Материал: 2674

21

зола. После этого 1-2 капли полученного раствора переносят в другую пробирку, наливают в нее столько же воды и 5-6 капель 10 % раствора гидрата окиси натрия. Окраска становится желтой вследствие образования свободного основания красителя.

В каждую пробирку опустите полоски хлопчатобумажной ткани, шелка, фильтровальной бумаги. Отметьте цвета.

Вопросы и задания

1.С чем связана окраска вещества?

2.Каков диапазон видимой части спектра? Перечислите цвета спектра.

3.Когда цвет вещества воспринимается синим, зеленым?

4.Как от строения вещества зависит его окраска?

5.Какие Вы знаете хромофорные группы?

6.Что такое ауксохромы? Приведите примеры.

7.Какие известны типы красителей?

8.Что такое диазотирование?

9.Напишите реакцию азосочетания.

10.Как закрепляются субстантивные красители на волокна?

Лабораторная работа № 5 (с элементами УИРС)

Крашение древесины, красители

Цель работы: ознакомиться с основными способами крашения древесины. Провести анализ химических аспектов крашения.

Теоретическая часть

Все способы крашения древесины могут быть разделены на группы по следующим основным признакам: технологический – по количеству стадий: на одноили многостадийные; в зависимости от температуры красящего раствора

– на низкотемпературные (20-30 0С) и высокотемпературные (60-90 0С); в зависимости от глубины проникновения вглубь древесины различают: поверхностное (глубина до 50 мкм) и глубокое (сквозное) крашение. Синтетические красители подразделяются на прямые (субстантивные), кислотные, протравные, гу-

22

миновые, растворяющиеся в органических растворителях. К прямым красителям относятся растворимые в воде соли органических сульфокислот. Они имеют сильное сродство к целлюлозе, на волокне удерживаются водородными и ван-дер-ваальсовыми силами. Окраска имеет невысокую светостойкость, низкую прочность к истиранию. Прямые красители применяют при более высоких температурах.

Основные красители относятся к классу азотокрасителей и представляют собой растворимые в воде соли органических оснований. К целлюлозе они сродством не обладают, но могут окрашивать ее после предварительной обработки веществами фенольного характера. Удерживаются на волокне силами ионных связей, окраска характеризуется низкой светостойкостью.

Кислотные красители – соли органических кислот, иногда фенолов, они хорошо закрепляются на волокне в присутствии протрав, в качестве которых применяются соли металлов. Они получили наибольшее распространение для крашения древесины.

Протравные красители представляют собой растворимые в воде (или водо-щелочной среде) красители, содержащие заместители, обуславливающие способность к комплексообразованию с металлами, не обладают достаточным сродством с целлюлозой, закрепляются на волокне силами координационных связей: краситель – металл – волокно.

Гуминовый краситель известен в мебельном производстве под названием ореховой морилки или орехового бейца. Он представляет собой органическую соль гуминовых кислот, содержащихся в торфе, некоторых почвах и углях, хорошо растворимых в воде, обладает высокой светостойкостью.

Растворимые в спиртах красители используются для крашения древе-

сины и поднятия ворса. Основным их недостатком является способность мигрировать в лаковую пленку.

Синтетические красители широко применяются в процессах отделки древесины. Однако необходимо заметить, что все классы готовых синтетических красителей применимы для глубокого крашения только легкопропитываемой древесины лиственных пород и шпона, имеющих большое количество микротрещин, по которым, собственно, и происходит проникновение раствора вглубь древесины. Последнее является серьезным ограничением применения готовых синтетических красителей.

23

Поиски методов имитационной отделки древесины привели к использованию протрав. Протравами называются вещества, красящее действие которых основывается на химическом взаимодействии с дубильными веществами, содержащимися в древесине. Растворы протрав являются истинными, легко проникают в древесину, окраска имеет высокую водо- и светостойкость. Недостатком протрав как красящих веществ является ограниченное количество получаемых цветов, а также зависимость интенсивности окраски от колебания содержания дубильных веществ.

Экспериментальная часть

Опыт 5.1. Протравное крашение, окрашивание березового шпона

а). В чашку Петри (или плоскую ванночку) наливают раствор, содержащий 11 % двухромовокислого калия, 0,4 % гидрохинона, 0,2-0,5 % ПАВ, предварительно нагрев его до 60 0С. В красильный раствор погружают 1-2 образца древесины (березового шпона) и оставляют на 40-60 мин. Определяют цвет окраски древесины (под орех). Напишите реакцию окисления гидрохинона.

б). Аналогично опыту (а) образцы древесины погружают в предварительно нагретый до 80 0С раствор, содержащий FeCl3 (0,1-0,2 %), борную кислоту (0,1-0,2 %). Напишите реакцию образования красной кровяной соли.

Опыт 5.2. Крашение шпона из древесины двухстадийным способом

Температура красильной ванночки 17-22 0С. Продолжительность каждой стадии 3-5 мин. Окраска получается в результате химического взаимодействия компонентов путем обменной реакции. Напишите реакцию образования сульфидов меди, никеля, кобальта.

В табл. 1 приведены концентрации растворов солей и число стадий процесса.

После первой стадии окрашивания образцы подсушивают 5-8 мин. Вторую просушку проводят 10-15 мин.

Результаты окрашивания древесины приведены в табл. 2.

24

Таблица 2

Результаты окрашивания древесины

Опыт 5.3. Крашение однокомпонентными растворами солей металлов

Этим способом можно выявить годичные слои у древесины лиственных пород. Способ заключается в том, что древесина обрабатывается слабым раствором закисной соли железа, который в сочетании с дубильными веществами древесины образует окрашенное соединение. Древесина ранней и поздней зо-

25

ны, имеющая различное содержание дубильных веществ, окрашивается указанными солями в тона различной интенсивности. Процесс обработки заключается в вымачивании древесины в растворе в течение 5-7 мин.

Таблица 3 Закисные соли железа, применяемые в способе выявления годичных слоев

Способы крашения, рассмотренные выше, могут быть использованы как при поверхностном, так и при глубоком окрашивании древесины. Применение в процессе крашения агрессивных сред (кислой, щелочной) значительно увеличивает износ оборудования и требует изготовления его из химически стойких материалов. Особое внимание стоит уделить способу с небольшой продолжительностью процессов. В связи с этим наиболее интересным является крашение древесины растворами солей металлов, проводимое в одну стадию.

Вопросы и задания

1.Является ли крашение результатом химической реакции?

2.Образуют ли вносимые реагенты красящее вещество, реагируя между собой?

3.Реагент играет роль катализатора, способствующего реакции конденсации компонентов древесины между собой? Что вызывает появление окраски?

4.Какие органические и полимерные соединения входят в состав древесины?

5.В чем отличие по химическому составу древесины хвойных и лиственных пород?

6.Каковы строение и свойство целлюлозы?

7.Что представляет собой лигнин?

8.Как построены дубильные вещества?

9.По каким принципам классифицируются способы крашения?