Волокно диффузия красителя

Экстракция красителя полимера представляет собой процесс, обратный кращению, и является десорбцией неионного красителя из полиэфирного или полиамидного волокна. Диффузия красителя из волокна в растворитель облегчается подвижностью полимерных цепей Эта подвижность может быть увеличена за счет термической энергии растворителя, который вызывает набухание полимера, делает его более пластичным. Эффективность экстрагента зависит от скорости диффузии растворителя в волокне и набухания волокна от коэффициента распределения красителя между растворителем и полимером, набухшим и находящимся в контакте с растворителем от скоростей диффузии красителя в полимере и в растворителе. Способность растворителя вызывать набухание полимера, необходимое для эффективной экстракции, может быть оценена по параметру растворимости растворителя. Согласно концепции плотности энергии когезии максимальное набухание соответствует равенству параметров растворимости у полимера и растворителя. Параметр растворимости является также приблизительным показателем способности данного растворителя растворять красители. Согласно выполненной в работе [33] оценке, параметры растворимости большинства дисперсных красителей находятся в интервале 10,7+1,4 единиц Гильдебранда (10,7 — это параметр растворимости полиэтилентерефталата, ПЭТ). Таким образом, растворители, у которых этот параметр составляет 9— 12 единиц Гильдебранда, должны вызывать набухание полиэфира и растворять дисперсные красители. [c.516]

Высокая плотность упаковки макромолекул в полиэфирном волокне в значительной мере затрудняет диффузию. В условиях крашения ацетатного волокна диффузия красителя в лавсан в 450 раз меньше. Чтобы облегчить проникание красителя, разрыхляют структуру волокна. Для этого крашение проводят или с интенсификаторами (см. стр. 131) при температурах до 100° С или без интенсификаторов, но при температуре выше 100° С. [c.197]

Процесс крашения ПАН волокон катионными красителями включает четыре стадии диффузию красителя из водной среды к поверхности волокна, адсорбцию красителя на поверхности волокна, диффузию красителя из поверхностного слоя внутрь волокна и фиксацию его на активных центрах полимера. Стадией, лимитирующей скорость процесса крашения, является диффузия красителей внутрь волокна, как наиболее медленная. Коэффициент свободной диффузии катионных красителей в воде равен 10- см /с, в то время как коэффициент диффузии этого же красителя внутрь ПАН волокон составляет [c.148]

I. Диффузия красителя в растворе к поверхности волокна. Этот процесс при перемешивании красильного раствора ускоряется во много раз. На процесс диффузии влияют также структура, характер и свойства самого красителя. При растворении [c.266]

Диффузия красителя внутрь волокна. Диффузия требует длительного времени и фактически определяет продолжительность процесса крашения. Диффузия в волокне происходит примерно в 10 000 раз медленнее, чем в воде. Решающее влияние на скорость диффузии оказывают характер и свойства волокна, структура и свойства красителя. Вообще по своей структуре волокна малодоступны для проникания частиц красителя, но при набухании радиус микропор увеличивается, а следовательно, увеличивается и доступность волокна. Структура целлюлозных и белковых волокон такова, что диффузия красителя протекает в течение 1—2 ч при температуре до 100° С, Синтетические волокна имеют очень плотную упаковку молекул и в воде практически не набухают. Чтобы разрыхлить синтетические волокна, крашение проводят при температуре выше 100° С или используют переносчики , молекулы которых меньше молекул красителей. Переносчики адсорбируются волокном и вызывают его набухание, расширяя таким образом поры и капилляры волокна, и, следовательно, облегчая диффузию красителя. В присутствии [c.267]

Диффузия красителя в волокно - явление очень сложное и еще недостаточно изученное, [c.268]

Методы определения коэффициентов диффузии (Красителей в полимерных волокнах и мембранах с помощью данного приема описаны в работе [c.260]

В сухом состоянии хлопковое и льняное волокна практически недоступны для проникновения в них красителей. В водной среде происходит набухание волокон хлопка и льна, при этом диаметр пор достигает 3—7 нм. Увеличивается также активная поверхность волокон с 15—20 м /г в сухом состоянии до 100— 200 м г в набухших волокнах. Все это способствует диффузии красителей в волокно и взаимодействию их с целлюлозой на активной внутренней поверхности. С учетом сказанного необходимо более подробно рассмотреть особенности строения и свойства целлюлозы. [c.11]

