Особливості вибілювання льняних матеріалів

Мета: вивчити особливості вибілювання льняних матеріалів, основні терміни.

План:

1. Особливості вибілювання льняних матеріалів.

Льняне волокно — це целюлозне волокно рослинного походження, за складом і будовою аналогічне бавовняному волокну, тому операції очищення волокна, підготовка до вибілювання, фарбування принципово подібні таким у бавовняному виробництві і включають ті самі процеси — розшліхтовування, лужне відварювання, вибілювання з використанням окислювачів, кислування, промивання з використанням в основному того ж набору реактивів. Але разом з тим, льняне волокно має і суттєві особливості.

До них відносяться: більш низький вміст целюлози і більш високий вміст нецелюлозних домішок (супутників), а також наявність лігніну, зовсім відсутнього в бавовняному волокні. Лігнін надає волокну грубість, жорсткість, одерев'яніння.

Наявність в льняному волокні великої кількості домішок, у т. ч. і лігніну, ускладнює процес очищення. Ускладнюється він ще й тим, що елементарні волокна льону мають замкнутий з обох кінців канал і тому вони менш доступні дії реактивів, а також небезпекою порушення цілісності технічного волокна при досить інтенсивних хімічних або механічних діях.

При вибілюванні бавовняних тканин, виготовлених із добре очищеного бавовняного волокна, обробка гіпохлоритом в основному впливає на окислення забарвлених домішок, які знаходяться у волокні. Дія гіпохлориту при очищенні льняних матеріалів полягає не тільки в знебарвленні природних забарвлюючих речовин, але й у взаємодії з лігніном і білковими речовинами. Видалення лігніну, який надає волокну жорсткості і ламкості, має важливе значення в процесі очищення.

Гіпохлорит натрію виявляє на лігнін окислюючу і хлоруючу дію. Крім того, гіпохлорит натрію діє на білки, яких у льняному волокні знаходиться більше, ніж у бавовняному, і після відварювання вони залишаються в достатній кількості. Гіпохлорит виявляє хлоруючу дію на білкові речовини, при цьому утворюються хлорпохідні амінокислот і моно-хлорамін NН₂С1. Останній утворюється при взаємодії аміаку, який виділяється в результаті розкладу хлорамінокислот, з натрієвою сіллю хлорнуватистої кислоти вибілюючого розчину.

Хлорпохідні продуктів розпаду білків стійко утримуються волокном і важко відмиваються водою. Залишати їх на текстильному матеріалі неможливо, так як вони мають не тільки різкий запах, властивий цим похідним, а й з часом розкладаються, відщеплюючи соляну кислоту, що може призвести до пошкодження волокна (утворення гідроцелюлози).

Для видалення хлорпохідних з волокна використовують їх властивість розпадатися під дією лугів — при повторному після обробки гіпохлоритом лужному відварюванні. Але якщо воно не проводиться, то обов'язковою є спеціальна обробка — антихлорування хлорпохідних під дією солей сірчистої або сірчаної кислот. Раніше як антихлоруючий агент широко використовувався бісульфіт натрію (NаНS0₃). Операція антихлорування була додатковою операцією до лужного вибілювання гіпохлоритом натрію.

Великим досягненням науки було введення як антихлоруючого агента пероксиду водню (Н₂О₂), який крім антихлоруючої дії здійснює додаткове вибілювання матеріалу. Обробка тканини пероксидом водню переслідує мету підсилити ефект очищення і вибілювання, але й водночас забезпечує процес антихлорування залишків гіпохлориту у волокні:

СlO^- + Н₂O₂ = Н₂0 + Cl^- + O

Таким чином, специфічні особливості хімії і технології вибілювання льняних матеріалів обумовлені гістологічною структурою льняного волокна, високим ступенем орієнтації макромолекулярних ланцюгів целюлози і наявністю великої кількості природних домішок.

Характерне групування волокон у пачки і підвищений вміст домішок вимагає використання підсиленого режиму підготовки і вибілювання. Водночас високий ступінь орієнтації макромолекул і розвиток системи міжмолекулярних зв'язків призводить до певної жорсткості і крихкості надмолекулярної структури льняних волокон.

Механічні дії на волокно викликають утворення зсувів, тому значні механічні навантаження в процесі технологічних обробок небажані. Високого ступеня очищення льняного волокна досягають не посиленням умов вибілювання, а введенням багатостадійного процесу. На кожній стадії досягається певний ступінь розпушування структури волокон, що полегшує наступні стадії.

Для технології вибілювання льняних волокнистих матеріалів характерне чергування процесів хлорування і окислення (Н₂О₂). У процесі хлорування волокно звільняється від лігніну і азотовмісних речовин. Подальша обробка пероксидом водню (антихлорування) окислює хлорамінокислоти, сприяє підвищенню ступеня білизни і видаляє залишки гіпохлориту у волокні. Такий спосіб вибілювання називається комбінований лужно-гіпохлоритно-пероксидний.

Встановлено, що процес вибілювання льняних тканин значно прискорюється в результаті використання кислих розчинів хлориту. При вибілюванні кислими розчинами хлориту з наступною обробкою пероксидом водню отримується більш високий ступінь білизни тканини, порівняно з використанням на першій стадії гіпохлориту натрію.

У роботах Г. Е. Кричевського показано, що використання органічної кислоти для активації NаСlO₂ дозволяє вдвічі знизити тривалість всього технологічного циклу і на З0 % зменшити витрати води.