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

41

что отварка в соде требуется для вторичного растворения отлагаю­ щихся на волокне свободных кислот [9] с целью образования из них мыл, способных эмульгировать воск или нерастворимые спирты.

При использовании едкого натра степень извлечения воска за­ висит от температурного режима, длительности воздействия и кон­

Большая часть загрязнений извлекается при обычном давлении, а при температурах 100—140°С происходит лишь незначительное повышение эффективности отварки.

Количество остаточного воска значительно уменьшается по мере повышения температуры.

Обработка более двух часов оказывает весьма незначительное влияние на улучшение степени отварки и практически не изменяет содержания остаточного воска. Потери в весе при отварке увели­ чиваются с повышением концентрации едкого натра, но содержа-

42

ние остаточного воска при 100° С уменьшается при более высоких концентрациях; обратное явление отмечается при более высоких температурах.

путем титрования пробы бихроматом калия или бихроматом нат­ рия; постоянное содержание свидетельствует об окончании про­ цесса отварки. Пробы могут быть оттитрованы кислотой для опре­

в котле обнаружено более высокое содержание воска при непре­ рывной отварке. Обработка паром более 10 мин не уменьшила со­ держание воска. Необходимо отметить, что предварительная обра­ ботка ткани в 0,2 н. растворе серной кислоты повышает эффектив­ ность отварки и снижает остаточное содержание воска.

Несмотря на то, что из представленных данных видна картина изменений, возникающих при отварке, на практике результаты мо­ гут быть получены несколько иными. Как известно, большинство примесей извлекается благодаря их растворимости в щелочном растворе, однако в случае воска положение гораздо более сложно. При контакте со щелочью свободные жирные кислоты воска будут растворяться с образованием мыла, некоторое количество воска будет омыляться с образованием свободных спиртов и мыла. Мыла, образованные таким образом, способны извлекать воски и спирты, проявляя моющее действие.

43

Воска плавятся при температуре отварки. Степень их гидро­ лиза, имеющая большое значение для удаления восков, точно не определена.

2. ОБРАБОТКА РАСТВОРОМ КИСЛОТЫ

После отварки ткань подвергают обработке кислотой. Первона­ чально эту операцию применяли при использовании гашеной из­ вести в отварке, что способствовало удалению выпавших в осадок на ткани солей кальция.

Однако после отварки в растворе едкого натра ткань лучше отбеливается, если до беления ее обработать кислотой.

3. РАСПОЛОЖЕНИЕ ВОСКОВ В ВОЛОКНЕ

Воск находится в периферийной части хлопкового волокна, ко­ личество его в хлопке возрастает с увеличением поверхности во­ локна: чем тоньше хлопковое волокно, тем больше на нем содер­ жится воска (рис. 17). На основании этого можно сделать вывод, что все хлопковые волокна имеют слой воска почти одинаковой толщины (0,015—0,025 мк). Этот слой играет большую роль в сни­ жении коэффициента трения волокна о мягкую сталь, величина ко­ торого 0,7, а для волокна без воска 0,25. Таким образом, процесс прядения легче протекает у хлопка-сырца.

Интересно отметить, что на внешней поверхности волокна раз­ мещается не только воск, но и другие загрязнения. Это было до­ казано путем отделения первичной стенки от вторичной при тре­ пании волокна в воде и выделения загрязнения в виде индивиду­ альных продуктов [3]. Анализ состава первичной стенки хлопкового волокна показывает, что загрязнения в хлопке располагаются в основном в первичной стенке, однако остается не ясным, распо-

44

лагается воск на поверхности или внутри первичной стенки (табл. 14).

Содержание воска в отваренном хлопке не является единствен­ ным показателем качества отварки. Скорость поглощения влаги изменяется в зависимости от вида отварки и может иметь различ­ ные значения даже при одинаковом содержании воска (табл. 15).

Распределение воска на поверхности волокна определяет влагопоглощаемость; это положение подтверждается тем фактом, что экстрагирование воска с волокна растворителем не всегда обеспе-

45

добиться уменьшения количества воска, так как достаточная часть поверхности волокна остается" покрытой воском и представляет со­ бой гидрофобную поверхность [26].

волокна в горячую воду и образует на поверхности волокна ка

пельки, которые остаются после высушивания волокон на воздухе. Если волокно высушивать при более высокой температуре, рас­ плавленный воск вновь равномерно разбрызгивается по поверх­

Частичное разрушение первичной стенки хлопкового волокна может быть достигнуто при легком истирании. Такая обработка повышает капиллярность волокна; следовательно, основным пре­ пятствием для проникания воды в волокно является первичная стенка [13].