Например, если проводить крашение полиэфирного волокна не-в водной среде, а в дихлорметане, то коэффициент диффузии красителя в волокне при 25 °С равен 10 см /с, что соответствует коэффициенту диффузии при температуре 200—220 °С. Это означает, что дихлорметан, сольватируя макромолекулы волокна, уже при 25 °С производит тот же самый эффект активирования полиэфира, как и воздействие тепла при 220 °С. [c.49]

Переход красителя из раствора в волокно. С определенной степенью приближения любой волокнистый материал можно представить в виде модели, которая состоит из волокон, пронизанных системой субмикроскопических пор, и межволоконных пространств. При погружении волокнистого материала в красильную ванну в первый момент происходит впитывание раствора и заполнение им межволоконных пространств. Одновременно начинается расширение субмикроскопических пор в волокне вследствие его набухания. Из раствора, непосредственно прилегающего к поверхности волокна, краситель постепенно проникает внутрь волокна через раскрывающиеся при набухании субмикроскопические поры. В результате поверхностный микрослой раствора обедняется красителем, и для успешного протекания процесса крашения его необходимо непрерывно пополнять молекулами красителя путем диффузии их из внешнего раствора или конвективного обмена путем перемешивания. Чем эффективнее перемешивание, тем менее важна стадия диффузии красителя в растворе. [c.53]

Диффузия красителя в волокнистых материалах. Диффузия красителя в волокне, моделируемом в виде неограниченного цилиндра, обычно описывается вторым законом Фика (уравнение 22). [c.61]

Как уже отмечалось, диффузия красителя в субмикроскопических порах волокна затормаживается притяжением движущихся молекул активными центрами макромолекул волокнообразующего полимера. Степень заторможенности диффузии тем больше, чем сильнее это притяжение. Непосредственно измерить эффективность такого притяжения невозможно, поэтому его обычно характеризуют константой равновесия адсорбционного процесса Кр+В Кр—В. [c.63]

Для описания процесса диффузии красителя в волокне, осложненного действием сил адсорбции и стерическими препятствиями, часто используют уравнение (27). [c.63]

Исследование диффузии в инертных, не адсорбирующих красители пористых материалах показало, что в том случае, когда диффузионный процесс сдерживается только стерическими препятствиями, кажущийся (О) и истинный ( >о) коэффициенты диффузии различаются между собой в 100—1000 раз. Если же-перемещение молекул красителя в порах волокна тормозится еще и действием сил притяжения их активными центрами макромолекул волокна, то разница в значениях О и Оо увеличивается до 10 —10 раз. Это означает, что при уменьшении К (иными словами, при ослаблении эффективности взаимодействия молекул красителя с активными центрами волокна) значение кажущегося коэффициента диффузии возрастает на несколько порядков и приближается к значению коэффициента свободной диффузии красителя в растворе в субмикроскопических порах волокна Оо. [c.63]

Интересно отметить, что наиболее сильно влияние температуры на диффузию красителей в волокне проявляется в диапазоне температур выше 100 °С. Этот факт успешно используют при создании различных вариантов технологии высокотемпературного крашения, особенно крашения изделий из синтетических волокон. Как будет показано позднее, на этих же волокнах наиболее благоприятно сказывается переход от обычных водных к неводным красильным системам. [c.64]

Рис. 9. Зависимость коэффициента диффузии красителя Прямого диазо-чер-ного С в вискозное волокно от температуры крашения.

Рис. 10. Зависимость коэффициента диффузии красителя Прямого чисто-голубого в вискозное волокно от концентрация триэтаноламина.

