ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ОЧИСТКИ ОКРАШЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД Области применения и краткая характеристика красителей и основных сопутствующих им веществ из "Деструктивная очистка сточных вод от красителей" В настоящее время синтетические красители, являющиеся продукцией анилинокрасочной промышленности, находят широкое применение в разнообразных отраслях народного хозяйства. Значительную часть (80%) красителей используют в красильно-отделочных производствах предприятий легкой промышленности для окрашивания пряжи, тканей, кожи и меха около 10 % — в различных отраслях химической промышленности производства пластических масс, химических волокон, товаров бытовой химии, резинотехнических изделий, лакокрасочных и других материалов 4%—в целлюлозно-бумажной промышленности 2 % — в полиграфии 4 %—во всех других отраслях [58]. Такое всестороннее применение красителей обусловливает специфические требования к ним они должны иметь чрезвычайно разнообразное строение и обладать различными физико-химическими свойствами, обеспечивающими их взаимодействие со многими окрашиваемыми материалами. [c.5] Строение и свойства красителей обычно рассматривают с точки зрения теории и закономерностей возникновения цветности органических соединений и связи между их строением и окраской. [c.5] Величину А = —lg Г = 1 (/о//) называют оптической плотностью, измерив которую на спектрофотометре или калориметре в определенной спектральной области, можно получить спектр поглощения раствора исследуемого вещества. Поглощение максимумов на спектре зависит от строения молекул. Ширина и перекрытие полос поглощения характеризует наличие сложных взаимоотношений между переходами электронов при освещении анализируемых растворов и происходящими одновременно колебаниями молекул. [c.6] На разных этапах развития органической химии и химии красителей предлагались различные теории [87], характеризующие связь между цветом и строением органических соединений. Впервые эта связь отмечена А. М. Бутлеровым, который связал явление цветности с наличием в молекуле ненасыщенных групп N02, N0 и других, способных восстанавливаться. П. П. Алексеев обратил внимание на то обстоятельство, что определенные заместители в органической молекуле нитрогруппа N02, азогруппа N=N, карбонильная С = 0, азометино-вая H=N, нитрозо N=0 и другие группы — сообщают окраску соответствующим соединениям и что эта окраска усиливается при введении сульфгидрильных окси- и аминогрупп. О. Витт назвал ненасыщенные группы, определяющие цветность, хромофорами, а соединения, содержащие хромофоры — хромогенами. Дополнительные группы, усиливающие и углубляющие окраску, — это ауксохромы. [c.6] После Витта возник ряд других теорий, способствовавших развитию химии красителей. Так, академик А. Е. Порай-Кошиц предложил осцилляционную теорию цветности, согласно которой избирательное поглощение света является результатом интерференции между колебаниями этих лучей и синхронными с ними внутримолекулярными колебаниями связей в ненасыщенных системах. [c.6] По современным представлениям в поглощении ультрафиолетовых и видимых лучей света участвуют главным образом валентные электроны молекул. Световой поток, как известно, прерывист и состоит из отдельных порций — квантов энергии, называемых фотонами. При поглощении света энергия кванта затрачивается на возбуждение электрона и переход его на орбиталь с более высокой энергией, что соответствует переходу молекулы из основного в возбужденное состояние. Таким образом, энергетические затраты, необходимые для перехода молекулы в возбужденное состояние, зависят от прочности связей, образуемых в органических молекулах сг- и л-электронами. [c.6] Входящие в состав красителей ауксохромные группы (ОН, МНз и другие) отдают электроны и являются электронодонора-ми. Группы ЫОг, N0, СО, Ы = Ы и некоторые другие хромофоры оттягивают электроны от молекулы и являются электроноакцеп-торами. Находясь в цепи сопряжения совместно, хромофорные и ауксохромные группы поляризуют молекулу и повышают подвижность л-электронов они поглощают более бедные энергией длинноволновые лучи света, т. е. цвет веществ углубляется. [c.7] Важной особенностью строения молекул красителей является расположение в них атомов в одной плоскости, так называемая капланарность. В некапланарных молекулах отсутствует сопряжение л электронов, поэтому такие молекулы не могут быть глубоко окрашены. [c.7] Красящие вещества имеют чрезвычайно разнообразное строение, придающее им различные физико-химические свойства по отношению к объектам крашения. Большое многообразие красителей вызвало необходимость создания стройной научной их классификации, которая подразделяется на