Словарь научных терминов
Крашение волокон
КРАШЕНИЕ ВОЛОКОН, проводят с целью придания им одного определенного цвета (в отличие от печатания тканей). Различают след, стадии: 1) диффузию красителя в водном р-ре к пов-сти волокна. Диффузия существенно ускоряется перемешиванием красильного р-ра, а также созданием на пов-сти волокна заряда, противоположного заряду красителя, или снижением величины одноименного заряда, что достигается изменением рН красильного р-ра введением электролита. Напр., поскольку белковые волокна обладают амфотерными св-вами, создают кислую среду, в к-рой протоны подавляют ионизацию карбоксильных групп волокна. В результате волокно приобретает положит, заряд Н2N—Бел—СООН+Н+:H3N+—Бел—СООН, что благоприятствует взаимод. его с анионом красителя с образованием соли http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/8/7/4/7874.jpeg На диффузию дисперсных красителей в р-ре (в результате и на скорость крашения в целом) влияет скорость перехода дисперсного красителя из твердой тонкодисперсной фазы в р-р, при этом решающее значение имеет степень дисперсности красителя. 2) Сорбцию красителя активными центрами пов-сти волокна, зависящей от диаметра и длины волокна, а также образуемой порами. Сорбция обусловлена сродством, т.е. разностью хим. потенциалов ( -Dm; в кДж/моль), красителя в волокне и р-ре:
-Dm=RTlncв/cp
здесь R - газовая постоянная [в кДж/(моль.град)]; Т - абс. т-ра; св и сp -концентрации красителя при равновесии соотв. в волокне (в моль/кг) и р-ре (в моль/л); знак минус перед Dm обозначает, что хим. потенциал красителя в р-ре выше, чем в волокне. Чем выше сродство красителя к волокну, тем быстрее и в большем кол-ве он сорбируется волокном. Сорбции способствует также повыш. концентрация красителя на границе фаз волокно - р-р. Эта стадия в значит. степени определяет равномерность получаемой окраски. 3) Диффузию сорбированного красителя внутрь волокна; обусловлена выравниванием концентраций на пов-сти и внутри волокна. Чем выше сродство, тем ниже скорость диффузии и, следовательно, крашения. Это самая медленная стадия, лимитирующая длительность крашения. Скорость диффузии зависит от величины пор волокна и строения красителя. Обычно на практике ускорения диффузии добиваются повышением т-ры крашения, а также изменением рН красильного р-ра и использованием текстильно-вспомогат. в-в. При повышении т-ры крашения увеличивается р-римость красителя, уменьшается степень ассоциации его молекул, а также возрастает и ускоряется степень набухания волокон, разрыхляется их структура, снижается взаимод. красителя с активными центрами волокон; все это способствует быстрому прониканию красителя внутрь волокна. 4) Фиксацию (закрепление) красителей на активных центрах волокна. Стадия протекает быстро, практически мгновенно. Характер образуемой связи краситель-волокно зависит от вида волокна и природы красителя и определяет гл. обр. устойчивость окраски к стирке и др. "мокрым" обработкам. Напр., активные красители на целлюлозных волокнах удерживаются в результате образования прочной ковалентной связи (энергия связи 110-630 кДж/моль), на белковых волокнах - ковалентных, ионных (41-82 кДж/моль) и водородных (21-42 кДж/моль) связей, кислотные красители на белковых волокнах - в результате образования ионных, водородных связей и ван-дер-ваальсовых сил (энергия до 8,5 кДж/моль), прямые и кубовые красители на целлюлозных волокнах - водородных связей и ван-дер-ваальсовых сил. При наличии в молекуле иона тяжелого металла (см., напр., Протравные красители) краситель с белковыми волокнами образует координац. связи (до 100 кДж/моль), а также ионные и водородные. На хим. (синтетич.) волокнах краситель удерживается благодаря ван-дер-ваальсовым силам и водородным связям (дисперсные красители), ионным связям (кислотные и катионные красители на полиамидном и полиакрилонитрильном волокнах соотв.), ковалентным связям (активные красители на полиамидном волокне), ионным и координац. связям (кислотные металлсодержащие красители на полиамидном волокне). О механизмах и особенностях К. в. разл. классами красителей см. также Активные красители, Дисперсные красители, Катионные красители, Кислотные красители. Кубовые красители, Прямые красители и др. Чем прочнее связь красителя с волокном, тем более устойчивы окраски к мокрым обработкам, однако тем сильнее ограничена подвижность молекул красителя в волокнах и, следовательно, тем ниже способность его к выравниванию окрасок. Поэтому выбор красителя для К. в. определенного хим. состава определяется требованиями, предъявляемыми к качеству окраски. Способ крашения зависит от хим. природы волокон, их качества, требований к устойчивости окрасок и хим. природы красителя. Технология крашения определяется также составом и формой волокнистого материала (волокно, пряжа, ткань, трикотаж). Так, полиэфирное волокно красят в аппаратах периодич. действия под давлением, ткани из них - гл. обр. непрерывным термозольным способом, а трикотажные полотна и ткани из текстурированных полиэфирных нитей - периодич. способом в аппаратах эжекторного типа. Осуществляют К. в., как правило, в водном р-ре красителя (красильной ванне). Перед крашением для повышения качества окрасок волокнистые материалы подвергают разл. обработкам: отварке (нагреванию в водном р-ре, содержащем текстильно-вспомогат. в-ва, соду, щелочь или др., способствующие удалению загрязнений и таких в-в, как замасливатели и шлихты, нанесенных на волокно при изготовлении и переработке), белению (обработке окислителями, напр. Н2О2, NaClO4), мерсеризации и др.
Крашение природных волокон. Растительные (целлюлозные) волокна (хлопок, лен, пенька, джут) окрашивают прямыми, активными, кубовыми, сернистыми красителями, кубозолями, азогенами. При этом материалы из хлопкового волокна окрашиваются практически всеми перечисл. классами красителей, льняные - гл. обр. кубовыми, кубозолями и активными красителями. Шерсть окрашивают активными, кислотными, протравными, кислотными металлсодержащими (комплексы красителя с металлом состава 1:1 и 1:2) красителями гл. обр. в виде волокна, гребенной ленты, а также в виде ткани и пряжи, натуральный шелк - активными, нeк-рыми прямыми и металлсодержащими (комплексы 1:2) в виде ткани и ниток. Чтобы получить окраску высокого качества (т.е. светостойкую, устойчивую к мокрым обработкам) прир. волокна должны быть очищены прежде всего от примесей, напр. из целлюлозных волокон удаляют естеств. спутники, из шерсти-остатки жировых и "потовых" в-в, растит. примесей, из натурального шелка-серицин. Технология подготовки тканей для крашения зависит от вида волокна, назначения ткани, применяемых красителей. Подготовка хл.-бум. тканей включает удаление замасливателей и шлихты, отварку, беление и мерсеризацию; шерстяных - промывку, карбонизацию (обработка конц. H2SO4 для удаления растит. примесей), иногда беление. Шерстяным тканям в ряде случаев придают устойчивость к мех. деформациям, необходимую при послед. обработках и в эксплуатации. Так, суконные ткани перед крашением подвергают валке, а иногда ворсованию, гребенные платьевые и костюмные ткани - опаливанию. Ткани из натурального шелка для удаления серицина отваривают, отбеливают.
Крашение химических волокон. Гидратцеллюлозные волокна окрашивают теми же красителями, что и хлопковые. Для крашения ацетатных, триацетатных и полиэфирных волокон применяют в осн. дисперсные красители. Полиамидные волокна легко окрашиваются мн. классами красителей; наиб. широко используют дисперсные и кислотные, в т.ч. металлсодержащие, красители обоих этих классов, реже - нек-рые прямые и активные. Полиакрилонитрильные волокна окрашивают преим. катионными красителями; для окраски в светлые тона м. б. использованы дисперсные красители. Крашение поливинилхлоридных волокон в светлые тона осуществляют дисперсными красителями при т-рах не выше 60 °С (термостабилизированных - не выше 90°С), т.к. при более высоких т-рах волокна усаживаются; причем для получения более интенсивных окрасок процесс проводят в присут. переносчиков. Полипропиленовое волокно, ввиду высокой кристалличности и отсутствия активных групп, способных взаимод. с красителем, окрашивают гл. обр. в процессе получения (в массе). Способность красителя к выравниванию окрасок весьма важна при крашении синтетич. материалов, особенно текстурированных, к-рые м. б. структурно неоднородны. Поэтому при крашении определенного типа волокна из всех применяемых для него красителей предпочитают те, к-рые удовлетворяют конкретным требованиям, предъявляемым к ровноте и устойчивости окраски. Напр., полиамидное волокно красят дисперсными красителями в тех случаях, когда требуется высокая ровнота окраски или ровные и устойчивые к мокрым обработкам окраски светлых тонов. Кислотные красители применяют для получения на этих волокнах окрасок преим. средней и высокой интенсивности, т.к. в светлых тонах неровнота окраски наиб. заметна. Металлсодержащие дисперсные и кислотные красители, уступающие по ровноте окрасок др. классам красителей, используют, когда необходимы особо прочные окраски гл. обр. темных тонов. Более ровных окрасок при крашении этими классами красителей добиваются введением в красильную ванну выравнивателей (см. Текстильно-вспомогательные вещества). Для повышения качества окрасок хим. волокна перед крашением подвергают отварке. Триацетатные ткани часто обрабатывают в щелочном р-ре для создания на пов-сти слоя гидратцеллюлозы толщиной 1-2 мкм, понижающего электризуемостъ. Ткани из синтетич. волокон обычно термофиксируют (в расправленном виде подвергают действию высоких т-р), что снимает внутр. напряжения и повышает равномерность окрашивания. Ткани, окрашиваемые в светлые и яркие тона, подвергают белению. После крашения текстильные материалы промывают водой, если необходимо, обрабатывают в щелочно-гидросульфитном р-ре для удаления сорбированного на пов-сти нефиксированного красителя, а в случае кислотных красителей - спец. закрепителем, после чего следует отделка (аппретирование, термостабилизация и др.). Хим. волокна можно также окрашивать в процессе их получения на предприятиях хим. волокон (крашение в массе); при этом красящие в-ва вводят на стадии синтеза полимеров или формования из них волокон. Достоинства способа: совмещение произ-ва волокна с его крашением, исключение трудоемких операций крашения готового волокна, отсутствие сточных вод, равномерность и высокая прочность окрасок, к-рые в большинстве случаев не м. б. достигнуты при крашении сформованных волокон. Однако метод экономически выгодно применять для крашения больших партий волокон (обычно в т. наз. массовые цвета - черный, синий, коричневый), т.