gototopgototop

Влияние редокс-систем на процесс крашения вискозного субстрата

Захаренков Сергей Александрович - аспирант и асситент преподавателя на кафедре химической технологии и дизайна текстиля Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна (г. Санкт-Петербург)

Кудрявцева Екатерина Викторовна - студентка кафедры химической технологии и дизайна текстиля Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна (г. Санкт-Петербург)

Аннотация: В статье представлены исследования влияния окислительно-восстановительных систем (ОВС или редокс-систем) на интенсификацию процесса колорирования вискозного субстрата.

Ключевые слова: Редокс-система, крашение, интенсификация, вискоза, целлюлоза, краситель, ик-спектроскопия, комплексон, интенсивность окраски.

Исследование влияния ОВС на вискозный субстрат с применением ИК-спектроскопии.

В ранее проведенных исследованиях получены подтверждения того, что обработка целлюлозного субстрата с предлагаемой ОВС повышает его накрашиваемость с увеличением прочности окраски. Обработку можно проводить как перед процессом колорирования, так и совместить эти два процесса. У некоторых авторов [1, 2] имеются предположения о том, что обработка ОВС изменяет поверхностную структуру волокна что, в свою очередь, и приводит к образованию новых активных центров.

Для исследования поверхностных модификаций целлюлозы достаточно получить ИК – спектр в области частот 400 – 4000 см-1. По частоте, при которой происходит поглощение, можно сделать вывод о наличии определенных групп атомов и видов связей (характеристические колебания, например, -ОН, -СН3, - СООН и др.)

В каждом спектре имеются полосы, интенсивность которых зависит от состояния упорядоченности полимера. Известно, что состояние упорядоченности имеет большое значение для эксплуатационных свойств полимеров, например, прочности, накрашиваемости, термостойкости.
Надмолекулярная структура целлюлозы просматривается в области частот 1500 – 1200 см-1 , 900 – 400 см-1 . ИК-спектры вискозного материала, обработанного при различных условиях, приведены на рис. 1 и 2.

На рисунке 1 показаны результаты сравнительных предварительных обработок материала ОВС и ферментным препаратом. Анализируя полученные данные, можно отметить, что для образца, обработанного при 80 0С системой персульфат аммония-тиомочевина (15 минут, кривая 2), убывание полосы отражения свидетельствует о повышении аморфной фазы. Аналогичные результаты были получены и для ферментативной обработки (панкреатин, 60 минут при 50 0С, кривая 1). К тому же, увеличение свободных ОН –, СО2 – и альдегидных групп свидетельствуют об изменении поверхностной структуры ткани, возможно, даже происходит разрушение макромолекул вискозного волокна, чем и объясняется лучшая накрашиваемость обработанных образцов, по сравнению с необработанными.

На рисунке 2 показаны результаты для выкрасок вискозной ткани, выполненных в различных условиях. Крашение осуществлялось прямым красителем красно-фиолетовым 2КМ (св.) по классической рецептуре, описанной в [3]. Для кривых, показанных на рисунке 2, выводы следующие: наибольшее увеличение полосы поглощения свойственны образцам 3 и 4. Соответственно, увеличение свободных ОН –, СО2 – и альдегидных групп происходит в наибольшей степени для образца, подвергнутого обработке ферментом. Значит, ферментативная обработка приводит к наибольшему повреждению поверхности материала. Самое небольшое влияние на структуру волокна оказывает предварительная обработка с ОВС.

Рисунок 1. ИК-спектр вискозного волокна
(1 – неокрашенный образец, после обработки ферментом; 2 – неокрашенный образец, обработанный ОВС; 3 – образец без обработок).

Рисунок 2. ИК-спектр вискозного волокна
(1 – окрашенный образец, без предварительной обработки; 2 – окрашенный образец с предварительной обработкой ОВС при 80 0С (15 минут); 3 – окрашенный образец с предварительной обработкой ферментом при 50 0С (60 минут); 4 – образец, окрашенный с добавкой ОВС при крашении, при 90 0С).

Изменение спектральных и цветовых характеристик вискозного материала, окрашенного красителем прямым красно-фиолетовым 2КМ (св.) при введении комплексонов.

Также предполагается целесообразным исследовать влияние комплексона на показатели окрашенной ткани. Это обусловлено возможностью повышения длительности существования радикалов, образуемых окислительно-восстановительной системой, в присутствии комплексонов.

Были выбраны органические комплексоны – Plexen CA и Трилон Б, которые и вводились  в ОВС персульфат аммония-тиомочевина. Т.о., обработке подвергались 5 образцов: 1) образец, окрашенный без ОВС; 2) образец, окрашенный в присутствии ОВС (персульфат аммония + тиомочевина – 0.005+0.05 моль/л); 3) образец, окрашенный в присутствии ОВС (персульфат аммония + тиомочевина – 0.005+0.05 моль/л), с добавлением Трилона Б 2 г/л; 4) образец, окрашенный в присутствии ОВС (персульфат аммония+ тиомочевина – 0.005+0.05 моль/л), с добавлением Plexen CA 1 г/л; 5) образец, окрашенный в присутствии только персульфата аммония (0.005 моль/л).

Из полученных данных сделан вывод о том, что действительно, введение комплексонов в обоих случаях повышает интенсивность окраски, кроме того, прочность окраски к физико-химическим испытаниям составила 5 – 4 – 4. Не отмечено также изменений в цвете окрашенных образцов, на спектральных кривых отражения нет существенных бато- или гипсохромных сдвигов, наблюдается только гиперхромный эффект, присущий практически в равной степени обоим комплексонам (свидетельствует о полной сохранности хромофора красителя). Для образца, окрашенного в присутствии только персульфата аммония, отмечается самый низкий уровень разноотеночности, но также и самый низкий показатель увеличения интенсивности окраски. Для всех образцов показатель разноотеночности находится в пределах нормы.  Это может служить подтверждением имеющихся в литературных источниках сведений об образовании между прямым красителем и волокном ковалентной связи при условии использования окислительно-восстановительных систем.

Список литературы:

1. A. Kantouch, F. Kantouch and H. El-Sayled. Surface Modification of Wool Fabric to Improve its Printing with Acid and Reactive Dyes / Textile Research Division, National Research Centre, Dokki, Cairo, Egypt. 2006.
2. Петрова О.В., Буринская А.А., Жукова Н.А. Интенсификация процесса крашения шерсти активными красителями с использованием окислительно-восстановительных систем / Технология текстильной промышленности, 2002, №6, стр. 57 – 59.
3. Лабораторный практикум по химической технологии текстильных материалов/Под ред. Г. Е. Кричевского. – М., 1995 – 397 с.

Интересная статья? Поделись ей с другими:

Внимание, откроется в новом окне. PDFПечатьE-mail

Отправить статью

...

Форма оплаты

Номер статьи, присвоенный редакцией
Количество страниц в статье
Количество экземпляров журнала
Доставка: РФСНГ
Скидка (%)
Заказать свидетельство о публикации
1. Стоимость публикации каждой страницы статьи составляет 200 рублей.
2. Стоимость каждого экземпляра журнала, включая его печать и доставку, составляет 350 рублей для России и 420 рублей для стран СНГ.
3. Стоимость свидетельства о публикации составляет 120 рублей

Реквизиты для оплаты через банк