3.6. Кубозоли.
Кубовые полициклохиноновые красители образуют на волокне интенсивные, яркие и достаточно прочные окраски. Однако их применение в текстильной промышленности для крашения тканей сопряжено с определенными трудностями.
Во-первых, перед крашением кубовые красители необходимо превращать в водорастворимые лейкосоединения. Это довольно сложный химический процесс, который не имеет прямого отношения к технологии крашения.
Во-вторых, процедура восстановления красителя в лейкосоединение и само крашение проводится в щелочной среде. В этих условиях устойчивы только целлюлозные волокна. Крашение белковых материалов в присутствии щелочи сопровождается разрушением полипептидных макромолекул волокна. Поэтому большинство кубовых красителей нельзя использовать для окрашивания шерсти, шелка и меха.
В-третьих, вследствие повышенного сродства лейкосоединений полициклохиноновых красителей к целлюлозе, диффузия частиц красителя в толщу волокна затруднена. В результате окраски могут получаться неровными и в значительной мере поверхностными, а это снижает устойчивость окрасок к трению.
Применение ПАВ и специальных приемов крашения позволяет устранить некоторые из перечисленных недостатков. Однако существенно упростить процесс крашения и повысить прочностные показатели получаемых окрасок удается путем превращения кубовых красителей в кубозоли.
Кубозолями называют растворимые в воде натриевые соли кислых сернокислых эфиров (сульфатов) лейкосоединений кубовых красителей.
Название кубозолей производятся заменой слова "Кубовый" на слово "Кубозоль" в названии исходного кубового красителя. Например, Кубозоль золотисто-желтый ЖХ является производным Кубового золотисто-желтого ЖХ.
Кубозоли устойчивы к действию воздуха, в водном растворе не гидролизуются в интервале рН 4–8 даже при умеренном нагревании. Подобно прямым красителям окрашивают целлюлозные волокна из нейтральных и слабощелочных ванн, белковые волокна из кислых ванн. Из-за меньшего сродства кубозолей к целлюлозе они равномерно распределяются в объеме волокне, что позволяет получать ровные и более устойчивые к трению окраски, чем при крашении исходными кубовыми красителями.
После закрепления на волокне Кубозоль подвергают окислительному гидролизув слабокислой среде при 30-60С.
В качестве окислителя обычно применяют NaNO2или FeCl3. Сульфат гидролизуется, образующаяся лейкокислота окисляется в кубовый краситель (хинон), который вследствие нерастворимости в воде ещё прочнее закрепляется на волокне.
Существует два способа производства кубозолей – двухстадийный и одностадийный.
По двухстадийному способукубовый краситель восстанавливают в лейкосоединение водородом на никеле Ренея или чаще дитионитом натрия в водно-щелочной среде. Барботированием CO2в водно-щелочной раствор лейкосоединения осаждают лейкокислоту. Её отфильтровывают, высушивают в инертной атмосфере и растворяют в сухом пиридине.
При обработке раствора хлорсульфоновой кислотой при 50С образуетсяпиридиний сульфотриоксид, который и этерифицирует лейкосоединение кубового красителя. Пиридиниевую соль сульфата лейкосоединения действием щелочи превращают в кубозоль, который выделяют из раствора высаливанием.
Этот метод неприменим к кубовым красителям, лейкосоединения которых малоустойчивы или очень хорошо растворимы в воде. Поэтому основное техническое значение имеет одностадийный способ производства кубозолей.
По одностадийному методукубовый краситель восстанавливают железным порошком в среде пиридина в присутствии хлорсульфоновой кислоты или олеума при 40-60С. Продукт электролитического восстановления –лейкосоединениесразу же реагирует с пиридинийсульфотриоксидом, образуя железную(2+)соль сульфата лейкосоединения с координационно-связанным пиридином.
При обработке реакционной смеси содой эта соль переходит в растворимую натриевую соль. Основные соли железа отфильтровывают, из фильтрата отгоняют с паром пиридин и кубозль выделяют высаливанием.
Использование кубозолей упрощает процесс крашения, расширяет область применения кубовых красителей (окрашивание шерсти и меха), повышает устойчивость окрасок к трению. К недостаткам кубозолей относится их большая стоимость, а также некоторое понижение светостойкости окрасок по сравнению с кубовыми красителями (на волокне образуются менее крупные агрегаты молекул кубового красителя).