к. замена красителей одного цвета на другой связана с трудоемкими операциями, напр. с отмывкой оборудования. Выбор красящего в-ва определяется св-вами полимера, условиями его получения и формования. Для крашения в массе используют красители, хорошо р-римые в р-рах или расплавах полимеров, либо высокодисперсные пигменты, способные равномерно распределяться в полимерах и давать устойчивые дисперсии в условиях получения волокон. Для крашения волокон, формуемых из р-ров (вискозные, ацетатные, полиакрилонитрильные, поливинилхлоридные), широко используют пигменты в спец. выпускных формах, к-рые вводят в прядильный р-р. Так, для крашения вискозного волокна применяют орг. пигменты (азопигменты, фталоцианиновые, кубовые, сажу), выпускаемые в виде водных паст, содержащих диспергирующие в-ва. В состав выпускных форм пигментов для крашения ацетатных, полиакрилонитрильных и поливинилхлоридных волокон входят наполнители - волокнообразующие полимеры, напр. для ацетатных волокон м. б. использована ацетилцеллюлоза, для поливинилхлоридных - ПВХ. Для крашения вискозных и ацетатных волокон применяют также красители, р-римые в прядильном р-ре. Напр., вискозные штапельные волокна красят в темные тона водорастворимыми сернистыми красителями, ацетатные волокна - ацетонорастворимыми красителями. Окрашенные в массе ацетатные волокна характеризуются высокой устойчивостью окрасок к мокрым обработкам, что почти недостижимо при крашении этих волокон обычными способами. При крашении волокон, формуемых из расплавов (полиамидных, полиэфирных, полиолефиновых), красящие в-ва вводят на стадии синтеза полимера или в готовый полимер перед формованием из него волокна. В последнем случае красящие в-ва наносят на гранулы полимеров, напр. "опудриванием", окрашивают гранулы из водных ванн обычными методами крашения сформованных волокон или вводят в расплав концентраты красящих в-в в полимерах (тех же, что предназначены для крашения, или совместимых с ними). Крашение концентратами наиб. перспективно, т. к. их можно вводить непрерывно непосредственно перед формованием волокон. Красящие в-ва должны иметь высокую термостабильность (получение и формование волокон проводят при высоких т-рах, достигающих 300 °С) и быть устойчивыми в полиэфирной и особенно полиамидной средах, химически агрессивных при высоких т-рах. Для крашения полиамидных и полиэфирных волокон разработаны спец. термостойкие полимерорастворимые красители. Из пигментов используют гл. обр. производные фталоцианина, хинакридоны, сажу, а также кадмиевые и железооксидные. Лит.: Виккерстафф Т.. Физическая химия крашения, пер. с англ., М., 1956; Мельников Б. Н., Блипичева И. Б., Теоретические основы технологии крашения волокнистых материалов, М., 1978; Беленький Л. И., Физико-химические основы отделочного производства текстильной промышленности, М., 1979; Мельников Б. Н., Захарова Т. Д., Кириллова М.Н., Физико-химические основы процессов отделочного производства, М., 1982; Краткий курс химической технологии волокнистых материалов, М., 1984. М. Г. Романова. Г. И. Шилова.


-капролактам Keтoальдегиды Кабачника-филдса реакция Кавитация Кадио-ходкевича реакция Кадионы Кадмий Кадмийорганические соединения Кадмия антимонид Кадмия галогениды Кадмия нитрат Кадмия оксид Кадмия селенид Кадмия сульфат Кадмия сульфид Кадмия теллурид Кадмия хлорид Казеин Каландрование полимеров Калий Калийная селитра Калийные удобрения Калифорний Калия бромид Калия гексацианоферраты Калия гидрокарбонат Калия гидроксид Калия дихромат Калия дицианоаурат(i) Калия иодид Калия карбонат Калия нитрат Калия оксид Калия перманганат Калия пероксодикарбонат Калия пероксосульфаты Калия сульфат Калия сульфиды Калия фосфаты Калия фторид Калия хлорид Калия цианат Калия цианид Калия этилксантогенат Каломель Каломельный электрод Калориметрия Кальмодулин Кальциевая селитра Кальций Кальцийорганические соединения Кальцитонин Кальциферолы