Введение к работе
; '..uiJ .
Г'V?, .- ^Актуальность темы. Работа проводилась в соответствии с Тема-—тичес'ким планом исследований ИХНР АН СССР согласно Постановлению Государственного когтиста Совета Министров СССР по' науке и технике № 555 от 30.10.85, Распоряжению Президиума АН'СССР № I0I03--1012 от 19.07.88.
Цель работы заключалась в пр< іедении систематических исследований состояния дисперсных антрахиноновых красителей в воде, водных растворах аммиака, а также водно-солевых и водноаммиачно-солевых системах в широких интервалах температур и концентраций добавок; разработке нового подхода к интенсификации массопереноса красителя из раствора в волокно путем увеличения растворимости не-ионогенных красителей в водных средах; создании высокоэффективных экологически чистых способов краления полиэфирных текстильных материалов по непрерывной и периодической технологиям.
Выполненная работа включает следующие этапы:
исследование состояния дисперсных антрахиноновых красителей в воде, водных растворзх аммиака, а также водно-солевых и водноамми-ачно-солевых системах в широких интервалах концентраций добавок;
изучение растворимости дисперсных антрахиноновых красителей в названных средах в широких интервалах температур;
изучение термодинамики растворения дисперсных красителей в воде, водных растворах аммиака, а также в водно-солевых, водноашиачно--солевых системах;
исследование взаимосвязи между растворимостью, состоянием неио-ногенных красителей в растворе и сорбцией их полиэфиром;
доказательство возможности интенсификации массопереноса'дисперсного красителя из раствора в пслиэфир путем увеличения растворимости неионегенных красителей в водно-солевой или воднсаммиачно-солевой средах;
создание на основе предложенного подхода эффективных, экологически чистых непрерывной и периодической- технологий крашения полиэфирных текстильных материалов.
Объекты и методы исследования. В качестве объектов исследо-. вания использовали очищенные и технические-дисперсные красители отечественного производства, подобранные с учетом их молекулярного строения; органические растворители, жидкий аммиак, 25 %-иД водный аммиак, неорганические соли; очищенные от примесей полиэфирные волокна и нити, подготовленная к крашенин полиэтиленте-
рефталатная ткань.
Экспериментальные исследования выполнены с помощью современных физико-химических методов:
г- спектрофотометрический для изучения состояния дисперсных краси- телей в растворе;
- изотермического насыщения для определения термодинамических ха
рактеристик процесса растворения дисперсных красителей;
- термомеханический метод для оценки пластифицирующего воздейст-'
вия среды на полиэфир;
- колориметрический для определения содержания красителя в поли
этил ентерефталате .
Определение физики-механических, фрикционных и электрофизических характеристик окрашенного волокна, сценка количества циклических олигомеров, содержащихся на его поверхности, качество окрасок материала проведены с использованием стандартных методик и .в соответствии с действующими ГОСТами. При обработке результатов исследования применялись методы математической статистики.
Научная новизна. Впервые изучена термодинамика растворения неионогенных красителей в водноеммиачных и всдноаммиачно-солевых средах. Теоретически обоснован и экспериментально подтвержден новый подход к интенсификации крапенля полиэфирных текстильных материалов, заключающийся в увеличении растворимости дисперсных красителей в водной среде посредством воздействия на ее структуру неорганических солей и аммиака.
Впервые получены следующие результаты:
1. Определены термодинамические характеристики растворения дис
персных красителей в воде и водном аммиаке. Выявлена спрпделя-
' ющая' роль энтропийного фактора в данном процессе, аезргстающая Ьпри переходе от воды к воднеку амг.шаку.
2. Количественно охарактеризована растворимость дисперсных антрь-
хиноновых красителей в водно-сслевых и воднеаммиа-шо-еолевыч
средах в широких интервалах температур и концентраций добавок. Показано, что варьируя последними мсунс изменять вклады энергетического С аН .,) и структурного ( л 5рс) факторов в протекание процесса растворения и тем самим регулировать растворимость красящих веществ в водуседеряащих сродох.
3. Обнаружен эффект увеличения растворимости в ьодс дисперсных
кра..ктелей под действием хлоридов многовалентных металлов Zn ,
м8 , ле .
4. Выявлено резкое увеличение растворимости дисперсных антрахино--
новых красителей в воде, при температурах 333 - 358 К под дейст
вием хлорида з;г.:ония в узком интервале концентраций последнего
(0,01 ?- 0,05 Ш. Эффект усиливается при введении 0,01 - 0,05 М
аммиака.
5. Установлена взаимосвязь между растворимостью, состоянием дис
персных красителей в водноаммйачной и водноакмиачно-солевогх
средах и сорбцией красящего вещества полиэфирным волокном.
Практическая значимость. Разработаны непрерывная и периодическая технологии крашения полиэфирных текстильных материалов, оригинальность которых подтверждена авторским свидетельством СССР № I460I02 и положительным решением о выдаче авторского свидетельства по заявкам № 4203156/28 - 05, № 4391869/28 - 05. Периодическая технология крашения полиэфирного жгута, лавсановой ленты, полиэфирных текстурированных нитей успешно испытана в производственных условиях на Ивановском камвольном комбинате, Пинском прядильно-трикотажном объединении им. 60-лётия Великого Октября, Светлогорском производственном объединении "Химволокно" и рекомендована к внедрению.
Ожидаемый экономический эффект от использования предлагаемой .' технологии крашения полиэфирного текстильного материала составля- ет 103 - 149,5 руб./ I тонну.
Авгср защищает:
выявленные закономерности состояния дисперсных антрахиноновых красителей в растворе и взаимосвязь между состоянием красящих веществ в жидкой фазе и эффективностью их массопереноса из раство- ра в полиэфир;
новый подход к интенсификации крашения полиэфирных текстильных материалов, заключающийся й увеличении растворимости дисперсных красителей в водной сседе посредством воздействия на ее структуру неорганических солей, аммиака;
обнаруженный эффект увеличения растворимости в воде дисперсных красителей под действием хлоридов многовалентных металлов Zri ,
ty, ЛІ.
выявленный факт резкого увеличения растворимости дисперсных антрахиноновых красителей в воде при 333 - 383 К под действием хлорида аммония в узком интервате концентраций последнего (O.Olf t- 0,05 М) а усиление эффекта при введении 0,01 - 0,05 М аммиака.
непрерывный и периодический способы крашения полиэфирных текстильных материалов.
Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены, обсуедались и получили положительную оценку на:
У Всесоюзном совещании по химии неводных растворов неорганических и комплексных соединений, Рсстов-на-Дону, 1985;
I Всесоюзной конференции "Химия и применение неводных растворов", Иваново, 1986;
- Всесоюзной научно-технической конференции молодых ученых "Технический прогресс в развитии ассортимента и качества изделий легкой промышленности", Иваново, 1987;
Всесоюзной конференции "Кислотно-основное равновесие и сольватация в неводных средах", Харьков, 1987;
УІ Всесоюзном созецании по химии неводных растворов неорганических и комплексных соединений, Ростов-на-Дону, 1987;
ІУ Всесоюзном совещании "Проблемы сольватации и комплексообра-зования в растворах", Иваново, 1989;
П Всесоюзной конференции "Химия и применение неводних растьоров? Харьков, 1989;
Всесоюзной научно-технической конференции "Новое в технике и технологии текстильного производства" (Прогресс - 90), Иваново, І990;
I Всесоюзной конференции "йидкофагные материалы", Иваново, 1990;
научных конференциях преподавателей и сотрудников Ивановского химико-технологического института, 1987, 1989 г.г.;
-научных семинарах отдела текстильной химии Института химии нс-водных растворов АН СССР, 1983 - ІУ89 г.г.
Структура и объем диссертационной работы. Работа содержит введение (глава I), литературный обзор (глава 2), обоснование цели и основные задачи исследования (глава 3), методическую часть (глава 4), экспериментальную часть с обсуждением результатов (глава 5), выводы, список использованной литературы (166 наименований) и приложение. Основная часть работы изложена на 183 страницах, включает 37 рисунков и 23 таблицы.
