Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Применение красителей и пигментов. Учебное пособие
.pdf
предварительной окраской кожи в растворах, так как по окрашенному
фону можно нанести более тонкую покрывную пленку с высокой адгезионной способностью;
− образует пленку, которая увеличивает срок службы кожаных
изделий, так как предохраняет кожу от внешних атмосферных воздействий.
В настоящее время крашение кожи покрывными красками осуществляется на специальных агрегатах-автоматах, в которых движущаяся на транспортере кожа равномерно окрашивается с помощью
распылителя. Далее по этому же транспортеру кожа поступает на
подсушку инфракрасными лучами, а затем на горячее прессование,
которое способствует закреплению покрытия на коже.
Покрывными красками окрашивают преимущественно хромовую
кожу; они никогда не применяются для окрашивания красно-дубной
и замшевой кож.
Существуют способы крашения в сухих условиях – так называемое неванное крашение, заключающееся в одновременной загрузке в
барабан кожи и сухого красителя. Во время вращения в барабане из
кожи вытесняется вода, способствующая образованию концентрированного раствора красителя на поверхности кожи. Достоинством данного метода является глубокое и равномерное проникновение красящего вещества вглубь кожи при комнатной температуре [17, 12].
Известны поточные способы поштучного крашения кожи концентрированными растворами красителей с использованием в качестве интенсифицирующих веществ гидрофильных органических растворителей.
Существенное влияние на процесс окрашивания, а также на выбор того или иного класса красителей в кожевенном производстве
оказывает химическая природа применяемых дубящих веществ [17].
В качестве дубящих веществ используют продукты растительного
происхождения (таннины, минеральные вещества – соли алюминия и
хрома), водные дисперсии полимеров, синтетические смолы. Для некоторых видов кож применяют жировое, формальдегидное или формальдегидно-жировое дубление.
21
Для крашения кожи в растворе применяют красители различных
классов: прямые, основные, кислотные, кислотные металлсодержащие, а также сернистые, кубовые и активные.
Кислотные красители являются одной из наиболее важных
групп красителей, применяемых для крашения кожи. Водные растворы этих красителей выявляют дефекты лицевой поверхности кожи и
окрашивают практически все виды кожи, но не так резко, как другие
красители. Вследствие высокой растворимости они легко проникают
вглубь кожи, что способствует повышению устойчивости и долговечности окраски. Крашение ведут при кислом рН красильной ванны
и самой кожи (4,5 ÷ 5,0) и относительно невысоких температурах
(около 60 ÷ 65 °С) [19]. Увеличение рН сопровождается изменением
оттенка и ухудшением качества окрасок.
Крашение можно проводить обычным способом, т.е. «в окунку»,
или щетками. Чтобы лучше скрыть повреждения кожи, часто сначала
ведут крашение кислотными, а затем основными красителями.
Кислотными красителями можно окрашивать без всякого протравления все виды дубленой кожи (краснодубную, хромодубную и
др.). Для крашения кож рекомендовано 18 марок кислотных красителей практически полной гаммы цветов от желтого до черного. Выбор
тех или иных красителей зависит от требуемого цвета кожи и качества красителя [7].
Кислотные металлсодержащие красители, являющиеся комплексами состава 1 : 1 или 1 : 2, занимают в кожевенной промышленности значимое место, так как являются универсальными. Они
обладают сродством к кожам таннинового, хромового и комбинированного дубления, позволяют получать равномерные окраски с высокой устойчивостью к свету, трению и мокрым обработкам. Особенно
удобны в применении красители состава 1 : 2, так как позволяют проводить окрашивание из слабокислых и нейтральных растворов.
Основные красители дают на коже яркие, но недостаточно
устойчивые окраски, особенно к действию света.
22
Основные красители не проявляют сродства к коллагену кожи и
фиксируются на ней с помощью протравы на основе танина и сурьмы.
Краснодубная кожа уже содержит танин. Однако для получения
более прочной окраски требуется также обработка солями сурьмы.
Крашение проводят при 30 ÷ 50 °С, при этом на коллагене кожи фиксируется тройная соль – красителя, танина и сурьмы. Красители глубоко
проникают в кожу и дают окраски удовлетворительной прочности [7].
