книги из ГПНТБ / Петерс, Р. Х. Текстильная химия. Очистка текстильных материалов от загрязнений

прерывных процессах, когда время пребывания ткани в запарной камере после пропитки может быть сокращено до 10—15 мин [15].

Эффективность удаления шлихты можно определить несколь­ кими методами.

По первому методу ткань можно обрабатывать йодом (йод в растворе йодистого калия). В этом случае синий цвет указывает лишь на наличие амилазы, это не является серьезным недостат­ ком, так как амилопектин водорастворим и будет извлекаться первым.

Для количественной оценки ткань обрабатываютпри комнат­

[8]. При этом определяют либо потери веса, либо углеводы в экс­ тракте, определенные путем окисления бихроматом калия в кислой среде [13].

Обработка перекисью водорода и другими окислителями

О возможности использования таких окислителей, как персуль­

Растворы перекиси водорода объемной концентрации 1—2, со­ держащие 7—15 г/л едкого натра, удаляют из ткани крахмал; ткань, обработанную таким образом, пропитывают при температуре

31

32

прекращалось, особенно если примеси хлопка уже окислились. Расшлихтованный хлопок вызвал больший расход бромита, чем нерасшлихтованный.

Эффективность бромйта как расшлихтовочиого агента основана на разности в скоростях окисления нецеллюлозных и целлюлозных материалов. Целлюлозные материалы окисляются бромитом мед­ леннее. Это различие более ярко выражено в сильнощелочной среде, когда а-целлюлоза подвергается сильному воздействию бро­

пропитывать в жгуте на холоду и оставлять на сутки или пропиты­ вать в жгуте и оставлять на холоду в течение 15 мин. Непрерыв­ ную обработку бромитом можно вести при высоких температурах в течение 20 мин.

Необходимо отметить, что хотя бромит натрия будет окислять загрязнения в хлопке, а также крахмал шлихты, он не является отбеливающим агентом.

УКАЗАТЕЛЬ ЛИТЕРАТУРЫ

1.3'. Т. Marsh. An Introduction to Textile Bleaching, Chapman and Hall,

London, 1956.

2. E. Pascu and 1. W. Müller. J. Am. Chem. Soc, 63 (1941) 1168.

33

9.E. Schubert. Textill-Rundschau, 5 (1950) 1.

10.E. Schubert. Textill-Rundschau, 3 (1948) 295, 335.

13.British Standards Institute, Handbook No. 11 (1963) 485.

14.L. Wallerstein. Ind. Eng. Chem., 31 (1939) 1218.

15.J. A. D. Hall. Dyer, 125 (1961) 727.

16.J. A. D. Hall. Dyer, 126 (1961) 295.

17.1. Regan. J. Soc. Dvers. Colourists, 78 (1962) 533.

Г л а в а 4 ОЧИСТКА ИЗДЕЛИЙ ИЗ ХЛОПКА

1. ОТВАРКА

Очистку суровых хлопчатобумажных тканей осуществляют пу­ тем отварки и отбеливания.

В зависимости от требований, предъявляемых к готовым тка­ ням, существует большое количество методов очистки тканей. Большую часть хлопчатобумажных тканей отваривают периодиче­ ским методом путем обработки горячей щелочью в варочных кот- \ лах или применяя непрерывный процесс пропитки щелочью с по­ следующей обработкой паром. В некоторых случаях процесс может быть повторен после промежуточной промывки. Качество от­ варки и беления будет зависеть от многих факторов: типа, цвета и загрязненности хлопка, характера крутки, номера пряжи, кон­ струкции ткани и т. д.

Целью беления является извлечение из волокна нецеллюлозных примесей без изменения самой целлюлозы. Наиболее трудно уда­ ляются воск, остатки коробочек и масляные пятна.

Водорастворимые загрязнения перед отваркой удаляются в про­ цессе расшлихтовки. При этом используют щелочные растворы, имеющие восстановительный характер, за счет чего могут возни­ кать нежелательные побочные эффекты, например, некоторые кубо­ вые красители могут переходить в водорастворимую лейкоформу.

34

Эта проблема возникает при отварке пестроткани. Отварке можно подвергать хлопок в виде волокна, ленты, пряжи или ткани. Обычно из-за простоты переработки предпочитают отваривать ткань.

