книги из ГПНТБ / Лифенцев, О. М. Крашение и печатание тканей путем синтеза пигментов на волокне

При печатании фталогенами можно применять эмульсионные загустки типа «масло в воде» и «вода в масле». Для фталогенов с индексом «М» эмульсионную загустку готовят смешением рас­

в раппорт с кубовыми красителями применяют исключительно фта­

мономолекулярного типа. Поэтому при двухфазном процессе печат­ ные краски из фталогенов готовят с загустками, которые коагули­ руют в щелочной среде, т. е. в этом отношении применение фтало­ генов не имеет каких-либо особенностей.

Влияние вида загустителя и его концентрации в печатной краске обусловлено главным образом степенью переноса краски из гра­ вюры печатного вала на ткань. Наиболее яркая печать получается при использовании крахмала и сольвитозы С-5.

3.6. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРИ ФТАЛОГЕНОВОМ СПОСОБЕ КРАШЕНИЯ И ПЕЧАТАНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ ТКАНЕЙ

Предприятия, производящие фталогены не сообщают, как пра­ вило, о химическом составе выпускаемых ими продуктов. Поэтому для оценки качества полученного фталогена используют метод па­ раллельных выкрасок по сравнению с типовым образцом или опре­ деляют хинолиновое число. Аналитические методы контроля раз­ работаны только для выпускных форм фталогенов с известным химическим составом.

В ряде случаев целесообразно определять количество синтези­ рованного на волокне пигмента, что позволяет установить опти­ мальный режим работы оборудования на всех переходах техноло­ гического процесса, основываясь на объективных, количественных измерениях его конечного результата.

130

бавляют 10 мл раствора медной комплексной соли трилона А или трилона Б и доводят объем до метки раствором ОС-20.

Отбеленную хлопчатобумажную ткань плюсуют приготовлен­

по интенсивности и оттенку окраски с образцом, окрашенным типо­ вым препаратом фталоцианогена голубого 43М в идентичных ус­ ловиях.

Метод параллельных выкрасок широко используется в практике отделочных предприятий для анализа, точнее для определения со­ ответствия красителей, переходящих на волокно под действием сил сродства из водного раствора. В этом случае совсем не трудно воспроизвести условия крашения образца в любой фабричной лабо­ ратории. Несколько иначе обстоит дело с применением метода па­ раллельных выкрасок к анализу выпускных форм фталогенов. Прежде всего, необходима стандартная аппаратура, позволяющая

ход фталоцианина на волокне зависит от температуры и длитель­ ности обработки в большей степени, чем степень накрашивания при работе с субстантивными красителями. Фталогены не обла­ дают высокой устойчивостью, поэтому срок хранения типовых об­ разцов ограничен несколькими месяцами и зависит от условий хра­ нения. Поэтому большой интерес представляют методы аналити­ ческого контроля.

3.6.2. Определение влажности

При температуре выше 100° С аминоиминоизоиндоленин начи­ нает отщеплять аммиак, поэтому определение влажности весовым или карбидным методами может привести к завышенным резуль­ татам.

В условиях фабричной лаборатории целесообразно определять влагосодержание фталогена методом Дина и Старка [252], заклю­

навеску фталогена кипятят в хинолине в присутствии гидрохинона в течение часа. После охлаждения раствор разбавляют бензолом

131

образуется в данных условиях на 100 г фталогеиа. Метод особенно пригоден для фталогенов конденсированного типа и фталогенов с индексом М. Для остальных фталогенов мономолекулярного типа при использовании указанного метода необходимо вводить в рас­ твор какую-либо безводную соль меди, лучше всего хлористую или бромистую.

3.6.4. Определение содержания аминоиминоизоиндоленина во фталоцианогене голубом 4 3 М методом титрования

В центральной заводской лаборатории Заволжского химиче­ ского завода имени М. В. Фрунзе для определения качества вы­ пускаемого продукта применяют следующую методику ацидометрического титрования.

Аналитическую навеску ~ 2 г фталоцианогена голубого 43М вносят в колбу емкостью 250 мл, содержащую 150 мл воды, и рас­ тирают стеклянной палочкой до полного растворения. Добавляют пять капель раствора метилового красного и титруют 0,1 н. рас­ твором соляной кислоты до появления розового окрашивания.

Содержание аминоиминоизоиндоленина во фталоцианогене го­

Метод анализа основан на взаимодействии аминоиминоизоиндо­ ленина с соляной кислотой с образованием малорастворимой соли состава 1:1.

