ионов красителя протонированными в кислой среде аминогруппами кератина шерсти [6]: H++N+H3— Кер — СООН"+ Кр — S03"- Кр — БОзТ Нз—Кер — СООН

В результате диссоциации в водной среде ионная связь не обеспечивает достаточную устойчивость окрасок на шерстяном текстильном материале к мокрым обработкам. Немалый вклад в повышение прочностных показателей окрасок вносят водородные связи и неполярные силы Ван-дер-Ваальса.

Для достижения высоких показателей качества окрашенных текстильных материалов при составлении рецептур крашения необходимо учитывать способность кислотных красителей к избыточному поглощению шерстью.

Количество сорбированного шерстью кислотного красителя в сильнокислых ваннах значительно превышает кислотную емкость волокна (0,08-0,09 г экв./100 г. сухой шерсти) и может достигать 0,21 г экв./100 г. шерсти. На практике в красильную ванну вводят всего 1/10 или 1/12 того количества красителя, которого необходимо для взаимодействия со всеми аминогруппами кератина шерсти. Сорбция сверх максимального насыщения наиболее характерна для антрахиноно-вых красителей с длинными алкильными цепочками.

Для обеспечения равномерного выбирания красителя волокном кислоту вводят в красильную ванну в два приема: в начальный момент крашения при температуре 40 - 50 С и после достижения температуры кипения красильного раствора. Подъем температуры осуществляется в течении 40 - 60 минут для равномерного распределения красителя по всему объему шерстяного волокна.

В качестве выравнивающего агента широко используют глауберову соль. Однако для плоховыравнивающих красителей она не пригодна, поэтому применяют соли аммония. Эти соли в процессе крашения расщепляются с постепенным выделением соответствующей кислоты [7]: CH3COONH4 - СНзСООН + NH3t Используемые текстильно-вспомогательные вещества разделяют на три группы: анионоактивные, катионоактивные и неионогенные.

Действия анионоактивных выравнивателей основано на блокировании активных центров волокна и замедления процесса выбирания анионов красителя. К таким препаратам относятся препараты, содержащие сульфогруппы. Немецкие исследователи в качестве выравнивающих средств предлагают соли поверхностно-активных веществ с сульфогруппами (30 - 90 мае. ч.) и оксиэтилированного полиамида (70 - 10 мае. ч.). Для выравнивания окраски японские ученые рекомендуют использовать соединения общей формулы:

Химические материалы и реактивы

Вследствие очень высокой чувствительности шерстяного волокна к действию высоких температур и концентрированных растворов химических реагентов наибольший практический интерес представляют низкотемпературные способы крашения, обеспечивающие минимальное повреждение волокна, уменьшение потерь текстильного материала в прядении и ткачестве, а также снижение энергетических затрат.

Обзор существующих способов низкотемпературного крашения шерсти не лишен недостатков. Например, предварительные обработки волокнистого материала требуют значительной продолжительности процесса, использование различного рода интенсификаторов приводит или к снижению прочностных показателей, или ухудшают экологическую обстановку, или токсичны и требуют специального оборудования. Поэтому предлагаемые интенсифицирующие вещества не находят практического применения в промышленности.

Способы физической активации процесса крашения требуют сложного аппаратурного оформления, а это в свою очередь влечет за собой усложнение технологической цепочки и увеличение стоимости готовой продукции.

В данной работе поставлена задача исследовать возможность низкотемпературного крашения шерстяного текстильного материала с применением в процессе крашения в качестве интенсификаторов ряда аминокислот и ферментов.

Используемые вещества биологически разлагаются, не вызывая проблем очистки сточных вод, не требуют специального оборудования, дополнительных капитальных затрат, существенного изменения технологии.

На основании проведенного анализа процессов крашения шерстяных текстильных материалов при температуре 75 - 80С с различными интенсификатора-ми выявлена перспективность низкотемпературного крашения шерстяного субстрата кислотными и активными красителями с использованием органических азотсодержащих интенсификаторов.

