Головна

Фарбування тканин з синтетичних і ацетілцеллюлозние волокон

  1.  GABA активує енергетичні процеси мозку, підвищується дихальна активність тканин, покращується утилізація мозком глюкози, поліпшується кровопостачання.
  2.  Волокнистий склад тканин
  3.  Волоконно-оптичні кабелі
  4.  Волоконно-оптичний кабель
  5.  Питання 18 - Оптоволоконні кабелі.
  6.  Гнійно-запальні захворювання м'яких тканин.
  7.  Заготівля, консервування та зберігання органів і тканин.

Синтетичні і ацетілцеллюлозние волокна, незважаючи на різний хімічний склад, характеризуються рядом загальних властивостей, які і визначають вибір класів барвників і умов фарбування. Цими властивостями є: висока щільність волокон, сильно розвинене міжмолекулярної взаємодії між полімерними ланцюгами, низька здатність взаємодіяти з полярними молекулами води, мала схильність до набухання у водних розчинах, тобто гідрофобні властивості, малий вміст груп, здатних взаємодіяти з барвниками.

Звичайно, ці властивості у волокон різної природи проявляються в різному ступені: ацетатное волокно менш гідрофобною, ніж триацетатного, так як містить певну кількість полярних гідроксильних груп; полиамидное і модифіковане поліакрилонітрильне волокна містять функціональні групи, що забезпечують хімічну взаємодію з деякими класами барвників; поліестер має найвищу щільністю структури. Ці відмінності у властивостях волокон визначають специфічні умови фарбування і диференційований підхід до вибору класів барвників.

Властивості барвників і загальні закономірності процесу фарбування. Властивості хімічних волокон зумовлюють специфічні вимоги, що пред'являються до барвників: вони повинні володіти спорідненістю до гідрофобним полімерів, тобто бути нерозчинними в воді; повинні мати малі розміри молекул для забезпечення достатньої швидкості дифузії в щільну структуру волокна. Цим вимогам відповідають дисперсні барвники: вони практично нерозчинні в воді, молекулярна маса більшості барвників знаходиться в межах 200-600, у той час як інші класи барвників характеризуються значеннями цієї величини на рівні 800-1000 і більш. Забарвлення дисперсними барвниками, як правило, досить яскраві і стійкі до більшості умов експлуатації, за винятком стійкості фарбування до димових газах, які містяться в міському повітрі, і високій температурі. Остання обставина обмежує можливість використання великої кількості дисперсних барвників для фарбування виробів з хімічних волокон, які в процесі фарбування та оздоблення піддаються високотемпературним обробкам. Під дією високої температури дисперсні барвники возгоняются (сублимируют), забарвлення вироби при цьому освітлюється, забруднюються робочі органи обладнання Сконденсована парами дисперсних барвників. Характеристика технологічних властивостей дисперсних барвників містить показник «стійкість до сублімації», яким слід керуватися при виборі барвників для конкретних тканин і умов фарбування.

Дисперсні барвники закріплюються на волокні за рахунок водневих зв'язків і міжмолекулярної взаємодії.

У разі фарбування поліамідних волокон, що мають вільні аміногрупи, можливе застосування активних барвників, здатних ковалентно фіксуватися волокном. Причому найбільший ефект дають активні барвники, які не мають груп, які надають їм розчинність, так звані дисперсні активні барвники Кр-Cl (Кр - Хромофорную система; С1 - ре-акціонноспособная угруповання). Асортимент вітчизняних дисперсних активних барвників тільки починає складатися. В основному текстильники користуються барвниками під назвою процінайли фірми «Ай-Сі-Ай» (Великобританія).

Присутність в поліамідних волокні аминогрупп створює передумови для використання аніонних барвників в кислому середовищі: прямих, кислотних і особливо металлкомплексних типу 1: 2. Хромові барвники практичного значення не мають, так як полиамидное волокно нестійкий до окислення і обра-лення його окислювачем - біхроматом калію - при хромування небажана.

