
- •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:
Однований запарний спосіб
Найчастіше цим способом здійснюється фарбування тканин у світлі і середні тони. Залежно від активності барвника вибирають концентрацію лужного реагента і навіть його тип, а також тривалість теплової обробки.
Тканину просочують розчином, який містить барвник, гідрокарбонат натрію (5-20 г/л) і сульфат натрію (20 г/л), висушують і запарюють (10—15 сек. до 3 хв. залежно від реакційної здатності барвника). Після фарбування тканину промивають холодною і теплою водою, розчином миючого засобу (1-3 г/л) при температурі, близькій до кипіння, і знову гарячою водою.
Як лужний реагент при однованому способі фарбування використовують гідрокарбонат натрію, розчини якого мають рН 7,5-8,0. При такому значенні рН і низькій температурі активні барвники стійкі до гідролізу. В умовах запарювання або сушіння гідрокарбонат натрію переходить у карбонат і рН середовища підвищується до 10—11, тобто створюються умови, необхідні для протікання реакції між барвником і волокном.
Підвищенню ступеня фіксації активних барвників сприяє введення в розчин при просочуванні сечовини.
Можливі й інші варіанти однованого способу фарбування, а саме: просочування — сушіння, просочування — запарювання. Такі способи використовують лише для високореакційноздатних барвників.
Двований запарний спосіб
Тканину просочують розчином активного барвника, який містить нейтральний електроліт (20 г/л) і сечовину (50 г/л), висушують і обробляють в розчині гідроксиду натрію (1-20 г/л) і нейтрального електроліту (100-150 г/л). Введення електроліту в другий просочувальний розчин перешкоджає десорбції барвника з волокна.
Після віджимання тканину запарюють (15-60 сек.), потім ретельно промивають.
Термофіксаційний спосіб
Цей спосіб є одним із найбільш поширених, так як забезпечує високий ступінь фіксації барвників на волокні.
Тканину просочують розчином, який містить барвник (20 г/л), лужний реагент-карбонат або бікарбонат натрію (10-20 г/л) і сечовину (100—150 г/л), сушать і піддають тепловій обробці при 160—200 °С в середовищі гарячого повітря або ІЧ-випромінюванням. Залежно від реакційної здатності барвника і температури фіксації тривалість термічної обробки складає від декількох секунд до 5-6 хвилин. Забарвлену тканину промивають.
Проведення процесу фіксації при відсутності вологи зводить до мінімуму гідроліз барвника, однак для дифузії барвника з поверхні вглиб волокна необхідна присутність на волокні речовини, здатної в умовах термічної обробки відігравати роль середовища для протікання дифузійних процесів. За таку речовину використовують сечовину. Плавлячись при ≈ 132 °С, вона створює середовище для дифузії барвника. Досить позитивно впливає сечовина і на стадію просочування текстильного матеріалу фарбувальним розчином.
Використання кислотних, хромових і металокомплексних барвників Кислотні барвники
Мета: вивчити кислотні барвники; недоліки барвників; основні терміни.
План:
Кислотні барвники.
Недоліки барвників.
Досить багаточисельний клас кислотних барвників, об'єднує сполуки з різною хімічною будовою. Це водорозчинні аніонні барвники, які мають загальну формулу Бр(SО3Nа)n (Бр — хромофорна частина молекули, що визначає колір, n=1-4). Кислотні барвники забарвлюють білкові (шерсть, натуральний шовк) і поліамідні волокна. Вони відзначаються яскравістю, соковитістю і чистотою забарвлення, широкою гамою кольорів і відтінків. Забарвлення в більшості випадків має відносно високу стійкість до мокрих обробок і задовільну стійкість до світла.
Кислотні барвники, являючись натрієвими солями сульфокислот, добре розчиняються у воді, дисоціюючи на іони:
Бр—SО3Nа ↔ Бр—SО3- + Nа+
У водних розчинах кислотні барвники звичайно не утворюють асоціати навіть у присутності електролітів; у випадку утворення асоціатів ступінь асоціації рівна 2—3.
Назву "кислотні" барвники отримали тому, що їх фіксація на текстильних матеріалах з білкових і поліамідних волокон відбувається переважно в кислому середовищі, в присутності кислот. У кислому середовищі ці волокна набувають позитивного заряду, і негативно заряджений аніон барвника взаємодіє з волокном з утворенням іонних зв'язків.
Кислотні барвники сорбуються на поверхні волокон за рахунок спорідненості до них, дифундують через субмікроскопічні пори вглиб волокна і закріплюються на активних центрах його внутрішньої поверхні шляхом утворення іонних зв'язків між іонізованими аміногрупами волокна і негативно зарядженими іонами барвника:
-OOC—Б—N+H3 + БрSO3- + Н+ ↔ H ООС—Б—N+H3 –O3SБр
При наявності в молекулах кислотних барвників гідрокси- або аміногруп, а також великих алкільних залишків барвники можуть фіксуватись на волокні і шляхом утворення водневих зв'язків, а також силами Ван-дер-Ваальса.
Механізм іонної взаємодії обумовлює два недоліки барвників: