Крашение химических волокон адсорбция красителей

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]

Все сказанное относится только к такому процессу крашения, который доведен до состояния равновесия, когда при длительном времени пребывания волокна в красильной ванне скорости адсорбции красителя волокном и десорбции его из волокна выравниваются. В реальных же процессах крашения, когда волокно находится в красильном растворе в течение очень ограниченного времени, состояние равновесия практически никогда не достигается, и влияние температуры на результаты крашения может проявляться по-разному в зависимости от степени удаленности процесса от состояния равновесия. Чаще всего в реальных процессах крашения, особенно если они проводятся по непрерывной схеме, повышение температуры приводит не к понижению, а к возрастанию накрашиваемости волокнистых материалов. Происходит это потому, что повышение температуры одновременно сказывается как на адсорбционной, так и на диффузионной стадиях общего физико-химического цикла крашения. Под влиянием температуры эффективность адсорбции снижается, скорость же диффузии резко возрастает, и если процесс сильно удален от состояния равновесия, то накрашиваемость волокна увеличивается. [c.59]

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]

К другому классу химических соединений принадлежат основные красители — катионные соединения, растворимые в воде за счет присутствующего в их молекуле четвертичного атома азота. Основные красители применяются для крашения полиакрилонитрильных волокон. Они образуют соли с карбоксильными и сульфогруппами, введенными в волокно с соответствующими сомономерами на стадии полимеризации. Существует два практически важных типа основных красителей, в которых четвертичный атом азота либо находится в заместителе, как в красителе 29, либо входит в состав гетероцикла, составляющего часть хромофорной группы, как в красителе 30. Оба типа красителей обычно синтезируют путем превращения соответствующих окрашенных аминов, содержащих третичный атом азота, в четвертичные аммониевые соединения. Солеобразование между красителем и волокном обеспечивает удовлетворительную прочность выкрасок. Однако слишком большая скорость адсорбции красителя приводит к неравномерности окраски, и для [c.373]

Крашение. Вещество, обладающее окраской, является красителем лишь в том случае, если оно закрепляется на материале (волокне, коже, резине). Способы, при помощи которых краситель закрепляется на волокне, зависят не только от его химического строения, но и от природы волокна. Так, шерсть и натуральный шелк являются протеинами, обладают амфотерными свойствами и сродством к соединениям, содержащим кислотные или основные группы, поэтому их можно окрашивать простым внесением в растюр кислотного или основного красителя. Хлопок, искусственный шелк (за исключением ацетатного шелка) являются углеводами, характеризуются нейтральными свойствами и не обладают сродством ни к кислотным, ни к основным красителям. Поэтому процесс крашения, т. е. фиксации красителя волокном, сводится в одних случаях к адсорбции красителя волокном, в других — к образованию с волокном химического соединения. [c.467]

То, что добавка соли замедляет процесс крашения кислотными красителями и ускоряет процесс крашения прямыми красителями, иллюстрирует принципиальное различие между процессом крашения шерсти кислотными красителями, являющимся химической реакцией, и процессом крашения хлопка прямыми краси-. телями, сводящимся главным образом к адсорбции красителя волокном. [c.535]

Если процесс крашения продолжается достаточно долго, то между красителем, адсорбированным на волокне, и красителем, остающимся в растворе, устанавливается определенное равновесие. Распределение красителя между этими двумя фазами определяется химическим сродством красителя к волокну, которое зависит от изменения свободной энергии при адсорбции молекулы красителя и количественно может быть оценено при помощи описанных в литературе методов. В этой главе, однако, данный вопрос подробно рассматриваться [c.464]

Единственное полиэфирное волокно, более или менее полно исследованное с точки зрения крашения, это волокно терилен, которым и будет ограничено в этой главе рассмотрение вопроса о крашении полиэфирных волокон. Терилен имеет очень плотную структуру, что чрезвычайно затрудняет его крашение. Исследование химического строения терилена показывает, что основными группами, способными к адсорбции красителя, являются эфирные и, возможно, концевые гидроксильные и карбоксильные группы. Очевидно, что это волокно должно иметь значительное сходство с ацетатным волокном и обладать сродством к красителям для ацетатного шелка и вообще к фенолам и аминам. Волокно терилен не должно поглощать кислотных или прямых красителей. Проведенное исследование накрашивающей способности подтвердило эти предположения и показало, что наиболее целесообразно использовать для [c.482]

Из двух других физико-химических стадий процесса крашения—адсорбции молекул красителя поверхностью волокна и диффузии их внутри волокнистого материала — наиболее медленной является стадия диффузии и в большинстве известных технологических процессов она определяет общее содержание и распределение красителя в волокне. [c.54]

