Введение к работе
Актуальность темы , Характерной тенденцией изменения сырьевой базы текстильного производства в настоящее время является рост объёмов производства и потребления химических волокон на основе синтетического сырья. Это обусловлено, в частности, относительной дешевизной исходного сырья и технологии их производства в сочетании с ценными эксплуатационными и потребительскими свойствами готовых текстильных изделий.
В последние десятилетия технология крашения синтетических текстильных материалов значительно изменилась с появлением новых приёмов воздействия на текстильный материші, резким повышением требований к качеству продукции.
Степень фиксации красителя на синтетическом волокне является одним из основных показателей эффективности применяемой технологии крашения, а также качества готовой текстильной продукции, определяющего её конкурентоспособность на потребительском рынке. Достаточно остро в последнее время ставится проблема загрязненности сточных вод красильного производства, решение которой непосредственно связано с увеличением сорбции красителей на волокне.
Совершенствование технологии крашения синтетических текстильных ма-, териалов, как показывает теория и практика, может реализоваться либо с использованием новых химических реагентов, либо с применением физического воздействия. Разработка новых эффективных технологий, введение которых в производство не требует значительных материальных, энергетических и трудовых затрат является актуальной в условиях современного состояния отечественной текстильной промышленности.
Создание перспективных технологий крашения обуславливает применение новых подходов к рассмотрению вопросов, касающихся диффузии и фиксации красителей на волокне, учитывающих особенности надмолекулярной структуры волокнообразующих полимеров, её физическую, прежде всего, энергетическую неоднородность. В частности, электронная теория адсорбции красителей на поверхности волокон высветила новый подход о возможности регулирования сорбции красителей на локальном уровне введением в красильный состав химических систем с подвижными электронами — окислительно-восстановительных реагентов. До настоящего времени невыясненным окончательно остается вопрос о природе активных центров сорбции, практически не изучено состояние и роль кристаллических и переходных областей структуры синтетического волокна в процессе крашения.
Работа выполнена в соответствии с координационным планом научно-исследовательских и опытно-промышленных работ по синтезу, исследованию и применению адсорбентов (РАН, отделение общей и технической химии; научный совет РАН по адсорбции и хроматографии), межвузовской научно-технической программой "Университеты России".
Цели и задачи исследования. Цель диссертационной работы заключалась в комплексном изучении воздействия окислительно-восстановительных реагентов на сорбционные, структурные и электроповерхностные свойства полика-проамидного и полиэфирного волокон, научном обосновании результатов исследования с учетом особенностей надмолекулярной структуры данных волок-нообразующих полимеров, современных представлений о возможности регулирования сорбции красителей на локальном уровне и разработке на их основе рациональной технологии крашения дисперсными красителями с использованием добавок окислительно-восстановительных реагентов.
Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:
изучено влияние окислительно-восстановительных реагентов на изменение надмолекулярной структуры синтетических волокон в процессе крашения с привлечением современных методов исследования;
изучена роль кристаллических областей структуры поликапроамвда при адсорбции дисперсных красителей в присутствии окислительно-восстановительных реагентов;
исследован характер изменения электрокинетического потенциала полиэфирного и поликапроамидного волокон, окрашенных дисперсными красителями в присутствии окислительно-восстановительных реагентов;
- изучено влияние природы, концентрации, технологии нанесения добавок
' окислительно-восстановительных реагентов на накрашиваемость полотен
на основе полиэфирного и поликапроамидного волокон дисперсными и кислотными красителями в условиях непрерывного и периодического способов крашения; '"-' оптимизированы составы красильных ванн с использованием наиболее эффективных окислительно-восстановительных реагентов и на их основе разработана рациональная технология крашения полотен из поликапроамидного и полиэфирного волокон дисперсными красителями.
Научная новизна. В работе впервые:
выявлены основные закономерности воздействия окислительно-восстановительных реагентов на сорбционные, структурные и электроповерхностные свойства поликапроамидного и полиэфирного волокон в процессе крашения;
установлено, что окислительно-восстановительные реагенты в процессе крашения дисперсными и кислотными красителями способствуют развитию кристаллизационных процессов и снятию внутренних остаточных напряжений в поликапроамидном волокне; показано, что стабилизация кристаллической структуры поликапроамида сопровождается снижением ориентационной упорядоченности в аморфных областях, способствующим диффузии красителей в синтетическое волокно;
- показано, что изменение сорбционных свойств поликапроамидного и по-
, лиэфирного волокон при крашении дисперсными красителями в присут-
ствии окислительно-восстановительных реагентов коррелирует с изменением их электроповерхностных характеристик; - на основе корреляции величины изменения накрашиваемости и доли кристаллических областей в структуре поликапроамида показана роль кристаллитов при адсорбции окислительно-восстановительных реагентов и красителей; предложен механизм влияния окислительно-восстановительных реагентов как систем с подвижными электронами на величину сорбции красителей путём изменения поверхностного состояния упорядоченных зон структуры синтетических волокнообразующих полимеров.
Практическая значимость, Разработанная по результатам исследования научно-обоснованная технология крашения полотен из поликапроамидного и полиэфирного волокон дисперсными и кислотными красителями с использованием окислительно-восстановительных реагентов позволяет сократить расход красителей, интенсификатора при достижении высокого качества окрашенных полотен, улучшить состояние сточных вод красильного производства.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы обсуждались и получили положительную оценку на Международной научно-технической конференции "Новые ресурсосберегающие технологии и улучшение экологической обстановки в легкой промышленности и машиностроении", г. Витебск,
-
г; Всероссийской научно-технической конференций "Современные технологии и оборудование в текстильной промышленности", г. Москва, 1998, 1999 гг; Межвузовской научно-технической конфереіщии "Новое в текстильной промышленности", г. Димитровград, 1999 г; Международной научно-практической конференции "Актуальные проблемы создания и использования новых материатов и оценки их качества", пос. Черкизово Московской обл.,
-
г; Международной научно-технической конференции "Современные наукоёмкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности", г. Иваново, 1999, 2000 гг; Ш Конгрессе химиков-текстильщиков и колористов, г. Москва, 2000 г.
Публикации, По теме диссертации опубликовано 11 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, методической и экспериментальной частей, выводов, списка литературы (155 наименований). Работа изложена на 190 страницах, содержит 66 рисунков, 8 таблиц.