Для описания влияния температуры на скорость диффузии красителей в волокне обычно используют уравнение (28). [c.65]

Действие температуры на ускорение диффузии молекул красителя в волокне обусловлено не только повышением запаса их кинетической энергии, но и возрастанием подвижности макромолекул волокнообразующего полимера. Это особенно характерно для синтетических волокон, которые в исходном состоянии не обладают субмикроскопическими порами, достаточными для диффузии красителей. Свободный объем V, необходимый для размещения молекул красителей, образуется в таких волокнах в результате смещения отдельных сегментов макромолекулярных цепей полимера при повышении температуры. Влияние температуры на возникновение свободного объема в волокне можно представить уравнением (29). [c.65]

Состояние красителя в растворе, заряд волокна и сдвиг подвижного адсорбционного равновесия в сторону усиления взаимодействия активных центров волокнообразующего полимера с молекулами красителя зависят от наличия в красильной ванне нейтрального электролита. Это сказывается и на скорости диффузии красителя в волокне (рис. 11). Своеобразный экстре- [c.65]

Вследствие лабильного взаимодействия макромолекул загустителя с красителем скорость диффузии его в волокнистый материал при печатании гораздо меньше, чем при крашении. В ряде случаев разница в скоростях диффузии красителя в процессах крашения и печатания может быть существенно сокращена путем выбора соответствующего загустителя и способа фиксирования красителя в волокне. [c.68]

Особенностью процесса термической фиксации красителей является отсутствие молекул воды в реакционной среде. Поэтому диффузия красителя и взаимодействие его с волокном могут протекать только в слое расплавленных веществ, в качестве которых чаще всего выступает мочевина или амиды других карбоновых кислот, а также некоторые специальные препараты. При повышенной температуре в отсутствие влаги расплав этих веществ, с одной стороны, обеспечивает высокую диффузионную подвижность сольватированных молекул красителя, а с другой, — активирует волокнистый материал, повышая реакционную способность функциональных групп и способствуя появлению субмикроскопических пустот, необходимых для размещения молекул красителя. [c.69]

В условиях термической фиксации дисперсных красителей при печатании тканей из полиэфирных волокон коэффициент диффузии красителя в волокне при 200—220 °С составляет 10 — 10 5 см /с. Если же фиксирование проводить насыщенным водяным паром при 100 °С, то коэффициент диффузии красителя в полиэфирном волокне не превышает 10 —10 см с. Про- [c.69]

Периодическими называют такие способы крашения, при которых партия волокна, пряжи или ткани в течение более или менее продолжительного времени (например, 20—90 мин, а иногда и более) окрашивается в одной красильной ванне. При этом все физико-химические стадии (диффузия красителя в растворе или конвективный обмен обедненных красителем слоев растворов в межволоконных пространствах окрашиваемого материала, адсорбция молекул красителя волокном и диффузия Их с поверхности внутрь волокна) протекают одновременно, но с разными скоростями. Чаще всего лимитирующей стадией является диффузия красителя в волокне, особенно в первые моменты процесса крашения. [c.71]

При непрерывных процессах крашения общее количество красителя, нанесенного на волокно, зависит от степени отжима текстильного материала после его пропитки и от концентрации красителя в пропиточном растворе. Последующие процессы тепловой обработки обусловливают эффективность и полноту прохождения физико-химических процессов диффузии красителя в волокне, адсорбции и в некоторых случаях реакции молекул красителя с активными группами волокна. Незафиксированный в процессе тепловой обработки краситель удаляют из окрашиваемого материала при его последующей промывке. От полноты [c.73]

О влиянии температуры на процесс крашения прямыми красителями целлюлозных волокон можно судить по данным рис. 18. При малом времени пребывания волокнистого материала в красильной ванне поглощение красителя волокном тем больше, чем выше температура крашения. Если же время пребывания волокна в красильном растворе весьма продолжительно и достаточно для достижения состояния, близкого к насыщению волокнистого полимера красителем, то выгоднее становится осуществлять процесс крашения при более низкой температуре (см. рис. 18). Это обусловлено неодинаковым влиянием температурного фактора на диффузионные и сорбционные явления, определяющие процесс крашения скорость диффузии красителя в волокне при повышении температуры резко возрастает, тогда как его сорбционная активность падает. Следовательно, при кратковременных (5—60 с) непрерывных процессах крашения, когда преобладающее влияние на количество красителя, проникшего в волокно, оказывают диффузионные процессы, температуру крашения следует поддерживать на самом высоком уровне. При длительных (1—1,5 ч) периодических способах крашения, когда процесс приближается к состоянию равновесия и роль сорбционных факторов усиливается, температуру красильной ванны нельзя поднимать выше 100 С, так как это при- [c.96]

