ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Полное растворение окрашенного полиэфирного волокна из "Аналитическая химия синтетических красителей" Красители в полиакрилонитрильных волокнах удобно определять, полностью растворяя окрашенные волокна в ДМФ [8], ДМА [32], ДМСО [32, 37] или у-бутиролактоне [38], которые хорошо растворяют и волокна и красители. ДМФ и ДМСО растворяют акрильные волокна очень быстро, ДМА значительно медленнее (рис. 19.3). Растворение в у-бутиролактоне при 25 °С идет очень медленно (12—16 ч), при 100 °С — быстро (около 15 мин). Перемешивание значительно увеличивает скорость растворения. При постоянном перемешивании окрашенная полиакри-лонитрильная ткань полностью растворяется в ДМСО при 25°С менее, чем за 10 мин. [c.522] Растворы катионных красителей в этих растворителях не всегда стабильны. Некоторые, например Малахитовый зеленый, быстро обесцвечиваются в ДМФ или ДМА. В ДМСО или 7-бутиролактоне обесцвечивание медленнее, но значительнее. Поэтому предпосылкой для точных анализов является стабилизация катионных красителей в этих растворителях. [c.522] Показано [31], что критическим параметром, который определяет стабильность катионных красителей и соответственно их поглощение, является кислотность растворителя. Точные результаты анализа можно получить, подкисляя растворители до кажущихся величин pH 1,4—4,0. [c.522] Влияние кислотности растворителя на удельное поглощение красителя в ДМСО показано на рис. 19.4. Аналогичное соотношение существует для растворов акриловых волокон в ДМСО. Максимальное поглощение триарилметанового красителя Малахитового зеленого соответствует кажущейся величине pH около 3,2, а выше 6,0 поглощение резко падает. Хотя некоторые катионные красители, например. [c.523] Основной фиолетовый 16 и Основной желтый 11, менее чувствительны к значению pH, чем Малахитовый зеленый, их поглощение все же в сильной степени зависит от изменений pH. [c.523] Некоторые изменения цвета вызывает фотохимическое выцветание. Катионные красители более светостойки в ДМСО, чем в ДМФ, при одинаковом содержании л-толуолсульфокислоты или одинакового исходного значения pH. Разложение красителей в ДМФ сопровождается значительным увеличением pH, вызываемым фотохимическим гидролизом растворителя. Таким образом, обесцвечивание красителей в ДМФ не является чисто фотохимическим разложением красителя, а включает превращения, обусловленные изменением pH [32]. [c.523] Катионные красители достаточно устойчивы в подкисленных ДМСО, ДМФ или 7-бутиролактона. За два дня практически не разлагались С1 Основной желтый И, С1 Основной фиолетовый 16, С1 Основной голубой 3, С1 Основной зеленый 4 за 4 сут разложение этих красителей не превышало 2% [5]. В присутствии антиоксиданта [5 г/л 2,6-ди(грег-бутил)-4-метилфенола, ДБМФ] существенного разложения не наблюдалось и за 4 сут. [c.523] Погрешность при определении катионных красителей в акриловом волокне исследовалась при применении подкисленного ДМСО [32]. Погрешность измерения поглошения света растворов, содержащих только краситель, очень мала [стандартное отклонение составляет 0,0011 единиц оптической плотности, т. е. 0,18% (отн.)]. Погрешность несколько возрастает, когда в растворе красителя растворено также неокрашенное волокно в количестве, соответствующем обычному образцу [стандартное отклонение 0,0018, или 0,29% (отн.)]. Небольшое увеличение погрешности. [c.524] Хотя акриловые волокна растворимы в нескольких растворителях, пригодных и для растворения красителей, последние определяли не только методами полного растворения окрашенного волокна, но и экстракционным методом. Катионные красители были экстрагированы из акриловых волокон 85% муравьиной кислотой при нагревании до температуры, вызывающей усадку окрашенного волокна [39]. Образец затем промывали холодной муравьиной кислотой, а соединенные экстракт и промывку разбавляли водой. Из акрилового волокна катионные красители экстрагировались смесью — 85% муравьиная кислота — ДМФ (60 10) при 100°С. Дисперсные красители были экстрагированы из акрилового волокна смесью хлорбензол — уксусная кислота (1 1) [40]. Применялась смесь 60 г ДМФ, 1 г муравьиной кислоты, 39 г воды и 0,4 г сульфата аммония [3]. Имеется указание, что последний экстрагент неполностью экстрагирует некоторые катионные красители с орлона 42 [34]. [c.525] Дисперсные (неионные) красители экстрагировали из полиэфирного волокна хлорбензолом [41], пиридином [41, 42], хлористым метиленом [44], хлороформом [45], ДМФ [46]. [c.526] Применялись также смеси ДМФ с фосфорной кислотой (78 мл ДМФ, 20 мл воды, 2 мл фосфорной кислоты) [47], и с гликолем и муравьиной кислотой (40 мл ДМФ, 50 мл этиленгликоля, 1 мл муравьиной кислоты) [48]. Некоторые дисперсные красители разлагаются в обеих смесях. Экстрагируя окрашенное волокно или пряжу ДМФ или ДМА, содержащими ингибитор свободных радикалов (5—20 г/л ДБМФ) и нелетучую кислоту (п-толуолсульфо-кислоту) для понижения кажущейся величины pH растворителя до 4,0, в работе [15] получили малую погрешность анализа. Одна экстракция при 140 °С в течение 2—3 мин обычно удаляет более 90% красителя. Большинство