Основными физико-химическими процессами при крашении кубовыми красителями являются 1) восстановление кубового красителя в щелочной среде и образование растворимой в воде натриевой соли лейкосоединения 2) адсорбция натриевой соли лейкосоединения поверхностью волокна и диффузия ее в толщу волокнистого материала 3) окисление лейкосоединения в во локне до исходного кубового красителя. [c.122]

Целлюлозные же волокна химически относительно индифферентны, так что в процессе крашения ни при каких условиях не происходит химических реакций между веществом волокна и молекулой красителя, как у шерсти или шелка. В этом случае, по-видимому, осуществляется коллоидно-хи-мический процесс адсорбции, при котором краситель присоединяется к волокну за счет остаточных свободных связей. Хлопчатобумажные волокна состоят из вытянутых в длину молекул целлюлозы. Молекулы не содержат никаких химически активных групп, по крайней мере таких, которые легко диссоциируют. Поэтому окраска с помощью солеобразования исключается. Конечно, молекула целлюлозы содержит многочисленные ОН-группы, но они не обладают основными свойствами. Однако существует группа красителей, имеющих радикалы, которые могут свободно соединяться с этими ОН-группами с помощью так называемых водородных связей. При этом важную роль играет форма молекулы красителя. У конго красного образование водородных связей происхо- [c.136]

Поверхность волокна, доступная для красителей, возможно, идентична межмицеллярной поверхности, площадь которой удалось определить с помощью различных методов сорбции иода [5—8], измерения адсорбции газов [9], инфракрасной спектроскопией адсорбентов ПО] и рентгеновским анализом. Эта поверхность (или аморфная зона) волокна составляет 5—14% от общей поверхности и, с точки зрения топологии волокна, должна соответствовать активной поверхности полимерных материалов, применяемых для отделки, и поэтому химическую модификацию целлюлозного волокна можно изучать теми же методами [11]. Место химического связывания красителя еще не уточнено с помощью электронного микроскопа [12]. Набухание волокна влияет на топологию реакции крашения, в процессе набухания реакционная способность целлюлозы возрастает [13—15], а после термической обработки она снижается [16—18], так как при нагревании меж-мицеллярные промежутки уменьшаются. Например [19], в волокне, набухшем от действия воды, в химические реакции способно вступать 14% гидроксильных групп, а в высушенном в жестких условиях (сушка шок-методом )—всего 0,9% (измерение проводилось с помощью этилата таллия). [c.246]

Крашение найлона и других новых волокон и смешанных тканей еще представляет трудности, но уже намечаются пути их разрешения. Требования к прочности красителей, включая прочность к новым обработкам текстильных материалов становятся осе строже, и можно предвидеть, что поиски прочных и дешевых красителей будут продолжаться и в дальнейшем. Дешевизна была главной целью производства со времени зарождения анилинокрасочной промышленности. Другими техническими проблемами, требующими разрешения, является простая методика получения ровных выкрасок за минимально короткое время и применение при крашении более простой техники и процессов. Понятно, что при существующем большом количестве классов красителей открытие новых классов в будущем весьма затруднено и маловероятно, но существует обширное поле деятельности по изменению красителей с уже известными хромофорами и улучшению их свойств с точки зрения их применения. Что касается теоретической стороны, то, как это ни странно, химия цвета до сих пор остается открытым вопросом. Наши данные о зависимости между химическим строением и цветом красителей в большой мере эмпиричны. Физики не могут еще применить методы квантовой механики для расшифровки и предсказания спектров поглощения молекул более сложных, чем некоторые углеводороды. Немногое известно и о действии света на красители, в результате чего происходит выцветание, и о какой-либо зависимости между цветом и химическим строением красителя, с одной стороны, и его прочностью к свету, — с другой. Много нерешенных проблем имеется и в отношении каталитической активации некоторыми красителями процесса фотохимического распада целлюлозы. Теории крашения также находятся в совершенно зачаточном состоянии, несмотря на изредка появляющиеся по этому вопросу работы. Даже разбирая простейший случай сродства азокрасителя бензидинового типа к целлюлозе, нельзя привести никаких точных зависимостей между строением молекулы красителя, кинетикой адсорбции и природой сил, связывающих краситель с волокном. [c.40]