Особливого підходу до вибору класу барвників вимагає поліакрилонітрильне (ПАН) волокно. Дисперсні барвники утворюють на нітроном малоцікаву в колористичному відношенні забарвлення. В даний час ПАН-волокно для текстильної промисловості випускається у вигляді потрійного сополимера, що містить крім акрилонітрилу метилметакрилат і ітаконовою кислоту. У готовому волокні міститься карбоксильна група ПАН - СООН. Це створює можливість отримати менш щільне волокно і надає йому здатність забарвлюватися катіонними барвниками, розчинними у воді

 
 

З огляду на те що умови фарбування катіонними барвниками простіше, якість забарвлення по яскравості і стійкості дуже висока, дисперсні барвники для нитрона втратили своє значення.

Отже, основний асортимент барвників для хімічних волокон: ацетілцеллюлозние і поліефірних - дисперсні; поліамідних- дисперсні, дисперсні активні, прямі, кислотні КМК. 1: 2, поліакрілнонітрільних - катіонні.

Дисперсні барвники практично нерозчинні в воді - всього близько 10-40 мг барвника в 1 л фарбувальної ванни знаходиться в розчинній стані. Розчинення відбувається завдяки малому розміру барвників і наявності в їх молекулі невеликого числа полярних груп (ОН, -NH2), Здатних взаємодіяти з водою. Синтетичні і ацетілцеллюлозние Волокна, для фарбування яких застосовуються дисперсні барвники, являють собою труднопроніцаемую для хімічних сполук систему. Тому основні зусилля при фарбуванні зазначених полімерів спрямовані на підвищення дифузійної здатності барвників і дифузійної проникності Волокна.

Фарбувальна ванна при фарбуванні дисперсними барвниками є складною системою, що містить невелику частку мономолекулярної фракції (частина розчинного барвника), сукупну форму барвника (інша частина розчинної фракції), нерозчинну частину (осад), яка є резервом для поповнення розчинній фракції барвника в міру її витрачання. Всі форми барвника знаходяться в рівновазі і можуть переходити одна в іншу. У щільні хімічні волокна здатні проникати тільки окремі молекули барвника. З огляду на те що концентрація мономолекулярної фракції мала, процес переходу барвника в волокно протікає повільно. Для збільшення концентрації мономолекулярної форми дисперсних Барвників в воді в фарбувальну дисперсію вводять диспергатори, наприклад диспергатор НФ. При цьому прискорюється перехід барвника в волокно. Для полегшення використання дисперсних барвників їх випускають у вигляді порошків або паст, що містять тонкодіспергірованний барвник (розмір часток 0,5 2 мкм) і диспергатори в досить великій кількості - до 50-80% від загальної маси.

Для прискорення дифузії барвника в волокні крім впливу на барвник використовують технологічні прийоми, що підвищують проникність волокна. Для цієї мети застосовують температурну активацію процесу, коли фарбування проводять при температурі істотно вище 100 ?. При цьому розпушується структура волокна і полегшується проникнення барвників всередину полімеру. Пояснюють це частковим порушенням взаємодії між полімерними ланцюгами, збільшенням рухливості окремих ділянок полімерного ланцюга, що сприяє більш вільному просуванню барвника всередину волокна. Для реалізації високотемпературного фарбування потрібне спеціальне обладнання. Крім того, на прискорення дифузії барвника в волокні впливає введення в фарбувальну ванну спеціальних речовин, званих интенсификаторами процесу або прискорювачами. Це зазвичай нерозчинні у воді сполуки-похідні бензолу, з меншими розмірами молекул, ніж дисперсні барвники. Володіючи спорідненістю до гідрофобного полімеру, ці речовини поглинаються волокном, розривають міжмолекулярні зв'язки всередині полімеру, розпушують структуру волокна, полегшують дифузію в волокно дисперсних барвників. По механізму впливу на волокно інтенсифікаторами аналогічні дії температури: вони підвищують дифузійну проникність субстрату. Перевагою фарбування з інтенсифікаторами є можливість проведення процесу при температурі до 100 ° С, що істотно покращує техніко-економічні показники. Однак більшість використовуваних препаратів токсичні або володіють неприємним запахом. Це ускладнює їх використання. Крім того, вони важко видаляються з волокна при промиванні і знижують стійкість забарвлення готових виробів до мокрих обробок, а іноді і світла. Маючи на увазі високу економічну доцільність фарбування в присутності прискорювачів, розширюються дослідження зі створення интенсификаторов, вільних від зазначених недоліків.