красителей полностью извлекаются из волокна за три экстракции. Этот метод применим также для количественного определения дисперсных красителей в полиамидных, акриловых и ацетатных волокнах и определения в ДМФ неионных красителей в целлюлозном волокне [15]. [c.526] стабилизированный ингибитором свободных радикалов, также является эффективным экстрагентом для неионных красителей. Из четырех эффективных экстрагентов (ДМФ, ДМА, пиридин, хлорбензол) он обладает самой низкой летучестью, но он дороже ДМФ. Пиридин, по-видимому, очень эффективный экстрагент, но запах, летучесть и воспламеняемость (температура вспышки 23 °С) ограничивают его практическое применение. К тому же у пиридина из четырех вышеназванных растворителей самая низкая предельно допустимая концентрация (5 млн в воздухе). Хлорбензол считается менее токсичным, чем ДМФ или ДМА, но более летуч. Относительно величины токсичности этих четырех растворителей не имеют большого практического значения, поскольку все они достаточно токсичны, и экстрагировать ими красители следует в вытяжном шкафу. Из четырех растворителей, чаще всего применимых при экстракции неионных красителей из волокна, наибольшее практическое значение, по-видимому, имеют ДМФ и хлорбензол. [c.526] Экстракция красителей из волокна ПЭТ требует, температур выше 100°С, предпочтительно 130—140 °С. Такая высокая температура может вызвать разложение красителя и растворителя. Большинство дисперсных красителей устойчиво в кипящем хлорбензоле (132°С) и пиридине (116°С), но крайней мере в течение многократной экстракции. ДМФ и ДМА недостаточно устойчивы нри 140 °С, и спектр поглощения некоторых красителей может измениться за время экстракции, приводя к значительной ошибке в определении концентрации красителя. Б работе [15] показано, что без добавки ингибитора свободных радикалов и контроля кислотности растворителя для увеличения стабильности красителя и растворителя экстракция горячим ДМФ и ДМА дает неправильные результаты анализа. Ошибки в анализе при использовании горячих ДМФ и ДМА без стабилизаторов могут быть связаны либо с частичным разложением красителя (занижение содержания красителя), либо с изменением спектра красителя (возможно и усиление и ослабление поглощения). [c.527] Ошибка при определении красителя может быть вызвана изменением его поглощения вследствие изменения величины pH при нагревании. Например, С1 Дисперсный желтый 54 в ДМФ имеет три пика, а в подки. ленном ДМФ — только два пика, но большей интенсивности (рис. 19.5). Кислотно-основное равновесие может включать таутомерию, образование водородных связей и т. п. При нагревании раствора красителя в ДМФ поглощение может ослабевать из-за разложения или усиливаться из-за изменения значения pH (рис. 19.6). В результате при экстракции ДМФ можно получить невоспроизводимые результаты, если не стабилизировать растворитель и не контролировать значение pH. [c.527] Иногда для воспроизводимости результате достаточно подкисления ДМФ сульфокислотой, а ингибитор свободных радикалов можно не добавлять. Однако в отсутствие ингибитора значение pH подкисленного ДМФ при нагревании быстро повышается (рис. 19.7) и может вызвать ошибку в определении красителя, если его спектр при этом изменяется. В ДМФ, стабилизированном и сульфокислотой и ингибитором свободных радикалов, краситель устойчив, и его поглощение не изменяется при экстракции. [c.527] Катионные красители были экстрагированы смесью 60 мл ДМФ, 39 мл воды, 1 мл 85% муравьиной кислоты и 4 г/л сульфата аммония [3]. Указывают [34], что этот смещанный растворитель удовлетворительно экстрагирует катионные красители из полиамидного волокна, но не полностью из полиэфирного и акрилового волокон. [c.529] Дополнительной мерой предосторожности, направленной на уменьщение разложения красителя, является сокращение времени экстракции до 2 мин при первой операции и до 3 мин при последующих. Растворы красителей, полученные со стабилизированным экстрагентом, можно хранить несколько суток при комнатной температуре без значительного разложения красителя. Даже через две недели у большинства красителей уменьшение концентрации незаметно, а у некоторых — едва заметно. [c.531] Хотя определение красителей в полиэфирном волокне методом полного растворения менее удобно, чем экстракционные методы, оно все же ширико применяется. Растворители, применяемые для растворения полиэфирного волокна, более токсичны и сильнее вызывают коррозию, чем экстрагенты. Применяемые для растворения полиэфиров фенолы неустойчивы и обладают едким стойким запахом, так что работать с ними неприятно. При анализе смесей волокон, включающих полиэфирные, может потребоваться растворить полиэфирное волокно, и поэтому методы растворения полезны. [c.532] Для растворения 0,1 г окрашенного дисперсными красителями полиэфирного волокна использовали 3 мл смеси фенол — хлорбензол (1 I) [31]. Пробу растворяют, аккуратно нагревая, а полученный раствор разбавляют ацетоном до 50 мл. При добавлении ацетона осаждаются полиэфир и противоблесковый агент, и получается прозрачный раствор, пригодный для спектрофотометрических измерений. [c.532] Вернуться к основной статье