Подобно прямым красителям, сродством к волокну того же физического и химического характера обладают лейкосоединения кубовых красителей, полученные путем восстановления нерастворимых красителей гидросульфитом (или при печатании — ронгалитом) в щелочной среде. При окислении лейкосоединений, сорбированных волокном, вновь образуются-нерастворимые красители — пигменты, лишенные сродства к волокну и удерживаемые на нем в силу чисто физических причин (силы адгезии, электростатическое притяжение, пространственные затруднения), рассматриваемых в теории прилипания. Многие кубовые красители дают окраски наивысшей прочности. Они находят широкое применение в печати, в частности при окраске азокрасителями для получения цветной расцветки вытравкой . Трудности получения ровных окрасок в крашении в настоящее время преодолены благодаря применению суспензионного метода крашения, по которому на волокно сначала наносят суспензию высокодисперсного красителя, а затем производят восстановление при помощи щелочного раствора гидросульфита. Это восстановление проводится или в растворе, или в паровой среде, или в расплавленном металле, или в горячем минеральном масле. Б печати применяются специальные препараты кубовых красителей, содержащие вспомогательные вещества, облегчающие восстановление, растворение, адсорбцию и диффузию лейкосоединения красителя. Растворимые в воде сернокислые эфиры лейкосоединений кубовых красителей (кубозоли и индигозоли) обладают умеренным сродством к волокну и проявляются при обработке окислителями в кислой среде. [c.83]

В отличие от процесса крашения животного волокна кислотными красителями, когда имеет место химическое взаимодей-гтвие между красителями и веществом волокна, при крашении прямыми красителями происходит лишь поглощение красителя паверхностью волокна (адсорбция красителя). [c.173]

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]

При крашении кубовыми красителями (т. е. антрахиноновыми или инди-гоидными) сначала восстанавливают нерастворимый пигмент до растворимой бесцветной лейкоформы действием восстановителя, обычно гидросульфитом натрия в щелочной среде. После адсорбции красителя на волокне последний окисляют, Б результате чего вновь образуется исходный нерастворимый пигмент, который фиксируется на ткани. Превосходная прочность красителей этой группы объясняется очень плохой растворимостью пигмента в окисленном состоянии. Раньше окисление проводилось исключительно действием воздуха сейчас для этой цели используется химическая ванна. Типичная окислительная ванна может иметь один из следующих составов 1) 2 вес. "о бихромата калия -1-2 вес.% уксусной кислоты 2) 1 вес. о пероксобората натрия или 3) 1 вес.% перекиси водорода. Соответственно нужно регулировать pH и температуру ванны [17, 41]. [c.489]

Вюрц [401] разбирает вопрос о связи между строением и на-крашиваемостью синтетических волокон. Вегман [402] установил закономерную связь между светопрочностью основных красителей на полиакрилонитрильных волокнах и их основностью. С повышением основности красителя его светопрочность на полиакрилонитрильных волокнах, как правило, понижается. Гленц [403] установил, что первичный процесс крашения состоит в адсорбции основного красителя поверхностью полиакрилонитрильного волокна, затем следует растворение красителя в фазе волокна и его диффузия в глубь волокна. Основная часть поглощенного красителя химически связывается кислыми груп- -пами полиакрилонитрильного волокна. Помимо этой химически связанной части, некоторая доля красителя находится в растворенном состоянии и небольшая доля — в поверхностном сорбционном слое. Наивысшей светопрочностью обладает химически связанный краситель. Фрелих [404] предлагает для облегчения процесса крашения полиакрилонитрильного волокна осуществлять 1) нарушение кристаллической структуры волокна введением в молекулы боковых цепей 2) введение в структуру полимера активных групп (окси-, аминогрупп и других) 3) применение при крашении темп. > 100° 4) создание новых типов красителей. Поцца [405] считает, что наиболее применимо для синтетических волокон крашение в условиях повышенного давления и темп. > 100°. [c.572]

Скорость адсорбции красителей на поверхности волокон Уг зависит от электрического заряда молекул или частиц красителя в растворе и от электрокинетического потенциала поверхности волокна. Если оба заряда одноименны, адсорбция красителя на поверхности волокна тормозится, а в некоторых случаях полностью прекращается. Однако, добавляя в красильную ванну - соответствующие поверхностно-активные вещества (анионо- или катионоактивные) или электролиты, можно в широких пределах изменять дзета-потенциал на поверхности волокон и ослаблять барьер, затрудняющий сорбцию красителя на поверхности волокна. В то же время при крашении химических волокон всегда приходится учитывать величину и знак дзета-потенциала, которые определяются числом и полярностью функциональных групп в макромолекулах на поверхности волокон. Большинство химических волокон обладает электроотрицательным дзета-потенциалом, характерным для групп ОН, СЫ, 50зН и других электроотрицательных групп. Группы ЫНг, СзНаМ и др. снижают величину этого потенциала или изменяют знак на положительный. Поэтому характер добавок к красильной ванне зависит не только от свойств применяемых красителей, но и от свойств окрашиваемых волокон. [c.319]