Перехід активних дисперсних барвників на полиамидное волокно підпорядковується закономірностям, властивим звичайним дисперсним. Після розподілу барвників в полімері відбувається хімічна реакція з аміногрупами аналогічно звичайним активним барвникам

 
 

Стійкість забарвлення вище, ніж у звичайних дисперсних барвників.

Поліамідні волокна можна фарбувати водорозчинними барвниками анионного типу, використовуючи наявність NН2-групи. Управління фарбуванням поліамідних волокон аніонними барвниками здійснюється аналогічно процесу фарбування цією групою барвників білкових волокон: кислотними і прямими барвниками фарбують в присутності оцтової кислоти, КМК 1: 2 - в присутності кислих солей (NH4)2SO4 або CH3COONH4. У кислому середовищі аміногрупи поліамідних волокон заряджаються позитивно і забезпечують іонну взаємодія з розглянутими барвниками

Існує закономірність: спорідненість добре розчинних кислотних барвників, що містять іонізуючого сульфо-групи у вигляді натрієвих солей, до поліамідним волокнах нижче, ніж до вовни. Прямі барвники, що володіють витягнутої конфігурацією молекули, що забезпечує їй енергетично вигідне розміщення уздовж лінійного ланцюга поліаміду і освіту досить сильного міжмолекулярної взаємодії хромофорной системи з полімером, мають більш високу спорідненість до поліаміду, ніж до вовни, приблизно на рівні спорідненості до натурального шовку. У порівнянні з кислотними і навіть прямими барвниками КМК 1: 2, що є солями комплексних кислот і володіють зниженою розчинністю, мають найвищу спорідненість до поліаміду з усіх аніонних барвників. Стійкість забарвлення також зростає в цьому ж ряду. Це доводить, що при фіксації аніонних барвників на поліамідних волокні істотну роль грає міжмолекулярної взаємодії. Для забезпечення більш швидкого проникнення аніонних барвників всередину волокна застосовують ті ж прийоми активації процесу, що і при фарбуванні дисперсними барвниками: високотемпературне фарбування і інтенсифікаторами.

ПАН-волокно (нітрон) забарвлюють катіонними барвниками. Керують швидкістю переходу барвників в полімер, варіюючи рН фарбувальної ванни і температуру. Причому на відміну від більшості розглянутих раніше випадків основні зусилля технологів спрямовані на уповільнення процесу фарбування для забезпечення більш рівномірного забарвлення.

 Катіонні барвники фіксуються на нітроном за рахунок електростатичного взаємодії, т. Е. Іонними зв'язками. Так як карбоксильная група волокна в фарбувальній розчині диссоциирована ПАН -СООН ПАН -СОО? + Н+, То між різнойменними групами волокна і барвника взаємодія протікає дуже швидко:

 
 

Для уповільнення процесу і отримання більш рівномірного забарвлення у фарбувальну ванну вводять кислоту, яка пригнічує дисоціацію карбоксильної групи. Під дією кислоти дисоціація карбоксильних груп може бути пригнічена повністю, процес фарбування може припинитися. Для виключення цієї можливості частина кислоти замінюється нейтральним електролітом, зазвичай сульфатом натрію. При дисоціації солі утворюється катіон натрію (I), який конкурує з катіоном барвника (ІІ) за місце у дисоційованому карбоксильних груп, процес фарбування сповільнюється, забарвлення виходить більш рівною

 
 

Після фіксації катіонного барвника на нітроном за рахунок іонних сил між хромофорной системою і полімером розвивається міжмолекулярної взаємодії, що підвищує стійкість забарвлення в цілому.

Основний перехід катіонних барвників на волокно відбувається у вузькому інтервалі температури (80-100 ° С), що також ускладнює отримання рівномірного забарвлення, так як різниця температури окремих ділянок фарбувальної системи навіть в 1 ° С змінює швидкість дифузії барвника в кілька разів.

Для забезпечення високоякісних результатів запропоновано два варіанти температурного режиму фарбування нітрону катіонними барвниками: по-перше, швидке нагрівання фарбувальної ванни до максимальної температури (100 ° С) і фарбування в цих умовах. Графік процесу зображений на рис. 43 пунктиром. При такому режимі виключається небажаний вплив нерівномірного розігріву фарбувальної системи, що виникає при повільному підвищенні температури; по-друге, ступінчастий розігрів фарбувальної ванни, що передбачає припинення підвищення температури на 15-30 хв при певному рівні і швидке підвищення температури між цими областями (суцільна лінія на рис. 43).