В соответствии с этим необходимо провести экспериментальные исследования в следующих направлениях: - оценка влияния аминокислот и ферментов на состояние красителей в водных растворах; - изучение механизма интенсифицирующего действия аминокислот и ферментов в процессе крашения; - исследование процесса крашения шерстяных материалов в присутствии рекомендуемых интенсификаторов с определением сорбционных, диффузионных и кинетических характеристик при различных температурах; - оценка степени деструкции шерстяных волокон при крашении в различных температурных условиях; - определение колористических и прочностных показателей окрасок; - оптимизация технологии низкотемпературного крашения; - расчет технико-экономического эффекта от использования предлагаемых технологий.

В работе было использовано чистошерстяное волокно в виде ровницы, камвольные и тонкосуконные ткани производства ОАО «Невская мануфактура» с содержанием шерсти от 80 % и более (таблица 2.1 и 2.2). Глауберова соль (Na2S04 10Н2О) ГОСТ 4171-76 Уксусная кислота (СН3СООН) ГОСТ 61 -75 Сульфат аммония ((NH4)2S04) ГОСТ 3769-78 Раствор аммиака (NH4OH) ГОСТ 24147-80

Превоцелл WOF-100 - неионогенное поверхностно-активное вещество. Воскообразная масса белого цвета с содержанием активного вещества около 100 %. Представляет собой смесь оксиэтилированных алкилфенолов общей формулы:

R - С6Н40 (СН2СН20)пСН2СН2ОН, TOeR=C8H,7-C10H2,: п=6-8. Аминокислоты - органические бифункциональные соединения. Это твердые кристаллические вещества с высокой температурой плавления, при плавлении разлагаются. Хорошо растворимы в воде, водные растворы электропроводны. Эти свойства объясняются тем, что молекулы аминокислот существуют в виде внутренних солей, которые образуются за счет переноса протона от карбоксила к аминогруппе.

Исследование изменения количества свободных аминогрупп у шерстяного субстрата, обработанного аминокислотами или ферментами

Полученные результаты свидетельствуют об увеличении свободных аминогрупп у шерстяного субстрата, предварительно обработанного органическим азотсодержащим препаратом. Так, количество свободных аминогрупп у шерстяного волокна, обработанного исследуемыми интенсификаторами в 2 - 3 раза больше по сравнению с субстратом, не прошедшим предварительную обработку органическими азотсодержащими интенсификаторами.

Таким образом, основную роль в процессе крашения шерстяного волокна кислотными и активными красителями играют первичные аминогруппы. Но помимо первичных аминогрупп в реакциях с молекулами кислотных и активных красителей могут принимать участие и другие функциональные группы. Это связано с химической природой красителя и аминокислотным составом белкового волокна. Например, при крашении белкового волокна дихлортриазиновым красителем, взаимодействие красителя с волокном может проходить с аминогруппами аминокислот, иминогруппой гистидина, фенольным гидроксилом тирозина и гид-роксильной группой в алифатической цепи. А винилсульфоновые красители реагируют с остатками, несущими амино- или тиольные группы и не взаимодействуют с фенольными или алифатическими гидроксильными группами.

На процесс крашения большое влияние оказывает морфологическое строение волокна. Шерстяное волокно имеет сложное морфологическое строение. Основное сопротивление диффузии красителя в волокно оказывает чешуйчатый слой. Неравномерность структуры чешуйчатого слоя является одной из причин неровноты крашения шерстяного волокна и изделий из него. Ряд исследований показали, что сопротивление проникновению красителя в волокно оказывает главным образом эпикутикула [59].

В результате проведенных исследований установлено, что ограниченное проникновение красителя в волокно приводит к кольцевому прокрашиванию волокна, и неравномерному проникновению красителя в массу волокна. Из приведенных фотографий поперечных срезов видно, что волокна, окрашенные с использованием аминокислоты или фермента при температуре красильной ванны 75-80С, имеют более глубокое и равномерное прокрашивание, чем волокна, окрашенные без интенсифицирующих веществ при 100 С. Это является подтверждением повышения диффузии красителя вглубь полимера при низкотемпературном крашении шерсти кислотными и активными красителями с предварительной обработкой ее интенсифицирующими веществами, что может быть вызвано частичным сглаживанием чешуйчатого слоя.

