2. Выбор исходного сырья и его характеристика

Одной из распространенных древесных пород в Красноярском крае является лиственница сибирская (Larix sibirica). Состав древесины и коры лиственницы достаточно подробно изучен [10,13,14,23,34]. Древесина и кора лиственницы содержит ряд веществ, обладающих антиоксидантными свойствами, дубильные вещества, пектины и комплекс водорастворимых веществ. Состав коры лиственницы представлен на рисунке 7.

Рисунок 7 - Схема комплексной переработки коры лиственницы.

Для извлечения большинства полезных веществ используются органические растворители или их водно-органические смеси, которые позволяют достаточно полно извлечь экстрактивные вещества. Для переработки можно использовать кору лиственницы[23].

Определенный интерес представляют окрашенные соединения, содержащиеся в коре - антоцианы и флавонолы[34].

Антоцианы, по своему составу и строению схожие с флавонами:

он

Благодаря наличию фенольных гидроксилов антоцианы могут образовывать соли как со щелочами, так и с кислотами, что обуславливает зависимость окраски от pH среды. Однако по химической классификации относятся к классу пироксониевых соединений[19].

НС СН

НСС СН

-h

ион пироксония

Кроме того, в коре лиственницы присутствует кверцетин. При взаимодействии с ионами некоторых металлов кверцетин образует нерастворимые окрашенные осадки, благодаря чему используется как протравной краситель с высокой прочностью окраски[18].

ОН

О

Кверцетин является очень распространенным красителем, который содержится в покровных чешуйках лука, конском щавеле, коре лиственницы [17].

Кора лиственницы в значительных количествах накапливается на нижнем складе лесозаготовительных предприятий как отходы окорки при подготовке стволов деревьев к транспортировке. Большое количество отходов окорки также находится на территориях ЦБК и ЛПК и дают огромную базу для получения продуктов переработки. Для переработки можно использовать кору лиственницы.

Однако, значительное количество отходов коры не используется и поэтому мы считаем целесообразным предположить дешевый и доступный способ извлечения растительных красителей методом водной экстракции. Кроме доступности экстрагента, этот процесс не требует сложного оборудования и может быть организован в том числе и в лесозаготовительных предприятиях.

3. Разработка технологии крашения шерстяной пряжи растительными красителями

Основной задачей проводимого на этом этапе исследования было изучение влияния концентрации раствора коры лиственницы, концентрации протравы в растворе, способа крашения: с предварительным и

одновременным протравливанием, а так же вида протравы на получаемый цветовой тон и прочность окраски.

В работе для крашения использовалась шерстяная пряжа. Образцы пряжи представляли собой клубки длиною по семь метров.

Для колорирования образцов пряжи готовили красильную ванну - водные экстракты коры лиственницы, которые готовили по следующей схеме: экстракт коры лиственницы: два килограмма измельченного сырья помещали в емкость, заливали пятью литрами воды и кипятили в течение одного часа. Затем полученный раствор отфильтровывали от коры твердой фракции, охлаждали и перемещали в отдельную тару.

Методика колорирования заключалась в следующем: два образца навески шерстяной пряжи массой 5 грамма помещали в две красильные ванны объемом до 500 миллилитров и заливали 250 миллилитрами красильного экстракта с модулями - 1:1 и 1:2, то есть исходный экстракт и разбавленный в два раза. Содержимое красильной ванны доводили до кипения. С момента закипания фиксировали время крашения. Продолжительность крашения составляла 60 минут при температуре 90 - 100°С. По истечении времени крашения образцы пряжи доставали из красильной ванны и промывали в воде, до тех пор, пока цвет красителя полностью не исчезнет. Воду, взятую для полоскания окрашенной пряжи, подкисляли уксусной кислотой. Далее окрашенную пряжу отжимали и сушили.

В качестве протравы использовали:

• ион алюминия (1П⁺), вводимый в красильный раствор в виде алюмокалиевых квасцов KAl*(S04)₂*12H₂ О;

• сульфат железа II - FeSCV

Протравы брались в соотношение 1% и 2,5% от массы используемого раствора.

Крашение осуществлялось с протравами и без протрав. Было приготовлено по два раствора следующих составов: исходный

концентрированный раствор отвара коры лиственницы; раствор, полученный разбавлением исходного отвара коры лиственницы в два раза, на основании которых были исследованы следующие режимы крашения.

• без протрав (2 ванны);

• с одновременным протравливанием, где масса протрав

составляла 1%: с добавлением сульфата железа (2 ванны), с добавлением алюмокалиевых квасцов (2 ванны);

• с одновременным протравливанием, где масса протрав

составляла 2,5%: с добавлением сульфата железа (2 ванны), с добавлением алюмокалиевых квасцов (2 ванны);

• с предварительным протравливанием (масса протрав - 1%): с добавлением сульфата железа (2 ванны), с добавлением алюмокалиевых квасцов (2 ванны);

• с предварительным протравливанием (масса протрав - 2,5%): с добавлением сульфата железа (2 ванны), с добавлением алюмокалиевых квасцов (2 ванны). Состав красильных ванн приведён в таблице 5.

Таблица 6 - Состав красильных ванн

Компоненты красильной ванны	Степе нь разбав ления экстра кта	Среда крашения	Способ протравливания	Количест во протравы на 250 мл раствора
1	2	3	4	5
Кора лиственницы	1:1	Слабокислая (pH - 5-6)	-	-
	1:2			-
Кора лиственницы с добавлением FeS04	1:1	Слабокислая	Предварительное	1%
				2,5%
			Одновременное	1%
				2,5%
	1:2		Предварительное	1%
				2,5%
			Одновременное	1%
				2,5%
Кора лиственницы с добавлением KA1*(S04)2* 12Н3 о	1:1	Слабокислая	Предварительное	1%
				2,5%
			Одновременное	1%
				2,5%
	1:2		Предварительное	1%
				2,5%
			Одновременное	1%
				2,5%

Таким образом, было приготовлено 18 красильных ванн: с протравами и без протрав, с различной степенью разбавления и концентрацией протравы, одновременным и предварительным протравливанием. Среда крашения во всех случаях - слабокислая.