 
 

Фарбування тканин з поліефірних матеріалів дисперсними барвниками.

Дисперсні барвники - основний клас, застосовуваний для фарбування поліефірних волокон, на яких вони утворюють досить яскраву і стійку забарвлення. Найкращий результат дають барвники, спеціально випущені для цих волокон і відмічені індексом «поліефірний», наприклад дисперсний жовтий 23 поліефірний, синій поліефірний. У невеликій кількості вітчизняна промисловість застосовує імпортні дисперсні барвники: Синтія Р (ПНР), остацети (ЧССР).

Фарбування дисперсними барвниками поліефірних волокон або тканин виробляють періодичним способом у водному середовищі при температурі кипіння в присутності інтенсифікаторів або при надмірному тиску і температурі до 140 ° С в апаратах під тиском. Тканини можна фарбувати, використовуючи в якості теплоносія сухий нагріте повітря при температурі 190 200 ° С - безперервний термозольний спосіб. Волокно у вигляді комплексних ниток в джгуті фарбують в середовищі перегрітої пари при температурі до 140 ° С на непреривнодействующем обладнанні.

Фарбувальна ванна для фарбування по періодичному способу у водному середовищі містить: барвника до 10%, диспергатора 1 2 г / л і при необхідності интенсификатора 3-5 г / л. Тривалість процесу при температурі 100 ° С близько 1-2 ч. При фарбуванні під тиском (апарати АКД, ежекторні фарбувальні машини) швидкість зростає в 1,5-2 рази.

Термозольний спосіб фарбування здійснюють тільки для тканин або трикотажних полотен (рис. 44). При цьому вироби в плюсовки 1 обробляють водною суспензією, що містить, г / л: барвника до 50, диспергатора 2-5; підсушують за допомогою інфрачервоного підігрівача 2 і піддають їх термообробці 3 протягом 60-120 с при температурі на 30-40 ° С нижчою, ніж температура плавлення волокна (190-200 ° С). Поліестер в цих умовах розм'якшується, збільшується його дифузійна проникність і барвник легко дифундує в волокно. Після термообробки тканину охолоджують у спеціальній зоні 4. Завершують фарбування обробкою тканини лужно-відновлювальних розчином, при якій з поверхні тканини видаляється барвник, погіршує стійкість забарвлення.

Фарбування хімічних волокон джгутом в апараті для Плюсовочниє-запарного способу фарбування в середовищі перегрітої пари проводиться аналогічно, але тривалість обробки в середовищі перегрітої пари становить 30-60 хв за рахунок більш низької температури теплоносія (140 ° С).

Фарбування виробів з поліамідних волокон. Для цих цілей використовують дисперсні і розчинні у воді барвники.

Дисперсні барвники. Асортимент вітчизняних дисперсних барвників для поліамідних волокон дуже різноманітний і крім звичайних дисперсних містить: металлкомплексние барвники типу 1: 2, маркуються буквами МП (металлсодержащие для поліаміду), наприклад дисперсний коричневий МП; дисперсні активні барвники.

Фарбують поліамідні матеріали у вигляді волокна, трикотажних штучних виробів або полотен і тканин в основному по періодичному способу у водному середовищі при температурі кипіння або при підвищеній температурі до 140 ° С. У фарбувальну ванну вводять крім барвника диспергатори, іноді інтенсифікаторами. Термозольний спосіб фарбування застосовують рідко, так як більшість стійких до сублімації дисперсних барвників на полиамидах дають малоцікаві в колористичному відношенні забарвлення. При фарбуванні дисперсними активними барвниками процес завершують слаболужній обробкою для забезпечення більш повної ковалентного фіксації барвника.

Розчинні у воді барвники. При фарбуванні поліамідних матеріалів істотне значення мають деякі класи розчинних у воді барвників: прямих, кислотних, КМК 1: 2, звичайних активних. Технологія фарбування цими класами барвників аналогічна технології фарбування вироби з білкових волокон.