Хлопок, предназначенный для медицинских целей, очищают и отбеливают в виде волокна, в то время, как пряжу для крашения отбеливают в паковках. Из экономических соображений ткань от­ варивают и отбеливают в форме жгута Некоторые ткани тре­ буют обработки расправленным полотном. Качество очистки хлопка оценивают капиллярностью и белизной.

Хлопчатобумажные ткани необходимо тщательно очищать, так как они могут содержать остатки хлопковых семян, шелухи и листьев (пыль и остатки снопов). Такие примеси содержатся в су­ ровой ткани, несмотря на механическую очистку хлопка, примене­ ния операций трепания и прочесывания.

могут давать на ткани пятна, окрашенные в темные тона. Кроме того, эти загрязнения сорбируют краситель при крашении в боль­ шем количестве, чем целлюлоза.

Отварка в варочном котле

Отварка в котле состоит в циркуляции горячей щелочной жид­ кости через ткань, уложенную в котле в форме жгута. Ткань перед

ние, обеспечивающее равномерную укладку ткани в котле. При

35

Котлы могут быть самых различных размеров; обычно они имеют вместимость 215—5000 кг ткани. Котел среднего размера вмещает 2 т ткани (высота его около 270 см, диаметр 215 см).

Вкотлах простейшей конструкции пар подается через отверстие

вцентре дна и проходит через центральную трубу (рис. 12).

Всовременных котлах используют эффективную принуди­

тельную циркуляцию в сочетании с трубчатым подогревателем (рис. 13).

Имеется много различных конструкций варочных котлов [24].

Равномерная плотность укладки ткани в котле является очень важным фактором, определяющим равномерность циркуляции ва­ рочной жидкости через ткань, а следовательно, и равномерность отварки. Для предупреждения вертикального перемещения ткани в котле в процессе отварки и, как следствие, образования каналов, можно использовать тяжелый груз, помещаемый сверху.

Когда котел заполнен тканью, то в него вводят соответствую­ щее количество варочной жидкости, подавая ее в направлении снизу вверх с целью вытеснения воздуха из котла. Затем вароч­ ную жидкость нагревают, и она циркулирует через ткань. На этой стадии очень важно удалить из котла весь воздух, так как в при­ сутствии воздуха и горячей щелочи происходит окислительная де­ струкция хлопковой целлюлозы. Необходимо также избегать кон­

36

Иногда в варочную жидкость добавляют восстановители: би­ сульфит натрия или гидросульфит для удаления следов кис­ лорода.

Отварку можно Проводить как при атмосферном давлении в от­ крытом котле, так и под давлением. В последнем случае о давле­ нии в котле судят по температуре. Этот метод не достаточно точен, так как четкой зависимости температуры от давления может не быть, если в котле присутствует воздух. Применение термометров для записи температуры циркулирующей жидкости весьма жела­ тельно и используется при определении давления [22].

В конце отварки в верхней части котла может накопиться пена. Для устранения ее котел продувают, т. е. при снятии давления про- 'качивают небольшой объем варочной жидкости, который через пропускной клапан в крышке котла уносит с собой в сток пену.

Более легкие ткани обычно отваривают в виде жгута, а более тяжелые ткани, чувствительные к механическим деформациям, об­ рабатывают широким полотном. Для этой цели имеются котлы спе­ циальной конструкции; одним из наиболее известных котлов такого типа является котел Джексона, в котором ткань наматывается на ролики, установленные внутри котла, а затем перематывается с од­ ного ролика на другой, как в роликовой красильной машине [4]. Условия отварки в различных странах различны и соответствуют виду отвариваемой ткани. Некоторые ткани могут быть хорошо очищены при однократной отварке, но более тяжелые ткани тре­ буют двукратной отварки.

Непрерывный процесс отварки

Описанные выше процессы отварки периодические. Однако

Существуют различные типы аппаратов для непрерывной от­ варки тканей [2].

Хорошая отварка непрерывными методами требует хорошего и быстрого смачивания для равномерного воздействия щелочи на ткань. Непрерывную щелочную отварку применяют как одну из операций перекисного беления.

Щелочная обработка, проводимая в котле, может быть трех типов:

* Непрерывные способы беления хлопка и льна широко используются в СССР.

37

1)последовательная обработка натронной известью;

2)отварка в растворе едкого натра;

3)обработка мылом и содой.