3.6.5. Определение содержания аминоиминоизоиндоленина во фталоцианогене голубом 43М методом гидролиза

Вцентральной фабричной лаборатории ткацко-отделочной фаб­ рики имени О. А. Варенцовой разработана методика определения аминоиминоизоиндоленина во фталоцианогене голубом 43М, осно­ ванная на гидролизе его до фталимида в горячем растворе серной кислоты [253].

В50 мл 0,1 н. раствора серной кислоты, нагретого почти до ки­ пения вносят аналитическую навеску ~ 1 г фталоцианогена голу­ бого 43М, завернутую в целлофан, выдерживают в течение 5 мин

132

и охлаждают до комнатной температуры в струе холодной воды. Не вступившую в реакцию кислоту оттитровывают 0,1 н. раствором едкого натра в присутствии метилового красного до перехода оккраски от розовой к желтой.

Содержание аминоиминоизоиндоленина во фталоцианогене го­ лубом 43М (А, %) вычисляют по формуле

содержать свободную щелочь, что обусловит завышение содержа­ ния аминоиминоизоиндоленина, определяемого методом титрова­ ния или гидролиза.

Аналитическую навеску ~ 1 г фталоцианогена голубого 43М растворяют в 100 мл воды и добавляют несколько капель раствора фенолфталеина. Сохранение розовой окраски раствора после до­ бавления 10 мл формалина, нейтрализованного по фенолфталеину, свидетельствует о присутствии свободной щелочи. В этом случае титруют 0,1 и. раствором серной кислоты до исчезновения розовой окраски и содержание щелочи в пересчете на едкий натр (Б, %) вычисляют по формуле

т— навеска фталоцианогена голубого 43М.

3.6.7.Определение содержания азотнокислой соли аминоиминоизоиндоленина во фталоцианогене голубом 43М

Если в растворе, приготовленном для определения содержания свободной щелочи после добавления фенолфталеина и формалина, не будет наблюдаться розового окрашивания, то возможно присут­ ствие во фталоцианогене голубом 43М азотнокислой соли амино­ иминоизоиндоленина. В этом случае вливают 25 мл 0,1 н. раствора едкого натра, перемешивают в течение 5 мин и титруют 0,1 н. рас­ твором серной кислоты до исчезновения розовой окраски.

133

Содержание азотнокислой соли аминоиминоизоиндоленина во фталоцианогене голубом 43М (В, %) вычисляют по формуле

соли аминоиминоизоиндоленина едким натром с выделением сво­ бодного аминоиминоизоиндоленина. Добавлением формалина ами­ ноиминоизоиндоленин переводят в основание Шиффа, не взаимо­ действующее с кислотой в условиях определения.

3.6.8. Определение аминоиминоизоиндоленина колориметрическим методом

Анализ основан на образовании интенсивной синей окраски

Для построения градуировочного графика готовят раствор фе­ нилгидразона аминоиминоизоиндоленина кипячением навески 20 мг чистого аминоиминоизоиндоленина или продукта с известным со­ держанием основного вещества в 50 мл 80%-ного этилового спирта, содержащего 1 мл фенилгидразина и 0,5 мл ледяной уксусной кислоты. После 15-минутного кипячения в колбе, снабженной об­ ратным холодильником, полученный желтый раствор фенилгидра­ зона аминоиминоизоиндоленина охлаждают и делают серию раз­ бавлений, перенося 1, 2, 3, 4 и 5 мл в мерные колбы емкостью 50 мл, содержащие по 25 мл 80%-ного этилового спирта. В каждую колбу приливают 1 мл 5%-ного раствора едкого натра, перемеши­ вают, доводят до метки 80%-ным этиловым спиртом и через 15мин после приготовления колориметрируют при красном светофильтре.

Определение содержания аминоиминоизоиндоленина в техни­ ческом продукте проводят аналогично. Метод весьма специфичен и чувствителен, что позволяет использовать его для определения минимальных количеств аминоиминоизоиндоленина на волокне.

3.6.9. Определение содержания фталоцианина меди на волокне

Метод А. И. Соколова [254], основанный на колориметрировании сернокислотных гидрозолей, пригоден для количественного опре­ деления содержания фталоцианинов на волокне. Необходимо пом­ нить, что непромытые образцы не образуют окрашенного гидрозоля при разбавлении сернокислотного раствора водой.

