ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Особенности крашения отдельных видов химических волокон из "Физико-химические основы технологии химических волокон" Сродство красителя к волокну определяет прочность окрасок при последующих сухих и мокрых обработках (трение, стирка, действие пота и т. п.) и зависит от сил, которыми связаны молекулы или агрегаты молекул красителя с функциональными группами макромолекул волокна. [c.321] Большая часть волокнообразующих полимеров и волокон на их основе содержит активные функциональные концевые группы ОН и СООН (полиэфирные волокна), СООН и ЫНа (полиамидные волокна), СООН, 50зН или ОН (полиакрилонитрильные волокна). Количество этих групп зависит от молекулярного веса полимера (20000—80000) и обычно равняется от 2-10 до 4-Ю г-экв на 1 г волокна. Такое количество, активных групп обеспечивает крашение в неглубокие тона волокон из полимеров сравнительно большого молекулярного веса ( 50000) и в глубокие тона волокон е меньшим молекулярным ч весом (20000— 30000). Для более глубокого крашения волокон, молекулярный вес которых превышает 50000, необходимо большее количество указанных функциональных групп. В этом случае волокна следует формовать из сополимеров, содержащих повышенное число групп NH2, СООН, ЗОзН и др. [c.322] Гидрофильные волокна обладают, большим количеством активных функциональных групп ОН и глубоко окрашиваются реактивными или прямыми красителями. [c.322] С учетом сказанного все известные способы крашения химических волокон различными красителями моГут быть подразделены на шесть групп. [c.322] Крашение в массе (группа I) пигментами или красителями, не имеющими сродства к данному волокну (Др, = 0 1)1 = 0 ). В этом случае краситель (пигмент) распределяется в прядильном растворе или расплаве в виде механической взвеси и равномерность окраски зависит только от распределения частиц красителя в массе волокна. Прочность окраски к трению и мокрым обработкам зависит от размера частиц красителя и степени набуханий волокна в воде, т. е. от способности этих частиц диффундировать из глубины к поверхности волокна. [c.322] Естественно, для крашения в массе пригодны лишь красители, стойкие к действию осадительных или отделочных ванн и к высокой температуре (при формовании волокон из расплава). [c.322] Крашение в геле или на проходе (группа II). При крашении свежесформованных химических волокон в сильно набухшем состоянии до сушки Дц = 0 Di = lO- M l eK. Частицы красителя проникают в глубь волокна почти мгновенно, т. е. с той же скоростью, что в красильной ванне. Это объясняется тем, что 80—90% объема свежесформованного волокна, полученного мокрым способом, заполнено осадительной ванной. Сродство красителя к волокну практически не имеет значения, так как после сушки волокна вода и растворители, применяемые при формовании (осадительная ванна), удаляются, а оставшиеся мелкие поры прочно удерживают частицы красителя внутри волокна (для сухих гидрофобных волокон Di = 10 —10 ° с. 2/сек). В этом случае однородность окраски зависит от равномерности пропитки и отжима волокон, а прочность окраски —от степени набухания волокон в воде. [c.323] Крашение обычно производится водными суспензиями красителя, к которым часто добавляются поверхностно-активные вещества. Скорость крашения с увеличением размеров частиц красителя уменьшается, а прочность окрасок к трению и к мокрым обработкам, наоборот, увеличивается. [c.323] В последнее время предлагается красить химические волокна ке в водных суспензиях, а в парах, так как большинство дисперсных красителей возгоняется. В этом случае крашение идет быстрее, поскольку в парах красители находятся в мономолекулярном состоянии и коэффициент диффузии возрастает. Прочность окрасок зависит от способности дисперсных красителей агрегироваться внутри волокна. [c.323] Крашение анионными или катионными красителями, т. е. кислотными или основными с образованием солевых связей (группа V). При этом Дц = 15—20 ккал/моль, а коэффициент диффузии и в данном случае может колебаться в широких пределах по причинам, изложенным выше. Подобным способом окрашивают шерсть, капроновые, модифицированные полиэфирные или полиакрилонитрильные волокна. Капроновые волокна образуют солеобразные связи с кислотными красителями через концевые группы МНг, модифицированные полиэфирные и полиакрилонитрильные волокна образуют подобные же связи с основными (катионными) красителями через группы СООН или ЗОзН. [c.324] Крашение реактивными красителями (группа VI). Сродство красителя к волокну Д х = 60 ккал/моль и более, коэффициент диффузии 1 может колебаться в широких пределах. Этот случай характерен для крашения целлюлозных, капроновых и других волокон реактивными красителями с образованием химических связей между группами ОН или ЫНг полимера-и молекулами красителя. [c.324] С увеличением сродства скорость диффузии часто снижается, т. е. [c.324] Эта зависимость может быть выведена теоретически, исходя из представлений о торможении диффузии красителей в глубь волокна активными центрами полимера. [c.324] Из уравнений (11.6) и (11.4) непосредственно получается соотношение (11.5). Но оно приближенно верно только при сравнений данного волокна и различных красителей. [c.324] Структурные изменения волокна, происходящие при вытягивании, тепловых обработках и набухании, резко изменяют коэффициент диффузии и, мало влияя на величину сродства Дц. [c.324] Приведенная классификация способов крашения химических волокон позволяет оценить прочность окрасок, а также скорость и равномерность крашения. [c.325] Прочность окраски определяется величиной сродства Ац и растет с увеличением Ац. Однако не меньшее влияние на прочность окраски оказывает скорость диффузии красителя из волокна в окружающую среду. Поэтому прочность окраски гидрофиль-ных волокон при обработке в водной среде (например, при стирке) возрастает с увеличением Ац,, тогда как прочность окраски тех же волокон при обработке органическими растворителями (например, при химической чистке) практически не зависит от Ац. Наоборот, прочность окраски гидрофобных волокон при стирке и других водных обработках не зависит от Ац, тогда как прочность окраски тех же волокон при воздействии органических растворителей (если эти волокна набухают в данном растворителе) возрастает с увеличением Ац. [c.325] Сродство красителя к волокну Ац можно увеличить введением дополнительных функциональных групп в молекулу полимера (например, ЗОзН, СООН и других солеобразующих групп в макромолекулы сополиэфирных или сополиакрйлонитрильных волокон) или добавлением в прядильную массу перед формованием волокна второго полимера или веществ с активными функциональными группами (например, при модификации полипропиленовых волокон). [c.325] Как уже было указано, коэффициент /)] увеличивается с ростом температуры крашения и, особенно, с повышением степени набухания волокон в красильной ванне. При крашении гидрофильных волокон в водной среде это услрвие всегда выполняется, faк как эти волокна набухают в воде. При крашении же гидрофобных волокон в водной красильной ванне это условие обычно не выполняется, поэтому коэффициент диффузии 1 весьма мал. [c.325] Однако ускоренное крашение (увеличение степени набухания, применение ускорителей, повышение температуры крашения) сопровождается значительным ослаблением межмолекулярных взаимодействий в полимере. В результате в волокнах происходят релаксационные процессы, которые могут привести к дезориентации макромолекул и надмолекулярных структур и к резкому изменению механических свойств волокна. Поэтому для сохранения заданных механических свойств волокно следует красить в натянутом состоянии. [c.326] Вернуться к основной статье