Полиамидные волокна подобно белковым можно окрашивать прямыми красителями в нейтральной или слабокислой ванне. Режим крашения аналогичен режиму крашения натурального шелка, однако более гидрофобное полиамидное волокно медленно окрашивается прямыми красителями, в связи с чем продолжительность крашения увеличивается. Получаемые окраски обладают высокой устойчивостью к мокрым обработкам, хотя вследствие замедленной диффузии краситель почти не проникает внутрь волокна и локализуется во внешнем слое. При крашении изделий из полиамидных волокон резко проявляются различия в выравнивающей способности отдельных прямых красителей, что отрицательно сказывается на развитии перспективного ассортимента прямых красителей для полиамидных волокон. [c.100]

Активные красители отличаются более высокой скоростью диффузии в целлюлозных волокнах, чем красители других классов, например прямые и кубовые. Так, в частности, коэффициенты диффузии активных красителей в 5—10 раз выше коэффициентов диффузии прямых красителей. Это обусловлено их меньшей молекулярной массой. Скорость диффузии активных красителей в белковых и полиамидных волокнах сравнима со скоростью диффузии кислотных красителей. В ряду одной группы активных красителей коэффициенты диффузии могут изменяться более, чем в 100 раз, что указывает на определяюш ую роль хромофорной части молекулы в диффузионных свойствах красителей. [c.103]

Проведение процесса фиксации в отсутствие влаги сводит к минимуму гидролиз красителя, однако для диффузии красителя с поверхности в глубь волокна необходимо присутствие на волокне вещества, способного в условиях термической обработки играть роль среды для протекания диффузионных процес сов. В качестве такого вещества и применяют мочевину. Плавясь при 132°С, она создает среду для диффузии красителя. Весьма положительное действие оказывает мочевина и на стадии пропитки текстильного материала красильным раствором. [c.112]

Этот способ имеет ряд преимуществ перед использованием готовых красящих веществ. Пигментообразующие компоненты, как правило, имеют простое строение и обладают низким сродством к волокну, что обеспечивает их высокую диффузионную способность. Малая молекулярная масса этих продуктов становится заметным преимуществом при крашении синтетических волокон, из-за плотной структуры которых затруднена диффузия красителей с большим размером молекул. Синтезируемые на волокне окрашенные соединения должны иметь очень малую растворимость в воде, в результате чего получаемые окраски отличаются высокой устойчивостью к мокрым обработкам. Преимуществом этого способа является возможность получения на тканях окрасок широкой гаммы цветов, в том числе сложных глубоких оттенков. Кроме того, совмещение в едином технологическом цикле синтеза красящих веществ и процесса крашения имеет и ряд экономических преимуществ, поскольку в значительной мере сокращаются или полностью исключаются многие стадии промышленного изготовления красителей (фильтрат ция, промывка, размол, установка на тип). [c.137]

Существуют две точки зрения на механизм крашения химических волокон дисперсными красителями. Согласно одной из них, краситель в процессе крашения растворяется в волокнообразующем полимере как в твердом растворителе согласно другой,—процесс крашения следует рассматривать как адсорбцию и диффузию красителя в порах волокна и закрепление его на специфических участках доступной внутренней поверхности полимера. По современным представлениям эти различия во [c.158]

Технология крашения. Процесс проводят в присут. 1 -2 г/л анионоактивного ПАВ, обычно диспергатора НФ [мети-лсн-ймс-(нафталинсульфоната)динатрия]. По периодич. схеме процесс осуществляют при повыш т-ре ацетатное волокно не выше 85 °С, полиамидное, триацетатное и полиакрилонитрильное при 98-100°С, полиэфирное при 130°С под давлением и pH 4,5-5,5 (т. наз. высокотемпературный способ) Триацетатное и полиамидное волокна можно также окрашивать под давлением при 115-120 °С. Реже полиэфирное волокно окрашивают при 98-100 С в присут. переносчика, в качестве к-рого используют, напр., о- и п-фе-нилфенолы, дифенил, эфиры бензойной и салициловой к-т, производные нафталина переносчик, изменяя состояние волокна и красителя, способствует увеличению скорости диффузии и сорбции Д. к. волокном. Крашение диазотирую-щимися Д.к. проводят вначале обычным периодич. способом, после чего осуществляют диазотирование красителя на ткани при 15°С в р-ре, содержащем КаКОг и НС1, а затем-азосочетание, иапр. с 2-гидроксинафтойной к-той. [c.80]

КРАШЕНИЕ ВОЛОКОН, проводят с целью придания им одного определенного цвета (в отличие от печатания тканей). Различают след, стадии 1) диффузию красителя в водном р-ре к пов-сти волокна. Диффузия существенно ускоряется перемешиванием красильного р-ра, а также созданием на повчгги волокна заряда, противоположного заряду красителя, или снижением величины одноименного заряда, что достигается изменением pH красильного р-ра введением электролита. Напр., поскольку белковые волокна обладают амфотерными св-вами, создают кислую среду, в к-рой протоны подавляют ионизацию карбоксильных групп волокна. В результате волокно приобретает положит, заряд HjN—Бел—СООН -f Н - HjN —Бел—СООН, что благоприятствует взаимод. его с анионом красителя с образованием соли кр—SO3 NHj—Бел—СООН. [c.499]

Влияние увеличения молекулярного веса растворенного вещества (эквивалентное влиянию увеличения размера частиц, см. стр. 112) на увеличение адсорбции на твердом теле при низких концентрациях иллюстрируется данными табл. 6 на стр. 101. Однако молекулярная агрегация приводит к замедлению броуновского движения (см. стр. 110,120) и уменьшает скорость диффузии (стр. 146) молекул красителя. Удивительно, что коэфициент диффузии красителя, по крайней мере через целлофан, растет до максимального, а затем падает с увеличением концентрации соли. Причина этой аномалии неизвестна, ио факты указывают, что явление это чрезвычайно слогкное. Это наводит на мысль, что в случае этих непосредственных красителей, которые мало или почти не адсорбируются на хлопке в отсутствии солей, роль последних заключается н понижении -потенциала (стр. 201) отрицательно заряженной целлюлозы, в результате чего анионы красителя могут приближаться. При низкой концентрации соли двухвалентных металлов более эффективно способствуют адсорбции, чем соли одновалентных. Сернокислый алюминий, однако, менее эф ])ек-тивен, чем хлористый натрий, возможно, потому, что он коагулирует краситель. Рис. 8 показывает, что при высоких концентрациях соли, чем больше способность волокна к набуханию, тем больше обнаруживается и адсорбция краски, вовможно, вследствие большей доступности больших агрегатов красителя внутрь волокна. Относительно низкую адсорбцию на регенерированной целлюлозе при малых концентрациях соли можно объяснить понижением сродства между краской и волокном вследствие деградации, аналогичной той, которая происходит при образовании оксицеллюлозы (стр. 163). [c.510]

При выводе уравнения (5) Крэнк, рассматривавший диффузию красителя в волокно, принимал следующие условия 1) волокно сохраняет в процессе диффузии цилиндрическую форму и постоянный радиус 2) состав ванны остается постоянным 3) концентрация красителя у поверхности волокна постоянна 4) равновесные концентрации красителя в волокне и ванне одинаковы 5) коэффициент диффузии в ходе процесса не изменяется. [c.262]

Наличие в волокнистых материалах микрокристаллических участков с различной степенью ориентации и уплотнения макромолекул является важным фактором, определяющим реакционную способность, упругоэластические свойства и прочность различных волокон. Аморфные, менее уплотненные участки играют важную роль в процессах крашения и печатания текстильных материалов они обеспечивают возможность диффузии красителя в толщу волокна. Плотные микрокристаллические области недоступны для молекул или ионов красителей. В процессе эксплуатации текстильных материалов вследствие наличия аморфных и кристаллических участков в микрофибрнллах происходит перераспределение местных перенапряжений и тем самым повышается износостойкость волокон. [c.10]