134

4. КРАШЕНИЕ И ПЕЧАТАНИЕ ТКАНИ ПУТЕМ ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ КОНДЕНСАЦИИ АМИНОВ

НА ВОЛОКНЕ

4.1. ОСНОВНЫЕ АСПЕКТЫ ТЕХНОЛОГИИ

Окислительная конденсация (окисление) ароматических аминов на волокне является первым, по времени появления, способом кра­ шения и печатания ткани путем синтеза пигментов на волокне, зна­ чение которого в технологии отделочного производства за прошед­

сырья и главным образом его солянокислой соли. Поэтому данный способ часто называют «черноанилиновым крашением» или «черноанилиновым печатанием», хотя в последнее время предложено значительное количество химических соединений, пригодных для образования пигментов на волокне путем окислительной конден­ сации.

Ф. Рунге в 1834 г. наблюдал образование черной окраски при нагревании азотнокислого анилина, хлористой меди и бихромата калия на фарфоровой пластинке. Он был, по-видимому, первым, кому пришла мысль о целесообразности проведения подобной ре­ акции на волокне, однако осуществить ее ему не удалось.

Е. Копп [255] провел работу по исследованию условий образо­ вания окраски на волокне при окислении азотнокислого анилина хлорноватокислым натрием или железосинеродистым калием при завешивании или при запаривании ткани. В своих опытах он на­ блюдал появление на ткани черной окраски, но не предложил практически целесообразного способа печатания. Только в 1860 г. Р. Кальверу, Е. Клифту и П. Леве [256] удалось разработать про­ стой способ получения на ткани окислением анилина пигмента, на­ званного ими эмеральдином. Для этого ткань пропитывали раство­ ром хлорноватокислого калия, печатали краской, содержащей соля­ нокислый анилин, и завешивали на воздухе. Через несколько часов образовывалась ровная и яркая зеленая окраска, переходящая в темно-синюю при обработке ткани раствором бихромата калия.

Дж, Вуд и М. Райт усовершенствовали способ Кальвера, Клифта и Леве, вводя окись железа в раствор хлорноватокислого калия или добавляя азотнокислую медь к солянокислому анилину с по­ следующей обработкой ткани после вызревания окраски в рас­ творе бихромата или белильной извести. Это позволило впервые получить действительно черные окраски.

Основоположником практической технологии крашения и печа­ тания ткани посредством окисления анилина на волокне считают А. Лайтфута [257], который в 1863 г. предложил рецептуру и пара­ метры обработки, мало отличающиеся от применяемых в настоя­

135

перемешивания добавляют 126 мл уксусной кислоты, 50 г раствора хлорной меди плотностью 1,44 и 25 г хлористого аммония. Полу­ ченным раствором пропитывают ткань или пряжу, отжимают, су­ шат, выдерживают в течение двух дней при комнатной темпера­ туре и пропускают через слабый раствор белильной извести. Для приготовления печатной краски воду заменяют равным количест­ вом крахмальной загустки.

В конце 1863 г. X. Кордильо [258] предложил способ образова­ ния на ткани черной окраски, используя солянокислый анилин, хлорноватистый калий, винную кислоту и железосинеродистый ам­ моний, замененный впоследствие железистосинеродистым калием. Способ Кордильо позволил получать интенсивную черную окраску, причем при работе печатной машины не происходила коррозия ракли, как это наблюдалось ранее. Другим отличительным момен­ том явилась необходимость повышения температуры в окислитель­ ной камере до 40—50° С, поскольку при более низкой температуре вызревания не происходило.

Способы А. Лайтфута и X. Кордильо нашли практическое при­ менение главным образом при крашении и печатании целлюлозных тканей. Для крашения пряжи и хлопка они не могли конкуриро­ вать с применяемым в то время крашением кампешевой черной.

М. Бабюф [259] в 1865 г. предложил предельно простую техно­

4,5 кг соляной и 6 кг серной кислоты. Отдельно готовят раствор, содержащий 6 кг бихромата натрия в 100 л воды. Перед краше­ нием сливают равные объемы обоих растворов и тотчас загружают хлопок из расчета 1 кг его на 4 л смеси. Интенсивная черная ок­ раска с бронзовым налетом образуется на волокне через 1—2 мин. После крашения волокно отжимают и запаривают в течение 20 мин при давлении 24,5 кПа. Бронзовый налет при этом исчезает, а во­ локно приобретает угольно-черную окраску, практически устойчи­ вую к позеленению.

Способы, предложенные А. Лайтфутом, X. Кордильо и М. Бабюфом, являются основой современных технологических приемов, соответственно, окислительного, запарного и однованного краше­ ния и печатания волокнистых материалов. С момента своего появ­ ления они подвергались многочисленным усовершенствованиям как в отношении рецептуры, так и технологии, которые, однако, не смогли изменить первоначальной сущности способов.

Основным недостатком окислительного крашения по способу А. Лайтфута являлась большая продолжительность вызревания ок­ раски при завешивании ткани при комнатной температуре. Д. Кехлин [260] впервые обратил внимание на влияние температуры и влажности в помещении, где выдерживалась ткань, на скорость вызревания окраски. При температуре ниже 25° С окраска не обра­ зовывалась совсем, поэтому оптимальными параметрами считали температуру 35° С по сухому и 33° С по мокрому термометрам.

136

дами роликов, по которым вертикальными петлями проходит оплюсованная ткань.

Для получения качественных результатов длительность пребы­

производительность труда. Аппараты Прейбиша использовали на красилыю-отделочных фабриках до середины XX в. Почти одновре­ менно с аппаратом Прейбиша был сконструирован аппарат Гаубольда, отличающийся горизонтальным расположением петель ткани в камере и системой принудительной подачи горячего воз­ духа и водяного пара. При тех же параметрах обработки произво­ дительность аппарата Гаубольда была в два раза больше, тем не менее аппарат не получил распространения, вероятно, потому, что

нате «Большевик». Он имеет в своем составе три трехвальные плю­ совки, колонки подсушивающих барабанов, петлевую воздушную сушилку, окислительный зрельник, хромировочные и промывочные ванны. Агрегат работает при скоростях 18—40 м/мин и обеспе­ чивает высококачественное крашение сатинов, молескинов и диаго­ налей одежного ассортимента.

Большой вклад в дело освоения нового оборудования и раз­ работки современной технологии черноанилинового крашения по окислительному способу внесли научные сотрудники ИвНИТИ С. А. Плаксин и П. В. Горшков. Состав анилинового плюса, пред­ ложенный С. А. Плаксиным в 1963 г., до сих пор применяется на

Окислительным способом получают черную окраску высокой прочности к действию светопогоды и мокрых обработок. По дан-

ным Ф. И. Садова [262], эта окраска защищает ткань от разру­ шения в процессе эксплуатации. Таких показателей качества ок­ раски в настоящее время не достигнуто при других способах кра­

шения имеются существенные недостатки, в преодолении которых заложены основные пути его дальнейшего развития.

При переходе к непрерывным способам зреления при повышен­ ных температурах у тканей, окрашенных по окислительному спо­ собу, стало наблюдаться значи­ тельное снижение механической

прочности волокна.

Э. Вельтцер в 1902 г. изучал

/влияние компонентов анилино­ вого плюса на сохранность меха­ нической прочности волокна и

справедливость предложений Гравитца. Если бы процесс образова­ ния черного анилина лимитировался скоростью диссоциации ани­ линовой соли, он не имел бы таких высоких скоростей, которые наблюдаются в действительности. По крайней мере, мы должны были получить одну или две близкие кривые, соответствующие процессу термической диссоциации солянокислого анилина.

В табл. 18 нами приведены данные, показывающие изменение разрывной прочности волокна в зависимости от содержания на

Приведенные в табл. 18 данные показывают, что деструктирующим действием обладает только свободная соляная кислота, содержание которой на волокне зависит от влажности и концентра­ ции хлористого водорода внутри аппарата. При синтезе черного анилина, главным образом при сушке, выделяется около 50%

138

Т а б л и ц а 18

Изменение разрывной прочности волокна при сушке и зрелении в условиях

ваются с продуктами окисления анилина, выводятся с тканью из аппарата и удаляются при промывке. Хлористый водород, находя­ щийся в связанном состоянии, практически не оказывает влияния на прочность волокна, как это следует из серии опытов с тканью, пропитанной раствором анилиновой соли. Цифры, приведенные в последней строчке каждой серии опытов, характеризуют содер­

С целью снижения деструкции волокна при черноанилиновом крашении неоднократно делались попытки улучшения рецептуры пропиточных растворов, например, путем уменьшения их кислот­ ности. При добавлении в анилиновый плюс в эквивалентном ко­ личестве оснований более сильных, чем анилин, окраска не обра­ зуется, поскольку процесс конденсации молекул анилина в нужном направлении происходит только в кислой среде. При частичной