Для крашения различных видов кож достаточно широко применяют прямые красители. Диффузионная способность этих красителей меньше, чем у кислотных, вследствие значительной молекулярной массы и склонности к ассоциации в растворе. Красители данной
группы не проникают вглубь кожи, а фиксируются в основном на ее
поверхности [21]. Учитывая эти факторы, окрашивание прямыми
красителями обычно проводят после крашения кислотными красителями, способными проникать вглубь кожи и окрашивать ее внутренние слои. Крашение кожи прямыми красителями осуществляют в
нейтральной или слабокислой среде (рН 6 ÷ 7) при 60 °С. Эти красители неустойчивы в кислой среде, поэтому одним из основных процессов, предшествующих крашению, является нейтрализация, заключающаяся в снижении кислотности кожи. Нейтрализацию кож проводят водными растворами щелочных агентов [7].
Для крашения кож, используемых при производстве одежды, пригодны активные красители, которые дают окраски, устойчивые к дей-
ствию света, химической чистки и моющих веществ за счет образования прочных ковалентных связей с белковым веществом кожи. Крашение кожи активными красителями осуществляют в слабощелочной среде, создаваемой гидрокарбонатом натрия, при 30 ÷ 40 °С [17].
Активные красители пока не находят широкого использования
для крашения натуральной кожи, но имеется перспектива их применения в будущем, так как они хорошо проникают вглубь кожи и дают
яркие и прочные окраски [7].
Ограничением применения кубовых и сернистых красителей
является разрушение кожи в щелочно-восстановительной среде.
23
3. КРАШЕНИЕ МЕХА
В меховой промышленности, в отличие от кожевенной, шкуры
животных используют вместе с волосяным покровом, состоящим из
фибриллярного белка кератина [17].
При крашении меха повышается стоимость товара, значительно
улучшается их внешний вид. На практике крашением достигается исправление и улучшение естественной окраски ценной пушнины,
устранение недостатков природной окраски меха – пестроты, пятнистости, матовости, имитация более ценных видов пушнины. Красители, применяемые для данных целей, должны быть устойчивы к действию света, сухому и мокрому трению, а условия крашения не
должны отрицательно влиять на качество меха.
Первичная обработка кож и выделка мехов имеют много общего.
Непосредственно перед крашением меха осуществляют следующие
дополнительные операции: обезжиривание, в некоторых случаях –
отбеливание (разрушение натурального пигмента волосяного покрова, имеющих мешающую подцветке окраску), протравление.
Мех в отличие от шерсти и кожи обладает рядом особенностей, в
результате которых применение для его крашения красителей, используемых в текстильной промышленности, требует соблюдения
определенных условий и прежде всего температурного режима
(30 ÷ 35 °С) и рН среды, близкой к нейтральной.
До конца XIX в. для окраски меха приходилось пользоваться исключительно естественными красителями, ассортимент которых
ограничен, а процесс крашения сложен и дорог. Переворот в технологии крашения меха создало открытие окислительных (оксидационных) красителей. В настоящее время разработаны технологии крашения меха прямыми, кислотными, хромовыми, металлсодержащими,
активными и оксидационными красителями [7].
Практическая значимость крашения «окислительными» красителями (т.е. теми красителями, которые получаются на волокне в ре-
зультате окислительного превращения исходного субстрата, напри-
24
мер анилина) обусловлена простотой их применения, возможностью
проведения крашения при низких температурах, достижением хорошей имитации ценных видов пушнины [21]. Однако к недостаткам
красящих веществ можно отнести низкую светостойкость окрасок
светлых тонов и некоторое ухудшение пластических свойств шкуры.
Для окислительного крашения используют слабоокрашенные или
бесцветные соединения, выпускаемые в России под названием «красители для меха». По химическому строению они относятся к фенолам, ароматическим аминам, аминофенолам, главным образом производным бензола, реже нафталина.
Наиболее распространенные красители для меха:
п-фенилендиамин – Черный для меха Д, п-аминофенол – Коричневый
для меха А, N,N-диметил-п-фенилендиамин – Серый для меха Д,
о-аминофенол – Желтый для меха и другие. Для окислительного
крашения меха используют также фенол, пирокатехин, гидроксигидрохинон, резорцин, пирогаллол. В результате окисления указанные
красители образуют на волокне производные индофенолов, индаминов, индоанилинов [17, 22]:
Для крашения меха широко используются кубовые красители,
обладающие рядом ценных свойств, в первую очередь – повышенной
светостойкостью. Их применение предоставляет возможность получения светостойких окрасок бежевого и коричневого цвета, а также
серого цвета, которые невозможно получить при использовании
окислительных красителей.
Кубовые красители для крашения меха выпускают в виде порошка или специальных паст. Чтобы эти пасты не высыхали и не замерзали при низких температурах, в них вводят глицерин, который хорошо смешивается с водой и тем самым улучшает смачивание самой
пасты. Для предохранения пасты от воздействия бактерий в нее вводят антисептик – салициловую кислоту.
25
Сложность использования кубовых красителей в меховой промышленности заключается в необходимости проведения окрашивания
в щелочной среде, что может повредить мех. Поэтому используют красители, лейкосоединения которых находятся в высокодисперсном состоянии при невысоких концентрациях щелочи, – тиоиндигоидные, индигоидные, а также красители – производные нафтохинона, бензохинона и некоторые производные антрахинона с относительно малой молекулярной массой [5]. Для крашения меха выпущены специальные кубовые красители, в названиях которых имеется индекс «М». Широко используется, в частности, краситель Кубовый серый М.
Меховые шкурки, окрашенные кубовыми красителями, имеют
значительно лучшее качество по сравнению с меховым полуфабрикатом, окрашенным окислительными красителями: кожевая основа
мягче, светостойкость окраски выше.
Кубовые красители с большим успехом комбинируют с окислительными красителями, что позволяет получать красивые имитации.
Для этого шкуры сначала окрашивают окуночным методом кубовыми
красителями, а затем на кончики волос с помощью краскораспылителя наносят раствор окислительных красителей [7]. С помощью этого
метода крашения производством освоен выпуск меховой овчины под
куницу, белку и бобра.
Большой интерес представляет использование для крашения мехового полуфабриката активных винилсульфоновых красителей,
образующих на волосяном покрове окраски, устойчивые к трению,
мокрым обработкам, действию различных органических растворителей [17, 22]. Применение этих красителей способствует проведению
26
процессов выделки, крашения и отделки волосяного покрова меховой
овчины непрерывным способом.
Широкое практическое использование для крашения меха находят кислотно-протравные красители, позволяющие получить окраски,
устойчивые к свету, а также к последующим процессам облагораживания волосяного покрова. Чаще всего используют однохромовые
красители, причем хромирование и крашение проводят либо одновременно, либо последовательно.
Насыщенные окраски коричневого цвета получают при использовании для крашения меха смеси Кислотного однохромового оливкового Ж и Кислотного однохромового коричневого З [17].
При крашении в кожевенном и меховом производстве в последние годы начинают применять соединения, обладающие наряду с
красящими рядом других свойств, таких как дубящие, наполняющие
и жирующие – красящие синтаны. Применение полифункциональных
материалов позволяет интенсифицировать процессы производства
кожи, сократить расход воды и уменьшить загрязненность сточных
вод. Эти соединения придают окрашенной коже и кожевой ткани меха повышенную устойчивость к действию света, влажным обработкам, химической чистке и трению. Все это является весьма важным и
перспективным для повышения качества кожи и меха и интенсификации технологических процессов [7].
27
4. КРАШЕНИЕ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Для окрашивания пластических масс в процессе переработки или
на стадии полимеризации применяют только те органические красители и пигменты, которые выдерживают высокую температуру переработки (достигающую, как правило, 250 ÷ 300 °С), обладают миграционной устойчивостью (это особенно важно в случае поливинилхлорида),
не изменяются под действием инициаторов полимеризации (например в
случае полиметилметакрилата) и, естественно, обладают высокой
устойчивостью к светопогоде [17, 19]. Не менее важно свойство красящих веществ не вызывать коробления (усадки) полимеров, что характерно, в первую очередь, для полиэтилена высокой плотности.
Вследствие высокой красящей способности красители вводят в
полимерные материалы в небольших количествах (0,01-1 %).
Наибольшее значение имеют некоторые особо прочные марки
азопигментов, пигменты полициклические, фталоцианиновые и хинакридоновые, пигменты на основе некоторых кубовых красителей,
жирорастворимые азокрасители и несульфированные аминопроизводные антрахинонового ряда, а также Пигмент глубоко-черный
(продукт окисления гидрохлорида анилина) и Пигмент зеленый
(внутрикомплексное соединение нитрозо-β-нафтола с железом) [17].