Гидрофобные синтетические волокна отличаются от гидрофильных природных и химических волокон прежде всего тем, что они не набухают в воде и водных растворах, поэтому требуются какие-то иные способы повышения восприимчивости гидрофобных синтетических волокон к красителям, например повышение температуры. В обычных условиях (20—25 °С) макромолекулы термопластичных синтетических полимеров находятся как бы в замороженном, застеклованном состоянии и не способны к каким-либо перемещениям. При повышении температуры в определенный момент происходит расстекловывание полимера, т. е. возникает явление сегментальной подвижности макромолекул, что приводит к образованию в аморфных областях волокна свободных пространств, достаточных для прохода молекул красителя. Температура, при которой происходит изменение сегментальной подвижности макромолекул волокнообразующего гидрофобного полимера, называется температурой стеклования. О том, насколько эффективен температурный фактор при краш1ении гидрофобных синтетических волокон в водной среде, можно судить по следующим экспериментальным данным. При 100 °С коэффициент диффузии красителя в полиэфирном волокне, характеризующий скорость проникновения красителя в волокно, составляет 10 —10см /с. Повышение температуры до 150—230°С приводит к увеличению этого показателя до 10 °—10 см /с. С примерно такими же скоростями диффундируют красители в набухшие в воде гидрофильные волокна при 100°С. [c.48]

Рис. и. Зависимость коэффициент диффузии красителя Прямого чистс голубого в вискозное волокно о концентрации КаС1. [c.66]

Таким образом, единый цикл физико-химических явлений, обусловливающих доставку в волокно молекул красителя и фиксирование их активными группами волокнообразующего полимера, при крашении по непрерывным схемам нарушается. На стадии пропитывания волокнистого материала в основном происходит принудительное перемещение молекул или ионов красителей из пропиточной ванны в раствор, заполняющий межво-локонные пространства, и лишь в очень незначительной степени начинается заторможенная адсорбцией диффузия красителя в субмикроскопических порах волокна. При увеличении продолжительности пропитки или при инициировании на этой технологической стадии адсорбционно-диффузионных процессов степень проникновения красителя внутрь волокна может существенно возрасти. В основном же диффузионные процессы и фиксирование красителя в волокне протекают на стадии тепловой обработки после пропитки и отжима текстильного материала. [c.73]

Суш,ественное влияние на скорость диффузии оказывает и состояние активного красителя в растворе. Факторы, способст-вуюш ие распаду ассоциатов красителя в растворе (температура, диспергируюш,ие веш ества, ш елочная среда), ускоряют диффузию красителя в волокне, а факторы, усиливаюш,ие ассоциацию (повышение концентрации красителя и электролита), снижают скорость диффузии. [c.103]

При выборе оптимального режима взаимодействия активного красителя с волокном необходимо учитывать, что повышение температуры и щелочности ванны ускоряет и нежелательную реакцию красителя с водой. Гидролиз красителя возможен как на стадии диффузии красителя к поверхности волокна, так и во время диффузии его в волокне. Присутствие на волокне гидролизованной формы красителя, удерживающейся лишь за счет сил Ван-дер-Ваальса и водородных связей, снижает устойчивость окраски к мокрым обработкам и трению. Поэтому гидролизованный краситель необходимо удалить с волокна в процессе промывки. [c.105]

В начальный период крашения при погружении полиакрило-нитрильного волокна в раствор катионного красителя происходит адсорбция катионов красителя, обусловленная в основном электростатическим притяжением к отрицательно заряженной поверхности волокна. Образование адсорбированного слоя создает большой концентрационный градиент, способствующий диффузии красителя внутрь волокна. Однако перераспределение катионов красителя из поверхностного слоя внутрь волокнистого материала протекает очень медленно, так как полиакрилонит-рильное волокно гидрофобно и практически не набухает в воде. Свободный объем внутри волокна, необходимый для диффузии и фиксации молекул красителя, возникает в результате тепловых колебаний участков макромолекул полимера. У полиакрилонитрильных волокон такая подвижность макромолекул начи- [c.118]

Эффективность действия интенсификаторов зависит от их химической природы, концентрации, от строения красителя. Проникая внутрь волокна, интенсификаторы ослабляют межмо--лекулярное взаимодействие в волокнообразующем полимере при этом увеличивается подвижность сегментов полимерных цепей, а следовательно, и скорость диффузии красителя в волокно. Известна также способность интенсификаторов повышать растворимость дисперсных красителей. Поэтому они могут образовывать в волокне высококонцентрированные красильные микрованны, из которых краситель быстрее диффундирует в глубь волокна. [c.160]