М.В. Семенов - Текстильный институт ИВГПУ

УДК 677.027.423.33
НОВЫЙ МЕТОД ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА
КРАШЕНИЯ ТКАНИ КУБОВЫМИ КРАСИТЕЛЯМИ
М. В. СЕМЕНОВ, О. К.. СМИРНОВА, О. В. КОЗЛОВА,
В. А. ПАДОХИН, А. П. МОРЫГАНОВ
(Институт химии неводных растворов АН СССР,
Ивановский ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт)
Один из принципиально новых способов интенсификации различных технологических процессов и в том числе процессов крашения [1,2] основан на использовании дезинтеграторной обработки,
заключающейся в придании многократных ударных нагрузок порошкам или жидкостям за счет высокоскоростного (до 300 м/с) вращательного движения.
Предлагаемый нами метод механохимической активации состоит в обработке рабочих растворов в кавитационном поле в узком кольцевом зазоре. Такая обработка осуществлялась в лабораторной установке роторно-импульсного типа. Кавитационные поля инициируют в жидкофазных системах различные физико-химические явления и эффекты (дегазацию жидкости, образование радикалов,
ионов, электронов, сонолюминисценцию и др.).
Нами определялась эффективность и целесообразность использования механохимического метода воздействия для активации красильных систем в непрерывных процессах крашения тканей кубовыми красителями.
Активации подвергались растворы, содержащие кубовый краситель и антимигрант (40 г/л 3%ного манутекса RS). После обработки в раствор вводили ронгалит и поташ. Полученным раствором
окрашивали по одностадийному способу [3,4] хлопчатобумажную (миткаль арт. 20), хлопколавсановую («Рубин» арт. 79,33% лавсана) и лавсановую («Надежда» арт. 32195) ткани. Фиксирующей средой для хлопчатобумажной ткани служил насыщенный водяной пар (100°С), а для хлопколавсановой
и лавсановой тканей – пары кипящей азеотропной смеси бензолового спирта и воды (100°С).
Методом дробной фракционной фильтрации установлено, что механохимическая обработка
красильной суспензии способствует активному измельчению грубодисперсных частиц красителя.
При этом практически исчезают частицы, размер которых превышает 10 мкм, а доля мелкодисперсных частиц увеличивается на 5...20 % (табл. 1) в зависимости от фракционного состава выпускной
формы кубового красителя.
Возрастание суммарной поверхности частиц кубового красителя увеличивает его реакционную
способность. В случае предварительной активации красильной суспензии (рис. 1, кривая 1) время
полного восстановления кубового ярко-зеленого Ж в модельных условиях уменьшается с 18 до 12
мин, то есть на 30% (2 – без активации красильного раствора). В этом суммарном эффекте наряду с
увеличением удельной поверхности возможно проявляется и приращение внутренней энергии частиц
красителя.
№ 1 (199) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 1991
Введение в красильную суспензию антимигранта приводит к резкому изменению распределения частиц красителя по размерам. В несколько раз уменьшается доля частиц размером до 10 мкм, а
содержание частиц размером 16...40 мкм увеличивается на 20…50 %. По нашему мнению, это связано с образованием ассоциатов краситель–антимигрант. Механохимическая активация исследуемой
красильной системы увеличивает долю частиц фракции 16...40 мкм на 5…20% и уменьшает количество мелкодисперсных частиц красителя. Вероятно, это обусловлено инициированием процесса взаимодействия мелкодисперсных частиц красителя с макромолекулами антимигранта. Данные о структуре образующихся ассоциатов отсутствуют, но наличие их, кроме метода дробной фракционной
фильтрации, подтверждается данными табл. 2. Из табл. 2 видно, что миграция кубовых красителей на
ткани на стадии сушки полотен, пропитанных красильными растворами, снижается при наличии активации в 1,5...2 раза. Частицы красителя, связанные с загустителем, теряют способность перемещаться к поверхности ткани вместе с водой в процессе сушки.
Таблица 1
Содержание красителя (%) с размером частиц (мкм)
Кубовые красители
Золотисто-желтый ЖХД
Золотисто-желтый ЖХД с загустителем
Ярко-зеленый ЖД
Ярко-зеленый ЖД с загустителем
Ярко-голубой ЗД
Ярко-голубой ЗД с загустителем
Коричневый СКД
Коричневый СКД с загустителем
менее 10
10…16
16...40
40...100
более 100
93,8
98,5
20,0
9,2
2,9
1,2
29,5
25,3
2,3
0,3
40,0
61,5
0,7

8,5
3,7
0,3

1,5
0,3
84,1
96,3
29,5
5,5
68,8
90,4
17,1
6,9
91,6
97,8
28,6
7,1
9,3
2,6
5,3
30,1
21,6
6,9
3,7
5,6
4,9
1,8
1,6
1,8
2,5
1,1
20,3
41,9
8,5
1,8
53,8
69,4
2,4
0,4
56,8
79,1
3,7

43,1
21,7
0,7
0,6
24,7
17,5
0,8

11,7
10,2
0,4

3,8
0,8
0,4
0,3
0,7
0,6
0,3

1,3
0,8
№ 1 (199) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 1991
Образование более крупных ассоциатов краситель – загуститель при механохимической активации красильной суспензии повышает количество сорбированного красителя на стадии пропитки
(табл. 3). Несмотря на небольшое увеличение сорбции (1...14%), такая тенденция прослеживается на
всех исследованных тканях и красителях. На стадии фиксации эти ассоциаты, очевидно, легко распадаются, а за счет повышенной реакционной способности красителя наблюдается увеличение степени
фиксации красителей до 11 %. В результате количество фиксированного красителя возрастает в среднем на 14%. Прочностные показатели окрасок удовлетворяют требованиям ГОСТа, а цветовые характеристики свидетельствуют о тенденции увеличения яркости и чистоты оттенков окрасок.
№ 1 (199) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 1991
ВЫВОДЫ
1. Активирующая механохимическая обработка водных суспензий
кубовых красителей на установке роторно-импульсного типа приводит к диспергированию частиц красителя, а при введении антимигранта интенсифицирует процесс ассоциации мелкодисперсных частиц красителя в пространственные структуры краситель–антимигрант.
2. Механохимическая активация красильных составов снижает степень миграции в 1,3...2 раза,
увеличивает накрашиваемость ткани на 2...30 % и степень полезного использования красителя на
2...10%, улучшает цветовые характеристики получаемых окрасок.
ЛИТЕРАТУРА
1. Мураускайте Д. Б. и др. Некоторые вопросы дезинтеграторной технологии крашения пряжи в паковках//Дезинтеграторная технология: Тез. докл. V. Всесоюз. семинара.– Таллинн, 1987. С. 147...149.
2. Федорова Н. С., Мураускайте Д. Б., Громов В. Ф. Улучшение качества тканей, окрашенных пигментами при использовании дезинтеграторной технологии//Дезинтеграторная технология: Тез. докл VI Всесоюз. семинара.– Таллинн, 1989. С. 146...149.
3. Козлова О. В., Смирнова О. К; Морыганов А. П. Крашение хлопколавсановых тканей кубовыми красителями с использованием органических раствор ителей//Сб : Актуальные проблемы крашения текстильных материалов и синтеза красителей. – Иваново, 1987. С. 23...26.
4. Козлова О. В. и др.//Изв. вузов. Технология текстильной промышленности.– 1988, № 2, С. 54...57.
Рекомендована научно-техническим семинаром лаборатории 3–1 ИХНР АН СССР
Поступила 18.06.90.
№ 1 (199) ТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 1991