Власенко Н.А. - Текстильный институт ИВГПУ

УДК 677.842.333
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА КРАШЕНИЯ СМЕСОВЫХ ВОЛОКОН КУБОВЫМИ
КРАСИТЕЛЯМИ
Н. А. ВЛАСЕНКО, Р. П. ЯКИМЧУК. Л. И. ПРИМАК
(Херсонский индустриальный институт)
В связи с проблемой однотонного окрашивания смесовых волокон, в частности, целлюлозных и
полиэфирных, которые в настоящее время окрашиваются смесью красителей различных классов,
актуальность приобретает разработка способов крашения таких волокон одним классом красителей.
При крашении смеси целлюлоза — полиэфир особого внимания заслуживают кубовые красители.
Рассматриваемую смесь волокон можно окрашивать кубовыми красителями по термозольному
и лейкокислотному способам [1, 2]. Однако их применение в условиях производства в силу
некоторых специфических недостатков не нашло широкого применения.
Исследован процесс крашения смесовых волокон кубовыми красителями, обеспечивающий
равномерную окраску при однотонном прокрашивании составляющих смеси.
Полиэфирное волокно, как правило, не окрашивается хинонной формой кубового красителя
ниже температуры термозолирования вследствие того, что размер частиц красителя значительно
превышает размер пор волокна. Полиэфирное волокно можно окрасить хиноном красителя в
высокодисперсной форме. Последняя получается за счет перекубования красителя, поэтому
разрабатывались условия, обеспечивающие однотонное крашение смесовых волокон хиноном
кубового красителя.
Возможность крашения по данному способу связана, по-видимому, с.уменьшением размера
частиц красителя, что позволяет вести процесс по схеме крашения дисперсными красителями.
Для изучения степени дисперсности суспензии кубовых красителей исследовали
спектрофотометрическими методами на спектрофотометрах «Спекол-11» и СФ-26. Сначала были
сняты спектры поглощения ряда красителей, которые находились в трех формах: в виде хинона,
лейко-кислоты и натриевой соли лейкосоединения. Предварительно суспензии красителей
центрифугировали для удаления грубодисперсной фракции красителя, искажающей спектральные
характеристики. На рис. 1 приведены спектры поглощения кубового золотисто-желтого ЖХД.
Таблица 1
Концентрация
красителя, г/л
Содержание высокодисперсной фракции, %
кубового синего ОД*
дисперсного синего
полиэфирного
0,001
98,2/100
100
0,005
91,1/100
100
0,01
80,4/100
100
0,02
69,6/100
100
0,05
30,4/100
100
0,06
19,6/100
100
0,08
—/100
100
0,1
—/100
100
0,25
—/100
83,3
0,5
—/100
50,0
0,6
—/84,6
46,7
0,8
—/53,8
33,3
1,0
—/30,8
16,7
1,25
—/15,4
10,0
1,5
—
5,0
2,0
—
___________
Числитель — обычная суспензия; знаменатель — высокодисперсная суспензия.
Межмолекулярные взаимодействия, например ассоциация, проявляются в спектрах молекул
самым различным образом, приводя к следующим характерным явлениям: сдвигу полос поглощения,
№ 5 (209) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 1992
изменению их интенсивности, формы, понижению максимума поглощения [3...5]) и т. д.
Если сравнить кривые 1 и 2 (в координатах D—оптическая плотность,  — длина волны),
соответствующие одной и той же хинонной форме красителя (1—обычная и 2— высокодисперсная
суспензия после центрифугирования), то можно наблюдать повышение максимума поглощения при
переходе от обычной суспензии кубового красителя к высокодисперсной, что свидетельствует об
изменениях в изучаемой системе.
На рис. 1: 3—обычная суспензия; 4—высокодисперсная суспензия; 5—лейкокислота. Однако
спектральные характеристики на рис. 1 еще не позволяют судить о размерах частиц, поэтому далее
исследование суспензии красителя проводили по методу из [4].
Снимали спектры поглощения суспензий красителей с различной концентрацией. Суспензии
готовили таким образом, чтобы с разбавлением произведение толщины слоя в кювете на величину
концентрации красителя оставалось постоянным. Рассчитывали коэффициенты молярного
поглощения, строили зависимость, по которой рассчитывали содержание высокодисперсной
фракции, близкой к мономеру. Для сравнения параллельно исследовали суспензии кубовых и
дисперсных красителей.