Высокую практическую значимость имеют и органические лаки, получаемые путем переведения растворимых красителей в нерастворимое состояние. Для красителей, содержащих кислотные группы, это
достигается осаждением их солями металлов (марганца, бария, кальция) или неорганическими основаниями (чаще гидроксидом алюминия); для основных красителей – осаждением веществами кислотного
характера (таннином, фосфорномолибденововольфрамовой и фосфорновольфрамовой кислотами).
Для каждого вида пластических масс существует специфический
ассортимент пигментов и красителей, подбираемый с учетом структурных особенностей данного полимера, условий его переработки и
эксплуатации готовых изделий [10]. В процессе окрашивания поли-
28
меров пигменты могут использоваться в виде порошков, гранулированного пигмента (спрессованная форма), жидких или твердых форм
моноконцентратов пигментов и концентратов пигментов (мастербачи
– пигментные композиции, введенные в полимер-носитель). Красители или полимеррастворимые органические красящие вещества, способные растворяться в расплавах полимеров, также применяются для
окрашивания полимеров в массе.
Так, азопигменты выделяются широкой гаммой цветов, устойчивостью к действию кислот и щелочей, но в то же время они недостаточно стойки в некоторых органических растворителях, в том числе и
в некоторых пластификаторах. Применение азопигментов ограничено, в основном их используют для крашения аминопластов ввиду не
слишком высокой миграционной устойчивости и светостойкости.
Полициклические пигменты (диоксазиновые, хинакридоновые,
периленовые, антрахиноновые, тиоиндигоидные) позволяют получить широкую цветовую гамму, устойчивы к действию света, отличаются термостойкостью и высокой красящей способностью [17].
Большинство полициклических пигментов, за исключением тиоиндигоидных, миграционноустойчивы. В настоящее время эта группа широко используется при крашении всех видов пластмасс.
Фталоцианиновые пигменты также применяются на практике для
большого количества различных видов пластмасс и обладают высокой красящей способностью, химической устойчивостью, исключительной термо- и светостойкостью [17].
Органические лаки применяют преимущественно для крашения полистирола и сополимеров стирола, поливинилхлорида, полиолефинов.
Для изготовления некоторых окрашенных пластмасс (полистирол
и его сополимеры, полиэфирные смолы) используют жирорастворимые красители, растворяющиеся в ароматических углеводородах,
синтетических полимерах, маслах, жирах. По химическому строению
они относятся к диоксазиновым красителям, несульфированным основаниям некоторых антрахиноновых красителей, моноазокрасителям, не содержащим карбокси- и сульфогрупп [17]. Жирораствори-
29
мые красители, обладающие высокой термо- и светостойкостью,
применяют для получения прозрачных окрашенных материалов.
В ограниченном количестве для крашения пластмасс используют
некоторые спирто- и водорастворимые органические красители.
Наряду с пигментами в полимеры добавляют различные вспомогательные вещества, выполняющие различные функции [10]: антистатики, антипирены (огнезащитные препараты), бактерициды, антивспениватели, стабилизаторы, пластификаторы, антиадгезивы, диспергаторы, слипы (скользящие добавки) и т.п.
5. КРАШЕНИЕ РЕЗИНЫ
При переработке каучука в резину в процессе вулканизации вводят
ряд компонентов: агенты вулканизации (сера, органические пероксиды,
полисульфиды, эпоксидные и алкилфенолоформальдегидные смолы),
ускорители вулканизации (сульфенамиды1, дитиокарбаматы, дифенилгуанидин и др.), активные наполнители (технический углерод, коллоидный диоксид кремния, силикаты металлов и др.), инертные наполнители (мел, тяжелый шпат BaSО4, каолин), пластификаторы и мягчители
(органические кислоты, смолы, углеводороды), противостарители (вторичные ароматические амины), противоутомители (N,N'-замещенные п-
фенилендиамины), красящие вещества [17].
Красящие вещества, включаемые в резиновую смесь перед вулканизацией, должны отвечать следующим требованиям: быть нерастворимыми в воде, химически инертными по отношению к ингредиентам резиновой смеси в условиях вулканизации и при последующей
эксплуатации готового продукта, сохранять светостойкость и устойчивость к миграции, термостойкость при 150 ÷ 180 °С.
В процессе изготовления резины для ее крашения используют органические пигменты (азопигменты, фталоцианиновые, полициклические, Пигмент зеленый), органические лаки – Лак оранжевый, Лак
1
Сульфенамиды – RSNR2', где R, R' – алкил, арил, аралкил, иногда R' = Н.
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]