Микрофотографии поверхности окрашенного шерстяного волокна, также могут свидетельствовать о частичном разрушении чешуйчатого слоя (фото 3.5 -3.8).

Из приведенных фотографий видно, что поверхность волокна, окрашенного при 80С с использованием интенсифицирующих веществ, имеет более сглаженную поверхность, чем волокно, окрашенное при 100 С без интенсификатора крашения. Поэтому можно предположить возможность некоторого изменения гистологической формы строения шерстяного волокна при использовании в процессе крашения аминокислот или ферментов.

Кроме того, были проведены исследования микросрезов и поверхности шерстяных волокон, окрашенных красителями кислотным зеленым антрахиноновым Н2С и активным ярко-желтым 53Х. Полученные результаты носят аналогичный характер, что подтверждает вышеизложенное предположение об изменение поверхности шерсти.

На это предположение указывает, и повышение диффузии красителя вглубь полимера при низкотемпературном крашении шерсти кислотными и активными красителями с предварительной обработкой ее аминокислотой или ферментативным препаратом.

Интенсифицирующее действие ряда аминокислот и ферментов на процесс крашения подтверждается методом многослойных мембран [55]. Крашение текстильных материалов представляет собой самопроизвольный переход молекул или ионов красящего вещества из раствора в волокно. Этот процесс можно условно подразделить на несколько физико-химических стадий: диффузию и конвективный перенос красителя в растворе к поверхности волокна, адсорбцию молекул красителя этой поверхностью и диффузию их внутрь волокнистого материала. Соотношение диффузионных и сорбционных свойств системы волокно-краситель определяют скорость и эффективность формирования окраски. С помощью метода многослойных цилиндрических мембран была изучена адсорбция и диффузия красителей при различных условиях крашения. В качестве простейшей модели белкового волокна была использована полиамидная пленка толщиной 68 мкм.

Данный метод позволяет проследить характер распределения красителей по слоям мембраны, а также определить кажущие коэффициенты диффузии красителей при различных условиях крашения. Крашение мембран проводилось при следующих концентрациях красителя: - кислотного зеленого и кислотного зеленого антрахинонового Н2С - 1 % от массы волокнистого материала; - активного ярко-желтого 53Х и активного алого 4ЖТ -2 % от массы волокнистого материала. Кривые распределения красителей по слоям мембран представлены на рисунках 3.25-3.28.

Расчет стоимости воды на один цикл крашения

Полученные результаты свидетельствуют о том, что природа красителя в присутствии модифицирующих добавок остается неизменной, поскольку отсутствуют батохромные и гипсохромные сдвиги. Таким образом, присутствие рекомендованных интенсификаторов в красильных ваннах негативно не отражается на оттенках цвета полученных окрасок, что очень важно при крашении материалов под заданный цветовой эталон. Установленный факт увеличения оптической плотности у шерстяного субстрата, окрашенного при 80 С с использованием органических азотсодержащих препаратов, свидетельствует о повышении интенсивности получаемых окрасок.

При крашении активными красителями одновременно идут два процесса: взаимодействие активных красителей с волокнистым материалом с образованием ковалентных связей и взаимодействие с водой, т.е. процесс гидролиза. Гидролиз является нежелательным явлением, поскольку увеличивается непроизводительный расход красителя. Изучение кислотного гидролиза очень важно при крашении активными красителями белковых волокон, так как крашение их ведут в кислой среде. На протеиновых волокнах гидролизованные формы способны закрепляться с образованием солеобразных, водородных связей и сил Ван- дер-Ваальса. Поэтому требуется тщательное удаление гидролизованного красителя во время промывки.

