Повышение накрашиваемости текстильных материалов из синтетических волокон с помощью солей металлов
Павлов Николай Николаевич, Дегтярев Сергей Викторович, Платова Татьяна Евгеньевна, Сафонов Павел Алексеевич и Баранцев Вячеслав Михайлович
Кафедра общей и неорганической химии. Московский государственный текстильный университет
им. А.Н. Косыгина. Ул. Малая Калужская, д. 1. г. Москва, 119071. Россия. Тел.: (495) 955-33-78.
E-mail: onhmgtu@mail.ru
Аннотация
Показана целесообразность применения неорганических солей для интенсификации процессов крашения капроновых и лавсановых волокон. Использование дополнительной обработки катионами металлов и их комплексами качественно улучшает сорбцию кислотных красителей полиамидами и фиксацию дисперсных красителей на лавсане.
Ключевые слова: колорирование волокон и тканей, соли металлов, синтетические волокна.
неорганический соль катион металл
Введение
Крашение гидрофобных волокон является одним из сложнейших химико-текстильных процессов. Поэтому разработка способа, который будет облегчать и интенсифицировать колорирование таких материалов является актуальной задачей химической технологии отделки синтетических тканей.
Наличие катиона металла, связанного макромолекулами полимера [1-2], может приводить к изменению сорбционной способности, модифицированного таким образом волокна, так как открываются возможности для дополнительного связывания красителей катионами металла (донорно-акцепторная связь между металлом и красителем), а также изменениями в структуре полимера, которые приводят к лучшей доступности функциональных групп самого волокна.
Крашение поликапроамидных волокон в основном проводится с использованием анионоактивных кислотных красителей. Для исследования влияния предложенных способов модифицирования капроновых волокон солями металлов, обработанные образцы подвергали крашению по стандартной методике.
Обработку проводили солями металлов с концентрацией 1 моль/л. Использование такой высокой концентрации продиктовано перспективой создания технологического процесса в котором будет использован принцип многократности применения модифицирующей ванны.
Результаты исследования влияния продолжительности обработки на эффективность последующего крашения представлены на рис. 1.
Согласно полученным данным эффективность обработки возрастает в течение первых пяти минут. Дальнейшее увеличение времени пропитки волокон растворами исследованных солей практически не отражается на их сорбционной способности по отношению к кислотным красителям.
Для оценки влияния концентрации растворов солей в условиях предварительной модифицирующей обработки на результаты крашения их концентрации в пропиточной ванне варьировали от 0.1 до 1 моль/л.
Как видно из рис. 2 для всех исследованных солей сорбционная активность полиамидного волокна возрастает с увеличением их концентрации в пропиточном растворе.
Рис. 1. Зависимость сорбции (C) кислотного красителя "Красного 2Ж" капроновыми волокнами от времени обработки её растворами солей. 1 - сукцинатный комплекс хрома; 2 - хлорид кальция + хлорид хрома(III); 3 - хлорид хрома(III); 4 - хлорид кальция
Рис. 2. Зависимость сорбции (С) кислотного красителя "Красного 2 Ж" от молярной концентрации раствора соли. 1 - сукцинатный комплекс хрома; 2 - хлорид кальция + хлорид хрома(III); 3 - хлорид хрома(III); 4 - хлорид кальция
Максимальная накрашиваемость полиамидного волокна отмечается при обработке образцов ткани растворами солей с концентрацией 0.5 моль/л. Увеличение концентрации солей более 0.5 моль/л не способствует возрастанию накрашиваемости полиамидного волокна, что даст возможность использовать многократно одномолярные ванны, при условии реализации предлагаемой технологии.
Катионы кальция и хрома(III) по-разному распределяются в волокне после водной обработки их солями, а разная комплексообразующая способность позволяет образовывать кальцию менее устойчивые комплексы с лигандо-группами полимера, а хрому более устойчивые. Свободное проникновению небольших ионов кальция по всей толще волокна и его сильные акцепторные способности по отношению к водородной связи, вероятно, дают возможность ослабить сетку межмолекулярных связей для облегчения диффузии и хемосорбции катионов хрома(III) поликапроамидом, что в итоге отражается на сорбционной способности всей системы к молекулам кислотного красителя.
Одним из самых трудноокрашиваемых волокон является полиэфирное волокно. Поли-этилентерефталат (ПЭТФ) не имеет активных реакционных групп для присоединения молекул красителей, поэтому его окрашивают особым классом красителей - дисперсными при достаточно жестких условиях.
Рис. 3. Зависимость изменения светлоты ПЭТФ-ткани, окрашенной красителем «Дисперсным синим» от состава модифицирующего раствора. 1 - Салицилатные комплексы разного состава; 2 - Бензоатные комплексы разного состава.
На рис. 3 представлены результаты определения колористической характеристики - изменения светлоты окрашенного образца для ткани модифицированной различными комплексами хрома(III) и окрашенной дисперсным красителем. Существенное увеличение интенсивности окраски можно отметить при использовании комплексов хрома(III), содержащих остатки бензойной кислоты. Эталонным образцом служила ткань, выкрашенная при аналогичных условиях в присутствии свободных кислот. Полученные данные позволяют судить о совместном влиянии на сорбцию красителя не только кислот-пластификаторов, но и их комплексов с катионом хрома(III). Улучшение окраски при повышении содержания органических кислот в комплексах хрома(III) можно объяснить понижением температуры стеклования, а также к возможному взаимодействию хрома с частицами дисперсного красителя, который содержит электронодонорные группы: NH2, и OH.
Выводы
Предварительная обработка синтетических волокон солями металлов позволяет качественно улучшить процессы колорирования текстильных материалов из синтетических волокон.
Литература
1. Павлов Н.Н., Дегтярев С.В., Аникин В.А., Баранцев В.М., Павлова В.В. Влияние неорганических солей на связывание красителей полиэфирными волокнами. Химическая технология. 2002. №1. С.14-19.
2. Баранцев В.М., Аникин В.А., Дегтярев С.В., Чвырев А.В., Павлов Н.Н. Активация синтетических волокон солями металлов в процессах крашения анионными красителями. Хим. волокна. 2005. №1. С.40-42.