Отварка в растворе натронной извести является способом, ши­ роко применяемым в прошлом. Процесс в основном состоял в от­ варке ткани в известковом молоке. При этом при реакции со свободнымич жирнымн кислотами, содержащимися в хлопковом воске или образующимися при гидролизе воска, могут образовываться нерастворимые известковые мыла.

Последующая отварка в растворе Na2 C03 превращает извест­ ковые мыла в карбонат кальция и водорастворимые щелочные

мыла. Этот способ может быть изменен и улучшен путем введения промежуточной обработки ткани соляной кислотой. В этом случае известковые мыла превращаются в свободные кислоты, а кальций должен вымываться в виде хлористого кальция.

Хотя обработка натронной известью дает очень хорошие ре­ зультаты, этот процесс трудоемкий и не удивительно, что в совре­ менной практике используют отварку в растворе NaOH. Однако для тонких тканей такое условие слишком жестко и для них реко­ мендуется обработка в растворах соды и мыла.

Пестроткань, для которой недопустима десорбция красителя, обычно отваривается этим способом.

Концентрация применяемого раствора составляет приблизи­ тельно 1—2% в зависимости от типа отвариваемой ткани.

При модуле отварки М = 3:1 концентрация едкого натра со­ ставляет приблизительно 3—6% от веса материала.

В непрерывных методах отварки при 100%-ном отжиме после пропитки ткани 3%-ным раствором едкого натра на ткани остается 3% едкого натра от веса материала.

Прн контакте раствора едкого натра с тканью некоторое коли­

38

около 14,3. Потенциально хлопок может удерживать довольно зна­ чительные количества щелочи; например, если все глюкозные остатки целлюлозы доступны и если одна из трех гидроксильных групп звена реагирует со щелочью, то количество щелочи, требуе­ мой для нейтрализации половинного количества гидроксилов, со­ ставит 12 г на 100 г целлюлозы. На самом же деле лишь часть остатков глюкозы доступна, так что количество адсорбированной щелочи будет меньше.-При концентрациях едкого натра 1% (рН~13,3) хлопковая целлюлоза будет адсорбировать около 1 г его на 100 г целлюлозы; это составляет одну треть от общего колн-

90и 8070-

групп, содержащихся в небольших количествах в хлопковой цел­ люлозе в пектиновых веществах. Количество щелочи, требуемое

ходящегося в волокне.

Следовательно, более половины едкого натра реагирует с цел­ люлозой и ее примесями. Так как целлюлоза является слабой кис­ лотой, то щелочь будет связываться волокном в течение всего про­ цесса отварки. В литературе встречается указание на то, что сни­ жение концентрации едкого натра во время отварки происходит неравномерно: щелочь расходуется на первой стадии очень быстро, а через час уже гораздо медленнее. В табл. 10 приводятся данные об изменении концентрации щелочи в течение двух последователь­ ных процессов отварки и расходе окислителя на титрование ва­ рочной жидкости [6].

39

Для качественного проведения процесса отварки необходимо осуществлять контроль за щелочностью варочного раствора (кон­ центрация едкого натра не должна быть ниже 4 г/л). Кроме того,

цов ткани после пх искусственного загрязнения [25].

Изменения свойств хлопкового волокна, возникающие в процессе щелочной отварки

Существует много характеристик, которые могут быть исполь­ зованы для оценки эффективности отварки: потеря в весе, изме­ нение содержания протеина (определяется по анализу азота), со­ держание остаточных восков и т. д.

Были получены данные об изменениях свойств хлопка в зави­ симости от условий отварки (табл. 11) [7]. В данном исследовании хлопок в виде пряжи обрабатывали в небольшом эксперименталь­ ном варочном котле. Потеря в весе показывает, что значительная часть загрязнений извлекается при обычном давлении. Однако при высоких температурах содержание воска значительно снижается. Уменьшение адсорбции красителя метиленового синего является

показателем удаления пектиновых веществ, а снижение медного числа связано с извлечением из волокна гемицеллюлозы и Сахаров.

Как видно из приведенных данных, отварка в растворе едкого натра является наиболее эффективной, так как в этом случае извлекается наибольшее количество воска; преимущество этого ме­ тода состоит также и в том, что для большинства тканей доста­ точно бывает однократной обработки. Применение гашеной натрон­ ной извести' почти всегда требует наличия двух котлов и необхо­ димости вторичной .обработки карбонатом натрия для завершения процесса омыления воска [8]. Во вре.мя отварки с известью обра­ зуются известковые мыла, которые при окислении разлагаются так,

40