химическую и техническую. [c.7] Химическая классификация основана на особенностях строения молекул, природе химических связей и предусматривает разделение красителей на классы по признаку общности хромофорных систем. Эта классификация, однако, не отражает свойств красителей по назначению и способу применения. [c.7] Кислотные красители содержат группы 80зН, рел е СООН и другие, производятся в виде натриевых, аммониевых или калиевых солей, которые диссоциируют с образованием окрашенных анионов. Этими красителями окрашивают обычно в кислой среде преимущественно шерсть, а также шелк, кожу, меховую овчину и полиамидные волокна. Отдельные кислотные красители применяют для окраски бумаги, мыла, пищевых продуктов, для изготовления чернил, штемпельных красок, паст для шариковых ручек, лаков, косметических средств и т. п. [c.8] Протравные красители содержат группировки, обусловливающие их способность переходить в нерастворимое состояние после образования в окрашиваемом волокне комплексного соединения с солями металлов. Они окрашивают целлюлозные волокна только после предварительной обработки волокна солями металлов, что отличает этот процесс большой продолжительностью и сложностью. По этим причинам протравные красители для хлопка в настоящее время утратили свое значение. При наличии кислотных (50зН или СООН) групп протравные красители приобретают сродство к белковым волокнам. С ионами Сг + такие красители образуют хромовые комплексы, поэтому они получили название кислотно-протравных, или хромовых, и широко используются для крашения шерсти и меховых изделий. [c.8] Основные красители, в отличие от кислотных, диссоциируют в воде с образованием окрашенных катионов они содержат основные аминогруппы. Эти красители обладают большой красящей силой. Окраски получаются чистыми и яркими, но недостаточно устойчивыми к действию света и мокрым обработкам. Поэтому их мало применяют для окраски текстиля (шелк, вискозное волокно), однако широко используют для изготовления лаков, пишущих паст, окраски бумаги, древесины, кожи и других материалов. [c.8] Прямые красители обладают свойством удерживаться непосредственно, без всяких протрав, целлюлозными (хлопок, лен, вискоза, ацетат), белковыми (шелк), полушерстяными и некоторыми синтетическими волокнами. Ими окрашивают также кожу, древесину, бумагу, меховую овчину. Молекулы этих красителей в основном капланарны, содержат достаточно большую цепь сопряженных двойных связей (обычно не менее восьми), имеют электронодонорные амино- и оксигруппы ауксохромов. [c.8] Крашение прямыми красителями производят в присутствии электролитов (как правило, ЫаС1), повышающих адсорбцию их волокном. [c.8] Окраску целлюлозных волокон активными красителями проводят в щелочной среде (сода, гидрокарбонат натрия, тринатрий фосфат), а остальных волокон —в нейтральной. [c.9] Кубовые красители представляют собой пигменты, способные восстанавливаться с образованием производных (лейкосоедп-нений), растворимых в щелочных средах и обладающих сродством (адсорбцией) к целлюлозным волокнам. После окисления в порах волокна опять образуют исходные нерастворимые красители. Применяются в печати и крашении главным образом целлюлозных волокон, некоторые кубовые красители в мягких условиях (слабощелочная среда) используются для окраски шелка и меха. [c.9] Сернистые красители содержат дисульфидные группировки —5—5— и, подобно кубовым, нерастворимы в воде, но способны восстанавливаться сульфидом натрия в щелочной среде в растворимые лейкосоединения, легко адсорбирующиеся целлюлозными волокнами. В исходную нерастворимую форму лейкосоединения переводят путем окисления непосредственно на волокне. Применяют эти красители только для крашения целлюлозных волокон. [c.9] Дисперсные красители применяют для крашения гидрофобных ацетатных и синтетических волокон, имеющих повышенный отрицательный заряд поверхности, который препятствует приближению окрашенных анионных групп растворимых красителей. Поэтому дисперсные красители не содержат 80зН, СООН и других кислотных групп, придающих красителям свойства растворяться в воде. Для того чтобы они могли проникнуть в волокно и его окрашивать, их в процессе производства диспергируют до размера частиц 0,2—2 мк. [c.9] Пигменты и лаки применяют для крашения и печатания тканей из любых текстильных материалов путем их закрепления на волокне с помощью специальных связующих веществ. Их используют также для приготовления малярных, полиграфических, художественных красок, окрашивания резины, пластических масс, химических волокон в момент их изготовления, бумажных и карандашных масс во всех этих материалах пигменты закрепляют путем механического распределения в массе полимеров. [c.9] Вернуться к основной статье