В табл. 1 приведены данные содержания высокодисперсной фракции, близкой к мономеру, в
исследуемых суспензиях кубового синего ОД и дисперсного синего полиэфирного.
Как видно, при очень низких концентрациях красителя, не превышающих 0,001 г/л, в обычной
и в высокодисперсной суспензиях содержание высокодисперсной фракции, близкой к мономеру,
составляет 98...100%. Однако при увеличении концентрации до 0,06 г/л в обычной суспензии резко
снижается количество высокодисперсной фракции, в то время как в высокодисперсной суспензии
этот показатель остается близким к 100 %. Только при переходе к более высоким концентрациям
кубового красителя (1...1,5 г/л) доля высокодисперсной фракции, близкой к мономеру, начинает
снижаться.
Кроме того, из табл. 1 видно, что степень дисперсности кубового красителя после
перекубования аналогична показателям дисперсного. Так, кубовый синий ОД и дисперсный синий
полиэфирный при концентрации до 1,25 г/л содержат высокодисперсную фракцию, близкую к
мономеру, а при концентрациях ниже 0,1 г/л — только высокодисперсную фракцию, что и позволяет
окрашивать лавсан высокодисперсной суспензией кубового красителя.
После установления причины, влияющей на возможность крашения хинонной формой
кубового красителя, изучался непосредственно процесс крашения.
На рис. 2 изображена зависимость сорбции (S) кубового красителя от времени  крашения. С
использованием полученной предварительно высокодисперсной суспензией хинонной формы
кубового красителя ярко-зеленого СД окрашивали лавсановую составляющую при температуре
100 °С (отрезок кривой 1—с резким увеличением сорбции на поли эфирной составляющей и
незначительным 2—на целлюлозной). Затем окрашивали целлюлозную составляющую при
температуре 60 °С натриевой солью лейкосоединения (отрезок кривой 1—с незначительным
снижением сорбции на лавсане и, наоборот, 2—с увеличением сорбции на хлопковом волокне).
№ 5 (209) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 1992
На основе предварительных данных крашения смесовых волокон кубовыми красителями
построен график зависимости сорбции от температуры (рис. 3). Определена оптимальная
температура t крашения смеси волокон, соответствующая точке пересечения прямых сорбции на
хлопковой 2 и лавсановой 1 составляющих.
Таким образом, крашение предусматривает следующие операции: предварительное получение
высокодисперсной суспензии кубового красителя, обработку этой суспензией смесовых волокнистых
материалов при температуре 118°С в течение 60 мин, охлаждение красильного раствора до 60 °С,
введение едкого натра и гидросульфита. Далее следует крашение 60 мин натриевой солью
лейкосоединения при температуре 60 °С, окисление, мыловка и промывка.
Анализ качества крашения смесовых волокон показывает, что целлюлоза и полиэфир
окрашиваются с одинаковой интенсивностью, а прочностные показатели окраски соответствуют
требованиям ГОСТ.
ВЫВОДЫ
1. В суспензии, приготовленной методом перекубования, определено количество кубового
красителя, находящегося в высокодисперсной фракции, близкой к мономолекулярной.
2. Показана целесообразность крашения лавсана высокодисперсной суспензией кубового
красителя.
3. Разработаны рекомендации по крашению кубовыми красителями волокон из смеси
целлюлозы и полиэфира.
ЛИТЕРАТУРА
1. Якимчук Р. П., Мищенко А. В., Булушева И. Е. Применение кубовых красителей. - М.:
Легпромбытиздат, 1985.
2. Забашта В. Н. Основы интенсификации крашения полиэфирных волокон.— Л., 1981.
3. Нурмухаметов Р. Н. Поглощение и люминесценция ароматических соединений.— М.: Химия, 1971.
4. Weingarten R.//Malians Textilberichte. — 1967. V. 48, № 3.
5. Луняка К. В.//Хлопчатобумажная промышленность. Электронная спектроскопия красителей Обзорная
информация, 1989.
Рекомендована кафедрой химической технологии волокнистых материалов. Поступила 17.04.92.
__________________
№ 5 (209) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 1992