- •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:
Стадії процесу фарбування
Мета: вивчити стадії процесу фарбування, основні терміни.
План:
Стадії процесу фарбування.
При занурюванні волокнистого матеріалу у фарбувальний розчин концентрація його внаслідок поглинання барвника волокном буде зменшуватися спочатку швидко, а потім дедалі повільніше і повільніше, поки не наступить стан рівноваги. Як показують дослідження, на ранній стадії фарбування барвник поглинається зовнішньою поверхнею волокна. Потім він дедалі більше проникає в товщу волокна доти, поки не буде досягнутий рівномірний розподіл барвника по всьому поперечному перерізі волокна. Таким чином, умовно можна вважати, що процес фарбування в найпростішому випадку складається з чотирьох стадій:
1) дифузія (конвективне перенесення) часток барвника з рідкої фарбувальної ванни до поверхні волокна;
2) адсорбція (поглинання) барвника зовнішньою поверхнею волокна;
3) дифузія барвника з поверхневого шару в товщу волокна в напрямку до центра;
4) фіксація барвника на внутрішній поверхні волокна (закріплення).
Усі зазначені стадії процесу фарбування проходять одночасно, але з неоднаковими швидкостями. По суті, явища сорбції і дифузії барвників у реальному процесі фарбування розділити неможливо. Сорбційна активність барвників впливає на їхню здатність переміщуватися усередині волокна. В зв'язку з цим, загальноприйнятим, вважається положення про те, що стадією, яка визначає швидкість процесу фарбування в цілому, є активована дифузія барвника усередині волокна з адсорбцією його на поверхні волокна. Це, у свою чергу, вказує на те, що всі кінетичні явища у фарбуванні можуть бути виражені через коефіцієнти дифузії барвників усередині волокна.
Інші стадії процесу фарбування також є важливими і впливають на весь процес у цілому, у тому числі і на дифузію барвника у волокні.
Дифузія барвника в розчині (перша стадія процесу фарбування) забезпечує безперервне вирівнювання концентраційного градієнта на поверхні волокна. Якщо розчин у фарбувальній ванні перемішується, то рівновага між барвником, що знаходиться на зовнішній поверхні волокна, і барвником, що знаходиться у ванні, установлюється майже миттєво, а в міру зниження концентрації барвника у ванні зменшується і концентрація барвника на поверхні волокна.
При безперервно-потокових методах фарбування дифузія барвника в розчині, як і адсорбція його на поверхні волокна, може виявитися фактором, що визначає якість фарбування в цілому, тому що при цьому контакт волокнистого матеріалу з ванною є короткочасним і може складати кілька секунд і навіть частки секунди. Тому швидкість процесу фарбування помітно залежить від ефективності, з якою фарбувальний розчин циркулює через матеріал, що забарвлюється, з якою матеріал переміщується у фарбувальній ванні.
Адсорбція барвника поверхнею волокна (друга стадія процесу фарбування) значною мірою залежить від стану барвника в розчині, складу фарбувальної ванни, спорідненості барвника до волокна, електрокінетичного потенціалу волокна, гідрофобності чи гідрофільності поверхні волокна, наявності, характеру і стану функціональних груп, здатних активно взаємодіяти з функціональними групами барвника, і інших факторів.
Докладний опис впливу зазначених факторів на адсорбцію барвника і процес фарбування в цілому викладені у відомих монографіях і книгах Б. Н. Мельникова, Л. Й. Біленького, Г. Е. Кричевского, і тут немає потреби їх докладно висвітлювати. Варто лише зазначити, що призначення різних компонентів фарбувальної ванни тісно пов'язані з задачею забезпечення зміни стану барвника у ванні (диспергування, розчинення, сольватування, зниження величини спорідненості до волокна), зміни стану поверхні і структури волокна (набрякання, іонізація функціональних груп і ін.), що в кінцевому результаті сприяє швидкій і рівномірній адсорбції барвника волокном.
Це вказує на необхідність обов'язкового і ретельного обліку функції всіх компонентів фарбувальної ванни на процес фарбування.
На кінетику процесу фарбування значний вплив має величина спорідненості барвника до волокна.
Дифузія барвника у волокнистий матеріал (третя стадія процесу фарбування) викликана тим, що на другій стадії процесу на поверхні волокна утворюється шар барвника підвищеної концентрації. Наявність перепаду (градієнта) концентрації між зовнішнім і внутрішнім шарами примушує барвник дифундувати від периферії до центра волокна зі швидкістю, пропорційною градієнту. Дифузія барвника у волокні характеризується величинами коефіцієнтів дифузії (Д) у межах 10-8-10-10 см2/с. Така занижена швидкість дифузії у волокні в порівнянні з дифузією в рідких середовищах (1015-10-6 см2/с) зумовлена головним чином двома причинами: