1.2.2 Удосконалення технології фарбування

У зв'язку з наявними недоліками були розроблені шляхивдосконалення технології фарбування: А) Інтенсифікація дифузійних і сорбційних процесів (добавки для прискорення). Збільшити швидкість дифузії барвників у волокні, а отже, і швидкість фарбування можна трьома способами: підвищенням температури, введенням у фарбувальну ванну деяких типів гідрофільних органічних розчинників, створенням умов, сприяючих набуханню волокна. Всі ці напрями широко використовуються для інтенсифікації фарбування.

Носії барвників, які використовуються для прискорення процесів фарбування і друкування, включаючи розбухання синтетичних волокон. Вони включають препарати, що мають в своїй основі біфеніл або похідні бензолу, фенолу або гидрокситолуїлової кислоти, такі як трихлорбензоли, біфеніл-2-ол, метілгидрокситолуати, а також їх суміші (поверхнево-активні речовини, що містять або не містять). [8]

Б) Модифікація поверхні волокна з метою підвищення дифузійної проникності (модифікація поверхневих властивостей) і сорбційної здатності (об'ємні властивості - пористість і набухання). В більшості випадків модифікована тканина залишається пористою і може пропускати повітря. Вона також зберігає властивість водопроникності, оскільки пори між нитками і між волокнами залишаються.

Причому, друга дорога є переважною у зв'язку з появою відносно нового класу ТВВ – біопрепаратів біокаталізаторів, як які використовуються ферменти різної каталітичної природи.

1.2.2.1 Вплив стану барвника в розчині на процес фарбування

Одним з найважливіших показників, що характеризують випускні форми фарбників, є міра дисперсності часток. При цьому слід мати на увазі, що вимоги до міри дисперсності фарбника залежать від сфери застосування і технології фарбування. Особливо важливий цей показник для фарбників, вживаних в безперервних способах фарбування. Міра дисперсності оцінюється декількома способами: візуально під мікроскопом, по седиментації суспензії, по мірі проходження суспензії через певний фільтр, по краплинній пробі, по хрома-тографічеськой пробі і ін. Оскільки жоден з цих методів не дозволяє отримати вичерпні дані про дисперсність фарбника, то оцінка дисперсності фарбників виробляється не одним, а двома або трьома методами. На дифузію дисперсних барвників в розчині (в результаті і на швидкість фарбування в цілому) впливає швидкість переходу диспергованого барвника з твердої тонкодисперсної фази в розчин, при цьому вирішальне значення має міра дисперсності барвника.

Дослідження впливу на швидкість дифузії барвника у волокні різних чинників (концентрації барвника і електроліту, структури барвника, температури, впливи спорідненості органічних розчинників до молекул барвників і спорідненості сольватованих часток барвника до волокна на швидкість дифузії їх у волокні на різних ділянках шляху, та ін.) дозволили створити струнку теорію інтенсифікації процесів фарбування целюлозних і інших матеріалів з використанням органічних гідрофільних розчинників. Присутність органічних розчинників у фарбувальній ванні може впливати не лише на стан барвника в розчині (диспергування, сольватирование і зниження спорідненості до волокна), але і на саме волокно. Проте прискорення процесу фарбування, особливо це помітно в початковій стадії фарбування під впливом гідрофільних органічних розчинників, обумовлене взаємодією останніх з молекулами барвників, а не з целюлозною фазою. На цій основі були розроблені, обгрунтовані і впроваджені у виробництво безперервно-потокові методи фарбування целюлозних тканин прямими і іншими барвниками.

Інтенсифікація процесу фарбування досягається також подальшою термічною дією, наприклад, запарюванням оплюсованной тканини при температурі 102-105°С. Інші стадії процесу фарбування також є важливими і роблять вплив на увесь процес в цілому, у тому числі і на дифузію барвника у волокні. Дифузія барвника в розчині(перша стадія процесу фарбування) забезпечує безперервне вирівнювання концентраційного градієнта на поверхні волокна. Якщо розчин у фарбувальній ванні перемішується, то рівновага між барвником, що знаходиться на зовнішній поверхні волокна, і барвником, що знаходиться у ванні, встановлюється майже негайно, а у міру зниження концентрації барвника у ванні зменшується і концентрація барвника на поверхні волокна. При безперервно-потокових методах фарбування дифузія барвника в розчині, як і адсорбція його, на поверхні волокна може виявитися чинником, що визначає якість фарбування в цілому, оскільки при цьому контакт волокнистого матеріалу з ванною є короткочасним і може складати декілька секунд і навіть частки секунди. Тому швидкість процесу фарбування помітно залежить від ефективності, з якою фарбувальний розчин циркулює через забарвлюваний матеріал або з якою матеріал переміщається у фарбувальній ванні. На взаємодію фарбувальних речовин з волокном при його фарбуванні істотний вплив робить розчинність і стан у водних розчинах барвників. Розчинність барвників залежить від їх молекулярної структури, т. е. від величини молекулярної маси і співвідношення гідрофобної і гідрофільної частин в молекулі фарбувальної речовини. Наявність в молекулі барвника гідрофільних груп (суль-фо-, окси-, карбоксильних та ін.) сприяє переходу барвника в розчин; на розчинність барвників у воді істотний вплив робить взаємне розташування вказаних груп. Утворення внутрішньомолекулярних водневих зв'язків, збільшення молекулярної маси зменшує розчинність барвника у воді. Добре відома дія нейтральних електролітів, що висолює, і, навпаки, дія таких гідротрог.ных речовин, як сечовина, що різко підвищують розчинність барвників. Іншим засобом підвищення розчинності барвників є введення в розчин гідрофільних органічних розчинників і поверхнево-активних речовин, дія яких дуже специфічна. Вони утворюють з барвниками розчинні комплекси або індукують їх розчинність внаслідок виникнення малостійких сольватов.