Щелочная отварка, приводящая к частичному разрушению пер­ вичной стенки, обеспечивает высокую капиллярность волокна.

Электронная микроскопия обнаруживает многочисленные тре­ щины в первичной стенке отваренного волокна. Первичная стенка изменяется при отварке в 1,5%-ном растворе едкого натра-. От­ варка в 3%-ном растворе щелочи при давлении 2,8 кгс/см2 прак­ тически полностью разрушает первичную стенку [14].

4G

4. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ДОБАВОК НА СКОРОСТЬ ОЧИСТКИ ВОЛОКОН

Быстрое и равномерное смачивание ткани является очень важ­ ным фактором при отварке, поэтому в варочную жидкость добав­ ляют смачивающие и моющие препараты. Эти препараты' явля­ ются поверхностно-активными веществами; смачиватель может не обладать моющей способностью и не способствует значительному извлечению загрязнений из ткани или суспендированию их в ва­ рочную жидкость.

Первым поверхностно-активным препаратом, применяемым для отварки тканей, было канифольное мыло, появившееся еще в 1825 г.; оно не было идеальным препаратом, хотя и снижало со­ держание воска в волокне и улучшало его смачиваемость; однако

рия повышает степень удаления воска, а также белизну, готовой ткани (23].

Очень многие поверхностно-активные вещества применяют в на­ стоящее время в качестве добавок в варочной жидкости (аромати­ ческие алкилсульфаты, сульфированное касторовое масло и т. д.). Некоторые из этих веществ, например ароматические -алкилсуль- фонаты, являются лишь смачивающими агентами, но другие об­ ладают также и моющей способностью.

Вполне очевидно, что большую роль в процессе смачивания играет хорошая проницаемость ткани по отношению к щелочи.

Одним из лучших поверхностно-активных веществ для отварки является мыло на основе касторового масла. Применение этого мыла с пятиминутной обработкой паром снижает содержание воска.

47

в варочной жидкости на капиллярность отваренной ткани (табл. 18). Полученные данные показали улучшение смачиваемости ткани при

В варочную жидкость иногда вводятся водонерастворимые ор­ ганические растворители. Для этой цели их эмульгируют с по­ мощью поверхностно-активных веществ. Действие органических растворителей заключается в поглощении их воском волокна с об­ разованием комплекса растворитель — воск и в последующем более легком удалении этого комплекса из варочной жидкости [1].

В варочную жидкость часто добавляют силикат натрия [18]. Количество силиката варьируется в зависимости от условий от­ варки и в среднем составляет одну треть от количества едкого натра. Метасиликат натрия Na2 Si03*5H2 0 действует в некоторой

48

Т а б л и ца 18 Смачивание отваренных образцов (поверхностно: активный препарат 0,2%)

* Моментальное смачивание.

степеникак буфер и способствует удержанию в варочной жид­ кости загрязнений, перешедших из волокна. Добавка мыла совме­ стно с силикатом способствует повышению качества отварки.

5. УДАЛЕНИЕ ВОСКА ИЗ ХЛОПКА В СРЕДЕ ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ

В последние годы удаление воска с волокон посредством орга­ нических растворителей начало осуществляться в промышленном масштабе. Обработка ткани в трихлорэтилене в течение 15 с сни­ жает содержание воска в суровом индийском хлопке на 1,09— 0,23%, а после 30 с — д о 0,15%.

Хлопок, обработанный таким образом, после кипячения в воде становится хорошим абсорбентом, поскольку малое количество остаточного воска не может образовать гидрофобного слоя на по­ верхности волокна [16]. Для удаления воска ткань направляют в ка­ меру с кипящим растворителем, откуда она выходит через жид­ костный затвор, заполненный растворителем. Камера, заполненная растворителем, разделена на несколнко секций, в которых осуще­

Ткань из этого отделения выходит через жидкостный затвор, за­

а затем — камеру с растворителем [19].

После обработки растворителем с ткани вместе с воском уда­ ляется лишь часть шлихты, поэтому расшлихтовка не исключается.

Операции расшлихтовки и удаления воска могут быть совме­ щены в одном агрегате. В этом случае ткань после обработки рас­ творителем направляют в расшлихтовочную камеру, содержащую

Рис. 19. Схема устройства для очистки тканей в среде органи­ ческих растворителей:

кислоту, энзим или перекись водорода, а затем для дальнейшей очистки ее подвергают мягкой щелочной обработке и в заключе­ ние— белению хлоритом натрия. Удаление воска растворителем удобно комбинировать с непрерывной перекисной отбелкой.

50