Введение к работе
Актуальность темы.
Мировое признание достижений нанотехнологии открывает новые пути развития различных отраслей жизни человека, предполагает появление энергосберегающих и экологически чистых технологий будущего Текстильная промышленность - не исключение получение тканей с улучшенными свойствами, новыми колористическими эффектами, ароматизирующими, бактерицидными и фунги-цидными свойствами возможно при использовании таких наноструктур, как суп-рамолекулярные вещества, в частности циклодекстрины
Циклодекстрины (ЦД) представляют собой сложные природные циклические олигосахариды благодаря наличию внутренней хиральной полости, циклодекстрины обладают рядом уникальных свойств, главным из которых является способность к образованию соединений' включения типа «гость-хозяин» за счет не валентных взаимодействий (водородная связь, электростатические, Ван-дер-ваальса, гидрофобные взаимодействия) Эта способность определила возросший интерес к фундаментальным и прикладным исследованиям циклодекстринов в различных областях, в том числе и в текстильной промышленности. Кроме того, к достоинствам циклодекстринов, по сравнению со многими другими полостными системами, относятся нетоксичность, биоразлагаемость и дешевизна, благодаря чему циклодекстрины нашли широкое практическое применение. Большое число работ посвящено исследованию взаимодействий ЦД с .органическими молекулами, что придает продуктам новые уникальные свойства, их физико-химических процессов, с учетом высокой селективности ЦД, и термодинамических характеристик Все это предопределяет необходимость разработки технологии применения ЦД при отделке материалов
Учитывая изложенное, разработка технологии использования ЦД в процессах крашения текстильных материалов представляется актуальной. Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы являются* теоретическое обоснование и разработка технологии крашения тканей из целлюлозных, полиамидных (ПА), полиэфирных (ПЭ) и шерстяных волокон различными классами красителей (активными, прямыми, кислотными) с применением а- и Р - циклодекстринов (ЦД) В задачи исследования входило
- исследование взаимодействия ЦД с прямыми, активными, кислотными
красителями в растворе,
исследование взаимодействия в системе краситель - волокно — ЦД на примере активных, прямых, кислотных красителей,
установление влияния структуры красителя на взаимодействие с ЦД в растворе,
установление влияния структуры красителя на крашение и определение роли ЦД в процессах крашения хлопчатобумажной ткани,
исследование влияния внешних факторов крашения (рН, температура, время крашения, время введения ЦД) текстильных материалов кислотными красителями на качество окрасок и комплексообразование красителя и ЦД;
исследование возможности использования ЦД в процессе крашения ПЭ волокон дисперсными красителями,
разработка технологии крашения текстильных материалов водорастворимыми и малорастворимыми красителями с использованием ЦД,
разработка новой методики определения сродства красителя к волокну, позволяющей оценить взаимодействие красителя с волокном, на примере прямых, активных и кислотных красителей,
Научная новизна.
Обоснована целесообразность добавок циклодекстринов на процессы крашения текстильных материалов из природных и синтетических волокон и разработана технология их применения в процессах крашения
Наиболее существенные результаты в работе-
установлены основные температурные, концентрационные закономерности взаимодействия ос, р — ЦД с прямыми, активными, кислотными красителями в растворах и на различных волокнах
Методами флуоресцентной и абсорбционной спектроскопии показано, что введение ЦД в раствор красителя существенно влияет на спектральные свойства красителя Установлено, что ЦД с органическими красителями могут взаимодействовать двумя основными путями либо за счет образования комплекса включения типа «гость - хозяин» с гидрофобными частями молекулы красителя, либо внешнесферного комплекса путем присоединения внешних гидроксильных групп ЦД с молекулой красителя
Предложен физико-химический механизм действия добавок ЦД при крашении целлюлозного волокна активными красителями, в условиях крашения ЦД не обладает заметным сродством к целлюлозному волокну и выступает в роли конкурента за ковалентное связывание с молекулами активного красителя, что позволяет использовать ЦД для удаления красителя с поверхности волокна вместо традиционных препаратов (ПАВ).
Предложены способы оценки содержания ЦД на хлопковом волокне
Найдено, что в зависимости от способности красителя участвовать в образовании комплекса включения, геометрического строения, а также от рН среды, ЦД может выступать как медиатор процесса крашения полиамидных, полиэфирных , шерстяных тканей кислотными и дисперсными красителями.
Показано, что введение ЦД в красильную ванну вместо нПАВ при крашении малорастворимыми дисперсными красителями ПЭ волокна позволяет повысить растворимость красителя и интенсифицировать процесс крашения
Методом дифференциальной сканирующей колориметрии найдены энергии разложения и подтверждено образование комплекса структуры «гость-хозяин» на примере шерстяного волокна и кислотных красителей.
Разработана экспресс — методика определения «оценочного» сродства красителя с волокном на основе спектрофотометрического и гравиметрического методов
Практическая значимость.
На основании полученных экспериментальных данных разработаны интенсифицированные технологии крашения текстильных материалов, позволяющих не только повысить качество, экономическую эффективность, но и. экологическую безопасность выпускаемой продукции в процессах крашения хлопчатобумажной ткани активными красителями, ткани из полиэфирного волокна дисперсными красителями Разработана экспресс-методика определения сродства красителя к волокну на примере прямых, активных и кислотных красителей, позволяющая оценить взаимодействие красителя с волокном
Апробация работы.
Основные положения и результаты работы были доложены и обсуждены на
-Международной научно-технической конференции «Достижения текстильной химии в производстве» («Текстильная химия -2004») 7-9 сентября, Иваново-2004 г,
X Всероссийском симпозиуме с участием иностранных ученых «Актуальные проблемы теории адсорбции, пористости и адсорбционной селективности» 18-22 апреля, РАН, Отделение химии и наук о материалах, Научный совет Российской академии наук по адсорбции и хроматографии, Москва- Клязьма, 2005 г
Всероссийском семинаре «Термодинамика поверхностных явлений и адсорбции» 4-10 июля, Иваново-Плес 2005 г
- Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы
проектирования и технологии изготовления текстильных материалов специаль
ного назначения» (Техтекстиль- 2005) 19-20 октября, Димитровград 2005,
- Международной научно-технической конференции «Новое в технике и техно
логии текстильной и легкой промышленности», Витебск, октябрь 2005 2005;
-Всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промьппленности», (Текстиль-2005) 22-23 ноября, Московский государственный текстильный университет имени * А Н Косыгина, Москва, 2005 г
- Научно-практической конференции аспирантов университета на иностранных
языках, Московский государственный текстильный университет имени
А Н Косыгина, Москва, 2005 г
-Международной конференции «Нанотехнологии в индустрии текстиля», Московский государственный текстильный университет имени А Н.Косыгина, Москва, октябрь 2006 г,
Межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности» (Поиск -2007), Иваново, 24-26 апреля 2007 г ,
Межвузовская научно- техническая конференция «Современные проблемы текстильной и легкой промышленности», Российский заочный институт текстильной и легкой промышленности, Москва, 2006 г
Содержание представленных докладов отражено в тезисах вышеперечисленных конференций
Публикации.
По материалам диссертации опубликовано 6 статей в рекомендованных ВАКом журналах и 10 тезисов докладов на конференциях Структура и объем диссертационной работы.
Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, методической части, экспериментальной части, выводов и списка литературы.
Работа изложена на 178 страницах машинописного текста, содержит 23 таблицы, 66 рисунков Список литературы включает 140 ссылок