 
 

Іонну і додаткове міжмолекулярної взаємодії хромофорной системи з полімером забезпечує високий рівень стійкості забарвлень. При використанні звичайних активних барвників після лужної обробки виникає ковалентний зв'язок барвника з волокном.

Загальним недоліком використання водорозчинних барвників при фарбуванні поліамідних матеріалів є те, що ці барвники підкреслюють неоднорідність структури хімічних волокон, що проявляється у вигляді нерівномірної, смугастої «зебрістой» забарвлення. Тому ці класи барвників застосовують в основному при фарбуванні штучних трикотажних виробів, де вказаний дефект проявляється в меншій мірі.

Фарбування виробів з ацетілцеллюлозние волокон. Для фарбування виробів з ацетілцеллюлозние волокон застосовують практично тільки дисперсні барвники, але з огляду на суттєву різницю в хімічному будову і надмолекулярної структурі ацетатні і триацетатні волокна вимагають різних умов фарбування.

Ацетатні волокна, що мають недостатньо щільну структуру мають високу дифузійної проникністю вже при температурі 70-80 ° С. При більш високій температурі можливі незворотні зміни волокна, тому фарбування проводять при температурі не вище 80 ° С.

Фарбування триацетатного волокна проводять при більш високій температурі. За періодичному способу більш ефективним є фарбування під тиском при температурі до 140 ° С. Використовують термозольний спосіб фарбування при температурі 190-200 ° С. При необхідності для фарбування триацетатного волокна застосовують інтенсифікаторами.

У складі фарбувальних дисперсій при фарбуванні ацетілцеллюлозние волокон не повинні міститися лужні агенти, так як волокна, будучи складними ефірами целюлози і оцтової кислоти, легко омиляются в лужному середовищі (див. С. 14).

Фарбування ПАН-волокон катіонними барвниками. Катіонні барвники для волокна нітрон створюють яскраву і стійку забарвлення повної гами кольорів. Вітчизняна анілінофарбового промисловість повністю задовольняє потребу текстильників в цих барвниках. Фарбуванню в основному піддають волокно або трикотажні вироби.

Для полегшення приготування фарбувального розчину розчинення катіонних барвників виробляють в кислому середовищі, для чого використовують частину кислоти, необхідної за рецептом для фарбування. Фарбування проводять при рН 4,5-5,5 в присутності нейтрального електроліту.

Залежно від швидкості взаємодії катіонних барвників з волокном їх поділяють на дві групи: бистровибірающіеся, для яких вміст кислоти і електроліту в ванні високо; медленновибірающіеся, зміст уповільнюють процес добавок помітно менше.

Максимальна температура фарбування катіонними барвниками не перевищує 100 ° С, так як більшість барвників цього класу нестійкий до високої температури.

З огляду на те що спорідненість катіонних барвників до ПАН-волокна дуже велике, для отримання рівномірного забарвлення необхідно добре розчинити барвник, з урахуванням швидкості переходу барвника на волокно скласти фарбувальну ванну, точно витримати оптимальний температурний режим фарбування. Перефарбування вироби, пофарбованого нерівномірно, представляє велику трудність і не завжди ефективно, так як число -СООН-груп в волокні обмежено і гранична кількість хімічно чистого барвника, здатного приєднатися до волокна, становить не більше 3%. Якщо врахувати, що технічні барвники зазвичай містять близько 50% барвника, то при першому фарбуванні навіть в темні кольори межа насичення рідко досягається, але активних центрів на волокні для повторного перефарбування залишається мало.

Особливу увагу слід приділяти підбору катіонних барвників в фарбувальну ванну для фарбування сумішами барвників з метою забезпечення модною гами кольорів і відтінків: вони обов'язково повинні входити в одну групу за швидкістю фарбування, в іншому випадку разнооттеночности забарвлення уникнути не вдається.




 Лекція № 5 |  Фарбування текстильних матеріалів |  Класифікація та основні властивості барвників. номенклатура |  Розчинні у воді барвники. |  Сучасні уявлення про теорію фарбування волокон |  Можливе утворення наступних зв'язків барвника з волокном. |  Оцінка якості забарвлення |  Способи фарбування. Устаткування для фарбування текстильних матеріалів |  Фарбування текстильних виробів з природних целюлозних і гідратцелюлозної волокон |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати