3. Коефіцієнт дифузії — впливає як на швидкість, так і на ступінь фіксації активних барвників.

Слід зазначити, що стан активних барвників у фарбуваль­ній ванні значно впливає на результат фарбування. Агре­гація барвника знижує швидкість дифузії, рівномірність фарбування, швидкість і ступінь фіксації барвника. Встано­влено, що ступінь агрегації зростає при введенні електроліту. Підвищення температури виявляє протилежну дію, тобто призводить до дезагрегації барвника. Ефективними засобами, що викликають диспергування барвника в розчи­ні, є ПАР та гідрофільні органічні розчинники.

Технологія фарбування

Мета: вивчити технологію фарбування; однований запарний спосіб; двований запарний спосіб; термофіксаційний спосіб; основні терміни.

План:

1. Технологія фарбування.

2. Однований запарний спосіб.

3. Двований запарний спосіб.

4. Термофіксаційний спосіб.

Фарбування активними барвни­ками може здійснюватися періодичним, напівбезперервним та безперервним способами. Загальна схема періодичного способу фарбування целюлозних матеріалів включає дві ста­дії: 1 стадія — фарбування в нейтральному середовищі в присутності електроліту; 2 стадія — фіксація барвника во­локном у лужному середовищі.

На першій стадії процесу барвник, який має спорідне­ність до целюлози, переходить з розчину на волокно і сорбується ним з утворенням водневих зв'язків і проявом сил Ван-дер-Ваальса. Призначення цієї стадії фарбування заключається в тому, щоб забезпечити максимальний перехід барвника із ванни в волокно і рівномірний розподіл його в волокнистому матеріалі, тобто створити оптимальні умови для успішного здійснення ковалентної фіксації барвника волокном. Якщо фарбування відразу почати в присутності лужного реагента, то основна частина барвника буде знаходи­тись в розчині і в результаті реакції з водою перейде в гідролізовану форму. Для зниження потенційного енергетично­го бар'єра між аніонами барвника і негативно зарядженим целюлозним волокном і полегшення тим самим переходу барвника в волокно в фарбувальну ванну необхідно вводити нейтральний електроліт (хлорид або сульфат натрію).

На другій стадії для забезпечення ковалентної фіксації барвника волокном у фарбувальну ванну вводять лужний реагент (карбонат натрію). Слід враховувати, що й на цій стадії концентрація електроліту відіграє значну роль, забез­печуючи компенсацію негативного заряду волокна, що з'яв­ляється за рахунок іонізації в лужному середовищі гідро­ксильних груп целюлози, і тим самим полегшуючи сорбцію додаткової кількості барвника із розчину.

При фарбуванні періодичним способом волокнистий ма­теріал обробляють протягом 20-30 хвилин у ванні, що міс­тить активний барвник (до 5 % від маси матеріалу) і ней­тральний електроліт (30-50 г/л). Далі в фарбувальну ванну вводять карбонат натрію (1-10 г/л) і продовжують процес ще протягом 60 хв. Після фарбування волокнистий матері­ал ретельно промивають. Фарбування ведуть при оптималь­ній для кожного типу активного барвника температурі.

Періодичне фарбування білкових і поліамідних волокон частіше всього проводять також двома стадіями. На першій стадії в кислому середовищі (оцтова кислота, сульфат амо­нію, ацетат амонію) волокно набуває позитивного заряду і аніони активних барвників сорбуються іонізованими аміно­групами з утворенням іонних зв'язків. Барвник, що пере­йшов на волокнистий матеріал, утворює надалі з ним ко­валентний зв'язок. Ця реакція більш легко проходить в слаболужному середовищі, тому на другій стадії фарбуван­ня в фарбувальний розчин вводять лужний реагент.

Безперервні способи фарбування тканин із целюлозних волокон активними барвниками поділяють на одно- і двовані. При однованому способі тканину просочують луж­ним розчином барвника, висушують і піддають тепловій обробці, в процесі якої відбувається ковалентна фіксація барвника волокном. При двованому способі тканину про­сочують нейтральним розчином барвника, висушують, оброб­ляють розчином лужного реагента і нейтрального електро­літу, а потім піддають тепловій обробці.

Так як при двованому способі передбачена роздільна обробка волокнистого матеріалу розчинами барвника і луж­ного реагента, гідроліз барвника зводиться до мінімуму. В зв'язку з цим розширяються можливості використання ак­тивних барвників різних типів, отримання забарвлення різ­ної інтенсивності, широкої гами кольорів, використання більш сильних лужних реагентів і прискорення тим самим фіксації барвника на волокні.

Теплова обробка волокнистого матеріалу з метою швид­кої фіксації барвника в безперервних способах фарбування може здійснюватись в середовищі насиченої або перегрітої пари, гарячого повітря, ІЧ-випромінюванням; тривалість об­робки складає від 15 сек. до 3 хв.

Розглянемо деякі варіанти безперервного фарбування це­люлозних волокнистих матеріалів активними барвниками.