Процесс гидролиза активных красителей является весьма сложным. На его ход, механизм, скорость оказывают влияние такие факторы как температура, рН среды, ионная сила раствора, ассоциация молекул красителя. Он зависит от строения всех элементов молекулы красителя: его хромофорной части, мостико-вой группы, активного центра. С увеличением температуры происходит возрастание скорости гидролиза. Чем более реакционно-способным является краситель, тем более низкая температура ему нужна для его реакции с водой. Самые активные дихлортриазиновые красители реагируют уже при комнатной температуре. Монохлортриазиновые, как менее активные, начинают реакцию с водой при повышенной температуре. При этом характер связи красителя с волокном играет очень важную роль в свойствах окраски. Поэтому также была исследована устойчивость связи «краситель-волокно» к кислотному гидролизу.

На рисунках 3.35 и 3.36 приведены зависимости логарифма оптической плотности активных красителей от времени гидролиза. Из приведенных графиков видно, что зависимость логарифма оптической плотности активных красителей от времени гидролиза носит линейный характер.

Константы гидролиза рассчитывали по уравнению реакции первого порядка (2.5), а концентрацию красителя определяли по оптическим плотностям при соответствующих X тах с использованием калибровочных графиков красителей. Полученные данные приведены в таблице 3.5.

Представленные данные свидетельствуют о том, что скорость гидролиза при использовании в низкотемпературных процессах крашения аминокислоты или фермента в 1,2-1,5 раза ниже по сравнению с гидролизом активных красителей при крашении по традиционной технологии. Можно предположить, что такое уменьшение скорости реакции гидролиза красителя связано, прежде всего, со снижением температуры красильного раствора до 75 - 80С. Нельзя исключить и большую устойчивость к гидролизу образующегося комплекса краситель - интен-сификатор.

Для шерстяного материала важным является степень повреждения волокон. Это важно не только в процессе эксплуатации шерстяных текстильных изделий, но и во время проведения процессов его отделки, так как сокращается обрывность окрашенных нитей в процессе ткачества, уменьшается количество брака при кра шении текстильных материалов. У сильно поврежденных волокон обнажается внутренняя структура, которая имеет иное сродство к красителям.

Степень повреждения окрашенной шерстяной ровницы определялась химическим, физико-химическим и физико-механическим методами. Химический метод заключается в определении растворимости шерстяной ровницы в щелочах по методу Гарриса и Смита (таблица 3.6).

Из данных таблицы 3.6 видно, что растворимость шерстяных волокон, окрашенных кислотными и активными красителями при 80С с использованием различных аминокислот или ферментов, колеблется в пределах от 16,50 до 18,30 %, а растворимость волокон, окрашенных при температуре кипения красильного раствора - от 20,10 до 20,62 %.

О лучшей сохранности шерстяного волокна в процессе низкотемпературного крашения с использованием органических азотсодержащих добавок свидетельствуют данные потери массы волокнистого материала, определенные термогравиметрическим методом на дериватографе системы Паулик - Паулик Эрдеи (Венгрия). Метод термогравиметрического анализа (ТГА) основан на регистрации изменения массы исследуемого образца при нагревании. Полученная в термогравиметрическом эксперименте кривая изменения массы исследуемого шерстяного образца в зависимости от температуры и времени позволяет определить термостойкость материала, температуру окончания процесса термодеструкции и интенсивность этого процесса на различных участках температурного интервала нагрева.

На рисунке 3.37 представлена зависимость изменения потери массы шерстяной ровницы, окрашенной красителем кислотным зеленым с использованием интенсифицирующих веществ. Так, при температуре 270С потеря массы образца, окрашенного красителем кислотным зеленым с введением в красильную ванну аспарагиновой кислоты составила 16 %, экостона L - 25 %, а при крашении по традиционной технологии — 30 %. Таким образом, потеря массы образцов шерстяной ровницы, окрашенных при пониженной температуре с использованием органических азотсодержащих интенсификаторов меньше, чем у образцов, окрашенных при температуре кипения.

Похожие диссертации на Разработка интенсифицированного низкотемпературного процесса крашения шерстяных материалов