- •Розділ 1 будова і властивості волокнистих матеріалів Основні питання:
- •1.1.Загальні відомості про волокнисті матеріали
- •1.Загальні відомості про волокнисті матеріали.
- •1) Способом отримання;
- •2) Хімічним складом;
- •3) Структурою волокна, яка визначається характером розташування макромолекул відносно осі волокна і відносно одна одної.
- •А) витягнута; б) вигнута; в) звита; г) розгалужена
- •Контрольні запитання:
- •1.2. Природні волокна
- •1.2.1. Волокна рослинного походження
- •Будова бавовняного і льняного волокон
- •Склад волокон рослинного походження
- •Целюлоза, її будова і властивості
- •2) Маючи однаковий хімічний склад, елементарні ланки ланцюга відрізняються за своїм розташуванням у просторі: вони повернуті відносно одна одної на 180°.
- •Відношення до води і органічних розчинників
- •Дія температури
- •Відношення до кислот
- •Відношення до лугів
- •Відношення до відновників і окислювачів
- •Дія мікроорганізмів
- •Контрольні запитання:
- •1.2.2. Волокна тваринного походження
- •Будова білків
- •Білки як амфоліти
- •Вовна та її унікальні властивості
- •Будова вовняного волокна
- •Будова кератину
- •Властивості вовни
- •Відношення до вологи
- •Дія температури
- •Відношення до кислот
- •Керат- -он Керат -он Відношення до лугів
- •Відношення до відновників і окислювачів
- •Натуральний шовк
- •Властивості шовку
- •Контрольні запитання:
- •1.3. Хімічні волокна
- •Основні етапи виробництва хімічних волокон і ниток
- •Штучні волокна
- •Віскозне волокно.
- •Ацетатні волокна
- •Синтетичні волокна
- •Поліамідні волокна
- •Поліефірні волокна
- •Поліакрилонітрильні волокна
- •Полівінілспиртові волокна
- •Полівінілхлоридні волокна
- •Поліолефінові волокна
- •1.3.4. Виробництво текстильних волокон: сьогодення і перспективи
- •Світове виробництво текстильних волокон у 2001 р.
- •Світове споживання текстильних волокон
- •Загальна тенденція споживання волокон у 2010-2025рр. За регіонами світу
- •Світове споживання текстильних волокон, прогнозування до 2050 р.
- •Запитання для самоперевірки:
- •Контрольні запитання:
- •2.2. Підготовка текстильних матеріалів із природних целюлозних волокон
- •Розшліхтовування
- •Відварювання
- •1) Реактора (в її структурі розподілені реагенти);
- •2) Об'єкта дії, з якого в результаті комплексу складних фізико-хімічних процесів повинні бути видалені забруднення.
- •Вибілювання
- •Вибілювання гіпохлоритом
- •Вибілювання хлоритом натрію
- •Вибілювання пероксидом водню
- •Вибілювання надоцтовою кислотою. Використання оптичних вибілювачів. Вибілювання відновниками
- •Використання оптичних вибілювачів
- •Вибілювання відновниками
- •Мерсеризація текстильних матеріалів
- •Особливості вибілювання льняних матеріалів
- •Контрольні запитання:
- •Підготовка текстильних матеріалів із білкових, штучних та синтетичних волокон Підготовка вовняних тканин
- •Опалювання
- •Промивання
- •Валяння
- •Заварювання
- •Карбонізація
- •Вибілювання
- •Підготовка натурального шовку
- •Знеклеювання
- •Вибілювання
- •Обважнення
- •2.3.1. Підготовка текстильних матеріалів із штучних волокон
- •2.3.2. Підготовка текстильних матеріалів із синтетичних волокон
- •Контрольні запитання:
- •Фарбування текстильних матеріалів
- •2.4.1. Загальні відомості про барвники
- •Класифікація барвників
- •2.4.2. Основні положення теорії фарбування
- •Властивості волокон
- •Хімічна будова
- •Фізичні властивості волокон
- •"Поверхневі" властивості волокон
- •Види взаємодії активних центрів волокон з барвниками
- •"Об'ємні" властивості волокон
- •Властивості барвників
- •1) Колір, обумовлений специфічною будовою.
- •2) Здатність міцно утримуватися внутрішньою поверхнею елементарних волокон за рахунок специфічних (фізичних чи хімічних) сил взаємодії з волокноутворюючим полімером.
- •Стадії процесу фарбування
- •1) Щільністю структури волокон, що спричинює стеричне гальмування просуванню барвників, розміри молекул яких порівняні з розмірами пустот і пор, наявних у волокні чи виникаючих в умовах фіксації;
- •2.4.3. Характеристика технічних способів фарбування
- •Напівбезперервний спосіб фарбування
- •2.4.4. Фарбування водорозчинними барвниками Прямі барвники
- •Використання активних барвників
- •1) Барвники, які забарвлюють в холодній ванні (в назві мають літеру X), за хімічною будовою вони відносяться до дихлортриазинових, найбільш реакційне здатних барвників;
- •3. Коефіцієнт дифузії — впливає як на швидкість, так і на ступінь фіксації активних барвників.
- •Технологія фарбування
- •Однований запарний спосіб
- •Двований запарний спосіб
- •Термофіксаційний спосіб
- •Використання кислотних, хромових і металокомплексних барвників Кислотні барвники
- •1) Здатність іонного зв'язку до гідролізу в водних розчинах і, як наслідок цього, недостатньо високу стійкість забарвлення до мокрих обробок;
- •Хромові (кислотно-протравні) барвники
- •Кератин
- •Кератин
- •Металокомплексні (металовмісні) барвники
- •2.4.5. Фарбування барвниками, яким надається тимчасова розчинність на стадії їх використання
- •Кубові барвники
- •1) Відновлення кубових барвників за рахунок атомарного водню, що виділяється при розчиненні дітіоніту Nа у воді:
- •Суспензійний спосіб фарбування
- •Сірчисті барвники
- •Фарбування текстильних матеріалів шляхом синтезу пігментів на волокні
- •Синтез на волокні нерозчинних азобарвників
- •Утворення на волокні чорного аніліну
- •2.4.7. Використання дисперсних барвників
- •2.4.8. Використання катіонних барвників
- •2.4.9. Використання пігментів при фарбуванні
- •Контрольні запитання:
- •2.5. Друкування текстильних матеріалів
- •Короткі відомості про способи друкування тканини
- •2.5.2. Класифікація і властивості загущувачів друкувальних фарб
- •2.5.3. Види друкування
- •2.5.4. Пряме друкування текстильних матеріалів
- •1) Друкування по азотольованій тканині загущеними розчинами діазолей;
- •2) Друкування з використанням спеціальних випускних форм, що містять азотол і діазосполуку в стабілізованій формі.
- •2.5.5. Отримання білих і кольорових візерунків шляхом витравного і резервного друкування
- •Витравне друкування
- •Резервне друкування
- •Запитання для самоперевірки:
- •2.6. Заключна обробка текстильних матеріалів Основні питання:
- •2.6.1. Використання незмиваючих апретів
- •2.6.2. Надання текстильним матеріалам малозминальних властивостей
- •1) Утворенням синтетичної смоли в аморфних субмікроскопічних просторових структурах волокон;
- •2) Утворенням міжмолекулярних зв'язків між фібрилами і макромолекулами волокна;
- •3) Використанням для даного виробу певних волокон, які мають високі еластичні властивості (поліамідних, поліефірних).
- •Надання малозминальності в сухому стані
- •2.6.3. Спеціальні види заключної обробки Надання тканині гідро - і олеофобності
- •Надання вогнезахисних властивостей
- •Надання антистатичних властивостей
- •Надання текстильним матеріалам стійкості до дії мікроорганізмів
- •Протизабруднювальна обробка тканин
- •Контрольні запитання:
Фізичні властивості волокон
Хімічна будова елементарної ланки волокноутворюючого полімеру, набір у ньому потенційних активних центрів, як було показано вище, відіграють надзвичайно важливу роль у зв'язуванні барвника.
Не менше, а часом більш важливе значення має фізична структура волокна, що визначає доступність його активних центрів стосовно барвників.
Прикладом, що ілюструє важливе значення фізичної структури волокна в зв'язуванні барвників, є поведінка поліефірних волокон. Незважаючи на великий вміст у цих волокнах полярних ефірних груп (табл. 2.2), здатних утворювати водневі зв'язки з відповідними донорно-акцепторними групами дисперсних барвників, останні забарвлюють ці волокна тільки при високих температурах (вище 100 °С). При температурі вище температури склування поліефірного волокна в результаті змін у його фізичній структурі активні центри волокна стають доступними для барвників. Диацетатні волокна, що містять відносно дисперсних барвників подібні активні центри (ацетильні), але маючи більш пухку фізичну структуру, ніж поліефірні волокна, забарвлюються цими барвниками при значно більш низьких температурах (-75-80°С). Для триацетатних волокон, що мають приблизно на З0 % більше таких активних центрів, ніж диацетатні, але більш щільну фізичну структуру, для фарбування дисперсними барвниками необхідна більш висока температура (-100°С). Вони займають проміжне положення між диацетатними і поліефірними волокнами.
Розглядаючи вплив фізико-хімічних властивостей волокон на фіксацію барвників, можна умовно розділити ці властивості на "поверхневі" і "об'ємні". До перших, пов'язаних із властивостями зовнішньої поверхні, відносяться топографія зовнішньої поверхні волокна і її електричні властивості, що проявляються на межі розділу волокно-рідке середовище. "Об'ємні" властивості — це насамперед кристалічність, ступінь орієнтації, пористість і інші характеристики, пов'язані з надмолекулярною структурою волокна.
"Поверхневі" властивості волокон
Мета: вивчити „поверхневі” властивості волокон, основні терміни.
План:
„Поверхневі” властивості волокон.
Види взаємодії активних центрів волокон з барвниками.
Для того, щоб здійснилися дві останні основні стадії фіксації барвника, тобто дифузія його усередину волокна і сорбція на активних центрах (власне фіксація), необхідно, щоб барвник підійшов (дифузія до поверхні) на досить близьку відстань (менше, ніж радіус дії сил міжмолекулярної взаємодії) до зовнішньої поверхні волокна і сорбувався на ній. Ці перші дві стадії залежать від величини і знаку заряду поверхні волокна, від характеру і величини зовнішньої поверхні. Обидві із зазначених властивостей зовнішньої поверхні волокна в сукупності і при певному поєднанні створюють сприятливі чи несприятливі умови для виходу молекул барвника на стартову лінію для проходження ними двох останніх дистанцій (дифузія, сорбція) в об'ємі елементарного волокна. Роль стартової лінії відіграє зовнішня поверхня волокна. Чим вона більша, тим більше молекул барвника можуть на ній розміститися (високий градієнт концентрації), щоб взяти участь у дифузії усередині волокна.
Топографія поверхні волокон може істотно змінюватись в різних операціях опоряджувального виробництва залежно від умов їхнього проведення.
Величина зовнішньої поверхні природних волокон залежить від їхньої морфології, а хімічних волокон — від геометрії поперечного зрізу. Останнє залежить від області застосування хімічних волокон і варіюється від дуже простої циліндричної форми (мідно-аміачне, поліефірне) до дуже складної (зірочка, порожниста трубка й ін.). Однак якою б складною не була геометрія зовнішньої поверхні волокон, величина цієї поверхні, як правило, істотно менша ніж величина внутрішньої поверхні волокон. Особливо розвинута внутрішня поверхня в природних волокон. Так внутрішня поверхня бавовняного волокна складає приблизно 100 м2/г, вовняного 200 м2/г.
Істотне розходження у величинах зовнішньої і внутрішньої поверхонь волокон приводить до того, що сумарна сорбційна здатність волокон стосовно до барвників визначається саме внутрішньою поверхнею волокон. Однак зовнішня поверхня волокон, хоча і мала за величиною, має дуже великий вплив на кінетику сорбції барвників, особливо на початковій стадії процесу.
Таблиця 2.2