Кальция алюминаты Кальция бораты Кальция вольфраматы Кальция галогениды Кальция гидроксид Кальция гипохлорит Кальция карбид Кальция карбонат Кальция нитрат Кальция оксид Кальция силикаты Кальция сульфат Кальция фосфаты Кальция фторид Кальция хлорид Кальция цианамид Каменноугольная смола Каменноугольные масла Каменные угли Камфан Камфен Камфеновые перегруппировки Камфора Канатные смазки Канифоль Канниццаро реакция Канцерогенные вещества Каолин Капельный анализ Капиллярная конденсация Капиллярная хроматография Капиллярные явления Капиллярный осмос Каплеулавливание Каприловая кислота Капрон Капроновая кислота Капсаицин Капсулирование Каптакс Карбазол Карбамид Карбамидные смолы Карбаминовая кислота Карбанионы Карбеновые комплексы переходных металлов Карбены Карбиды Карбиламины Карбин Карбиновые комплексы переходных металлов Карбитолы Карбкатионы Карбодиимиды Карбодифосфораны Карбоксилатные каучуки Карбоксилирование Карбоксиметилцеллюлоза Карбоксипептидазы Карбоксиэстеразы Карболины Карбонаты неорганические Карбонаты органические Карбонаты природные Карбонизация Карбонилирование Карбонилфторид Карбонилы металлов Карбонильные соединения Карбония ионы Карбоновые кислоты Карбопласты Карборансодержащие полимеры Карбораны Карборунд Карбоциклические соединения Карвон Кардовые полимеры Карены Кариофиллен Кариуса метод Каркасные соединения Карнаубский воск Карнитин Карнозин Каротиноиды Каррагинаны Касторовое масло Катаболизм Катализ Катализаторы Катализаторы гидрирования Катализаторы дегидрирования Катализаторы окисления Катализаторы полимеризации Каталитический крекинг Каталитический реформинг Каталитических реакций кинетика Катапины Катенаны Катепсины Катехоламины Катион-радикалы Катиониты Катионная полимеризация Катионные красители Катионообменные смолы Катионотропные перегруппировки Катионы Катодная защита Катодолюминесцентный микроанализ Каустобиолиты Каучук натуральный Каучуки синтетические Качественный анализ Квадрупольный момент Квазикристалл Квазирацематы Квазистационарности приближение Квантовая механика Квантовая химия Квантовое состояние Квантовые переходы Квантовый выход Кварц Кварцевое стекло Квасцы Кверцетин Кедровое масло Керамика Кератины Кермель Керметы Керосин Керра эффект Кетали Кетены Кетимины Кетокарбoновые кислoты Кетокислоты Кетон малины Кетоны Кибернетика Кижнера реакция Кижнера-вольфа реакция Килиани-фишера реакция Кинe-замещeние Кинетика химическая Кинетическая кривая Кинетическая теория газов Кинетические методы анализа Кинетический изотопный эффект Кинетическое уравнение Кинины Киноплёнки Кипение Кипреналь Кипящий слой Кирсанова реакция Кирхгофа уравнение Кислoтно-оснoвное титрование Кислoтно-основнoй катализ Кислород Кислорода фториды Кислородный индекс Кислотное число Кислотные красители Кислотоупoрные прирoдные материалы Кислоты и основания Кислоты неорганические Клeя-киннера-пeррена реакция Клайзена конденсация Клайзена перегруппировка Клайзена-шмидта реакция Клапейрона-клаузиуса уравнение Клапейрона-менделеева уравнение Кларки химических элементов Классификация Классификация гидравлическая Кластеры Клатраты Клеевые краски Клеи природные Клеи синтетические Клей Клей неорганические Клемменсена реакция Клетки эффект Клешневидные соединения Клофелин Клофибрат Кнорра реакция Кнёвенагеля реакция Коагулянты Коагуляция Коалесценция Коацервация Кобальта ацетат Кобальта галогениды Кобальта гидроксиды Кобальта карбонаты Кобальта карбонилы Кобальта нитраты Кобальта оксиды Кобальта сплавы Кобальта сульфаты Кобальта хлориды Кобальтовые удобрения Кобальторганические соединения Кобамидные коферменты Ковалентная связь Ковалентные кристаллы Ковалентные радиусы Ковар Когезия Кодеин Кодон Кожа Кожа искусственная Койевая кислота Кокаин Кокосовое масло Кокс каменноугольный Кокс нефтяной Кокс пековый Коксование Коксовое число Коксохимия Коксуемость углей Колебательные реакции Колебательные спектры Количественный анализ Коллoидные раствoры Коллаген Коллидины Коллоидная химия Коллоидные системы Коллоксилин Колориметрический анализ Колхициновые алкалоиды Кольбе реакции Кольбе шмитта реакция Кольрауша закон Комбинационного рассеяния спектроскопия Компаунды полимерные Компенсационный эффект Комплексные соединения Комплексометрия Комплексонометрия Комплексоны Комплексообразующие ионообменные смолы Комплемент Комплементарность Композиты Композиционные материалы Компонент системы Компрессорные масла Компрессорные машины Компьютерный синтез Конго красный Кондакова реакция Конденсации реакции Конденсация Конденсация фракционная Кондуктометрия Конкурирующих реакций метод Коновалова законы Коновалова реакция Конопляное масло Консервационные масла Консервационные смазки Консистентные смазки Константа равновесия Константа скорости Константан Конструкционная керамика Контакт петрова Контактная очистка Конфигурационного взаимодействия метод Конфигурация стереохимическая Конформации молекулы Конформационные эффекты Конформационный анализ Концентрация Концентрирование Координата реакции Координациoнно-иoнная полимеризация Координационная связь Координационное число Координационные полимеры Координационные полиэдры Координационные соединения Копалы Кордиты Коричный альдегид Коричный спирт Кормовые фосфаты Корреляционные соотношения Корреляция конфигураций Корриноиды Коррозионная усталость Коррозионностойкие материалы Коррозионные испытания Коррозия металлов Коррозия под напряжением Кортикоиды Коршун климовой метод Космические смазки Космохимия Котельные топлива Коттона эффект Кофеин Кофермент Коферменты Коха-хаафа реакция Коэрцитивная сила Крапплак Красители природные Красители синтетические Краски Красуского правило Кратные связи Краун-эфиры Крахмал Крашение бумаги Крашение волокон Крашение древесины Крашение кожи Крашение меха Крашение оксидированного алюминия Крашение пластических масс Крашение резино-технических изделий Креатинфосфорная кислота Кребса цикл Крезолы Крекинг Кремнефтористоводородная кислота Кремниевые кислоты Кремний Кремнийорганические жидкости Кремнийорганические каучуки Кремнийорганические лаки Кремнийорганические полимеры Кремнийорганические соединения Кремнийэлементоорганические соединения Кремния диоксид Кремния иодиды Кремния карбид Кремния нитрид Кремния оксид Кремния фториды Кремния хлориды Криоскопия Криохимия Криптанды Криптон Криптона дифторид Кристаллизационные методы разделения смесей Кристаллизация Кристаллическая структура Кристаллический фиолетовый Кристаллического поля теория Кристаллическое состояние Кристаллическое состояние полимеров Кристаллогидраты Кристаллосольваты Кристаллофосфоры Кристаллохимия Кристаллы Критические явления Критическое состояние Кровезаменители Кроны Кротоновая кислота Кротоновая конденсация Кротоновый альдегид Круговой дихроизм Крёнке реакция Ксаитемовые красители Ксантин Ксантинола никотинат Ксантогенаты Ксантопротеиновая реакция Ксантотоксин Ксенон Ксенона фториды Ксиленоловый оранжевый Ксилидины Ксилилендиамины Ксилит Ксилолы Кубовые красители Кубогены Кубозоли Кукурузное масло Кулонометрия Кумарин Кумароно-инденовые смолы Кумилгидропероксид Кумилпероксид Кумол Кумулены Кунжутное масло Купманса теорема Купферон Курареподобные средства Курарин Курнакова соединения Курциуса реакция Курчатовий Кучерова реакция Кьельдаля метод Кэмпса реакция Кэрролла-каймела реакция Кюри точка Кюрий Кёнигса-кнорра реакция