Гидролизованный краситель не содержит активных групп и поэтому не может химически взаимодействовать с волокнами. Он сорбируется волокном из ванны и ухудшает устойчивость окрасок к мокрым обработкам и трению, поскольку удерживается на волокне только силами адсорбции. В зависимости от строения красителя и условий крашения или печати с водой взаимодействует 10—30% красителя. Чем выше реакционная способность красителей, тем в большей степени они гидролизуются. Особенно легко гидролизуются дихлортриазиновые красители. Гидролиз активных красителей значительно ускоряется с повышением температуры и pH красильной ванны. [c.142]

ВЫСОКОЙ активностью. В процессе крашения шерсти, в отличие от хлопка, гидролиз играет лишь небольшую роль, так как аминогруппы обладают значительно более высокой нуклеофильностью и в слабокислой среде гидролиз красителя весьма незначителен. Оптимальное значение pH реакции дл,я каждого класса красителя находят определением степени фиксации как функции pH. Основной проблемой при крашении шерсти активными красителями является равномерность окраски. В отличие от крашения целлюлозных волокон, характеризующихся воспроизводимостью и равномерностью, крашение шерсти сильно зависит от свойств и поведения отдельных красителей и волокон. Построение кривых сродства и фиксации отдельных красителей позволяет подобрать наиболее благоприятные условия процесса, но не дает возможности сделать какие-нибудь общие выводы из-за различных свойств самих волокон. Разнородные химические и физические свойства шерсти являются препятствием для оценки реакций шерсти с активными красителями, с точки зре-ння их совместимости на основании сравнения кривых адсорбции и фиксации. Адсорбция и фиксация в разной степени зависят от pH и это даст возможность регулировать их более или менее независимо друг от друга. Например, если крашение -ведут красителями, содержащими -сульфоксиэтилсульфонильную группу —502(СН2)2050зЫа для взаимодействия с волокном необходимо, чтобы прежде всего образовался винилсульфон и поэтому нужно соответственно регулировать pH, так как в щелочной среде анионный краситель практически не имеет сродства к волокну [285—288]. [c.289]

Крашение тканей из естественных волокон осуществляется либо непосредственно за счет прочной адсорбции краски на их поверхности, либо путем отложения частиц краски внутри имеющихся в волокнах пор. Последнее достигается при помощи различных методов. В одних случаях ткань пропитывают коллоидным раствором краски (каковым и является водный раствор многих органических красителей) и затем действием электролитов вызывают коагуляцию этого раствора внутри пор, в других — ткань пропитывают раствором того или иного вещества, которое само не является краской, но путем соответствующей химической обработки (например, действием окислителей) может быть затем переведено в нерастворимую краску, остающуюся заключенной внутри пор волокна. Однако довольно часто (особенно при крашении хлопка) неприменимым оказывается ни один из приведенных выше приемов. Тогда пользуются так называемым протравным крашением, при котором на ткани предварительно осаждаются вещества, прочно удерживаемые волокнами, с одной стороны, и хорошо адсорбирующие краски —с другой. Так как к подобным веществам относятся многие гидраты окислов (в частности. лсЗпОа г/НаО), в качестве протрав применяют дающие их при гидролизе соли (например, Ка2[Зп(СН)б]). Искусственные волокна часто могут быть окрашиваемы в желаемый цвет уже при их получении. [c.139]

В случае недиссоциированного красителя его химический Потенциал в идеальном растворе (jXp) соответственно пропорционален логарифму его канцентрации. Я я Т обозначают газовую константу и абсолютную температуру, А — константа, не зависящая от концентрации. Процессы крашения во многих случаях протекают —прежде всего если работать в условиях, близких к практическим, — при таких соотношениях концентраций, при которых растворы не ведут себя как идеальные поэтому вместо концентрации в уравнение (5) ужно ввести активности. То же самое относится, естественно, к другой фазе, т. е. к красителю на волокне. В то время как коэффициенгы активности, необходимые для вычисления активности в водной фазе, в некоторых случаях могут быть определены, их экспериментальное или расчетное определение для красителя на волокне наталкивается на почти непреодолимые трудности. Поэтому в большинстве случаев приходится работать с величинами концентрации. Следует настоятеЛьно указать на то, что термодинамика процессов крашения, таким образом, приобретает характер неопределенности. Полуколичественное изучение с помощью изотерм адсорбции может быть более точным, чем термодинамическое определение сродства красителя к волокну. [c.311]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология