Крашение - терилен
Cтраница 1
Крашение терилена и дакрона представляет значительные трудности, обусловливаемые отсутствием в волокне гидрофильных и реакционноспособных групп, характерных для целлюлозных и белковых волокон. [1]
Одно время считали, что крашение терилена при высокой температуре под давлением затрудняется сплавлением отдельных элементарных волоконец нити; в действительности такие опасения оказались беспочвенными, и метод высокотемпературного крашения терилена бесспорно является наилучшим способом получения волокна, окрашенного в полную гамму тонов в течение сравнительно непродолжительного времени. В то время как при использовании вспомогательных веществ для крашения терилена при нормальных ( не выше 100) температурах процесс продолжается обычно около шести часов, продолжительность крашения при повышенных температурах вдвое меньше. [2]
Вещества, применяющиеся для облегчения крашения терилена, очень различны по характеру, но все они увеличивают поглощение красителя, способствуя миграции и, следовательно, сообщая максимальную прочность к стирке. Их действие наиболее эффективно при температурах вблизи точки кипения. Вотерс разделяет эти соединения на четыре группы: фенольные соединения, амины, углеводороды и простые эфиры. Типичными представителями этих групп являются ж-крезол, оиш-трихлоранилин, хлорбензол и метиловый эфир - нафтола. Из трехсот исследованных веществ наиболее эффективным оказался метиловый эфир р-нафтола, поскольку он требуется в меньших количествах по сравнению с другими веществами. [3]
 |
Макромолекулы ацетилцеллюлозы и молекула красителя. Увеличено в 108 раз.| Макромолекулы полиэфирного волокна дакрон и молекула красителя. [4] |
Было предложено также применять эти красители для крашения терилена, однако это оказалось нелегким делом. [5]
 |
Принципиальная схема процесса крашения дисперсионными красителями ( термосол-метод. [6] |
Нерастворимые в воде дисперсионные красители, применяемые для крашения терилена, склонны при температурах около 100 давать агрегаты, а поэтому могут откладываться на поверхности волокна в виде сравнительно крупных частичек, что приводит к понижению устойчивости окраски к трению. [7]
Вотерс описывает способ увеличения скорости диффузии молекул красителя при крашении терилена азокрасителями, заключающийся в уменьшении молекулярного веса красителей. В общих чертах этот метод состоит в обработке волокна в водной дисперсии смеси 2-окси - З - нафтойной кислоты и замещенного ароматического амина; затем амин диазотируется и сочетается с нафтойной кислотой, образуя в волокне азокраситель. Заслуживает внимания то обстоятельство, что ариламиды нафтойной кислоты, применяемые для крашения хлопка, сообщают терилену очень бледные оттенки, по-видимому, потому, что их сродство к волокну и высокий молекулярный вес препятствуют быстрой диффузии соединений в волокно. Для адсорбции амина и нафтола на сложноэфирных группах в волокне с образованием водородных связей их следует применять в нейтральном растворе, а не в виде солей. Диазотирование можно проводить на холоду, но сочетание происходит только в горячей щелочной ванне. Это можно объяснить тем, что указанные два компонента должны равномерно распределиться в волокне, прежде чем они прореагируют друг с другом. Азо-красители дают насыщенные оттенки, которые трудно получить при помощи дисперсных красителей. [8]
При печатании кислыми растворами лейкофэрмы кубэвых красителей по нейлоновым тканям получают более четкие и равномерные окраски, чем при применении щелочных кубов; для этой цели двуокись тиомочевины является подходящим восстановителем. Для крашения терилена кубовым красителем следует предпочесть дисперсионные красители, обеспечивающие получение прочных окрасок; кубовые же красители применяются лишь в специальных случаях. [9]
Одно время считали, что крашение терилена при высокой температуре под давлением затрудняется сплавлением отдельных элементарных волоконец нити; в действительности такие опасения оказались беспочвенными, и метод высокотемпературного крашения терилена бесспорно является наилучшим способом получения волокна, окрашенного в полную гамму тонов в течение сравнительно непродолжительного времени. В то время как при использовании вспомогательных веществ для крашения терилена при нормальных ( не выше 100) температурах процесс продолжается обычно около шести часов, продолжительность крашения при повышенных температурах вдвое меньше. [10]
Заметным сродством к терилену в обычных условиях обладают лишь дисперсионные красители. Некоторые из них дают на волокне окраски легких и средних тонов при крашении на кипу в течение полутора часов. Для крашения терилена рекомендуются шесть дисперсионных красителей: дисперсол прочный желтый G, диспер-сол прочно оранжевый G, дуранол красный GN, дуранол красный 2В, дуранол фиолетовый 2R, дуранол голубой GN. Для получения даже светлых тонов процесс должен проводиться при температурах около 100; при более низких температурах крашения устойчивость получаемых окрасок к истиранию является очень низкой, так как большая часть красителя фиксируется только на поверхности волокна. [11]
Трудности в крашении двух последних видов волокон сводятся к недостаточной скорости процесса, что является следствием плотности их структуры. Для того чтобы обе кривые привести на одном графике, необходимо было использовать две шкалы времени. Из рисунка видно, что скорость крашения терилена во много раз ниже скорости крашения найлона; однако в равновесном состоянии терилен поглощает больше красителя, что указывает на наличие в волокне достаточного количества групп, способных к поглощению красителя. [12]
Из всех красителей сродство к волокну имеют только дисперсные красители для ацетатного шелка, кубовые и основные красители, но и они дают всего лишь бледные оттенки при продолжительном крашении при температуре кипения. Большинство красителей совершенно не окрашивает волокно. Этот метод, по-видимому, наиболее приемлем для крашения волокна орлон. Вещества, способствующие набуханию, из которых наиболее эффективны л-крезол и анилин, облегчают получение более прочных окрасок при кипении, новее же получаются пастельные тона. Эти вещества значительно менее эффективны в применении к орлону, чем к терилену. Процесс термозоль, столь перспективный для крашения терилена, не дает никаких результатов в случае орлона, причем трудно понять, чем это объясняется. Менье 26 ] считает, что для крашения непрерывного волокна орлон можно применять также растворимые кубовые красители в присутствии хлористого калия ( 50 г 1л) при 90 - 95 с последующим окислением нитритом натрия и гликолевой кислотой; кубовые лейкокрасители можно применять в виде дисперсий свободных кубовых кислот в присутствии дисперсного - нафтола в качестве агента, способствующего набуханию при температурах вблизи точки кипения. Штапельное волокно орлон можно окрашивать кислотными, прямыми и хромовыми красителями из кислого раствора, и эти красители предпочтительны перед другими. Оно окрашивается также дисперсными красителями, но получающиеся окраски отличаются довольно низкой светостойкостью, так что для общего применения более пригодны кислотные и хромовые красители, которые дают более высокую светостойкость и очень хорошую прочность к стирке. Найдено, что акрилонитрильные волокна ( орлон и дайнел) могут окрашиваться кислотными красителями в присутствии соединений меди. Процесс 1281 состоит в обработке волокна в красильной ванне ( рН 6), содержащей уксуснокислую медь ( I), которая получается восстановлением меди ( II) в ванне формальдегид-сульфоксилатом натрия или цинка. Чтобы предотвратить излишнее набухание, рекомендуется добавлять n - оксидифенил в виде тонкой дисперсии в количестве не более 2 % от веса волокна. Добавление одного соединения меди повышает выбирание только до 30 % за то же самое время, но в этом случае равновесие не наступает даже после 1 5 часа крашения, С другой стороны, добавление n - оксидифенила в отсутствие соединенной меди оказывает очень небольшое влияние на выбирание красителя. Равновесное крашение красителями кумассивный синий BL и солвей селестол В показывает, что оба красителя имеют определенную, хотя и небольшую остаточную адсорбцию на волокне при крашении без вспомогательных веществ, на которую изменение рН или введение нейтральных электролитов особого влияния не оказывает. При проведении крашения в присутствии соединений меди до равновесия количество красителя в волокне, поглощаемого сверх остаточной адсорбции, прямо пропорционально количеству адсорбированной меди. По-видимому, эти явления можно объяснить тем, что ионы меди образуют комплекс с нитрильными группами волокна и затем действуют как положительно заряженные группы, адсорбируя анионы красителя. Оксидифенил, по-видимому, действует как агент, способствующий набуханию, увеличивая скорость диффузии красителей в волокно к группам, образованным ионами меди. [13]
Однако даже при использовании специально отобранных дисперсных красителей азо - и аминоантрахинонового типа терилен окрашивается значительно труднее, чем найлон или ацетатный шелк. Вотерс 1251 исследовал причину этого явления и нашел, что она заключается в очень низкой скорости диффузии красителей в териленовое волокно. Были измерены величины насыщения для отдельных дисперсных красителей при крашении в течение различного времени-до 20 суток-и из данных о скорости адсорбции красителя из ванн с постоянным составом рассчитаны коэффициенты диффузии. Приведенные в таблице величины насыщения показывают, что терилен поглощает больше красителя, чем найлон, и меньше, чем ацетатный шелк. Они, вероятно, обусловлены медленностью диффузии, и этот вывод был подтвержден экспериментальными данными, которые показывают, что при 85 найлон окрашивается в 500 - 1000 раз быстрее, чем терилен. Ясно, что для облегчения крашения терилена необходимо ускорить диффузию красителей в волокно, а это, как уже отмечалось, может быть достигнуто различными средствами: применением агентов, способствующих набуханию, или переносчиков, применением красителей с меньшими молекулами, повышением температуры крашения. Все эти три метода применяются при крашении терилена. [14]
В случае окончательно обработанного волокна единственным методом, позволяющим достигнуть таких результатов, является применение веществ, в которых полимер пябухает. Можно найти простое органическое соединение, которое имеет сродство к волокну, но молекулы которого меньше, чем молекулы красителя. Если такое соединение добавить в красильную ванну, оно будет довольно быстро диффундировать в аморфные части волокна и тем самым увеличит скорость крашения. Известно большое число таких вспомогательных веществ, многие из которых успешно применяются на практике. Этот метод позволил достигнуть некоторых успехов в крашении волокна виньон. Однако следует отметить, что точный механизм воздействия этих веществ не ясен. В случае фенола и крезола, которые являются хорошими вспомогательными веществами при крашении терилена, можно предполагать, что небольшие молекулы фенола быстро диффундируют в волокно и там соединяются с эфирными группами, образуя водородные связи. Фенол, являясь очень гидрофильным веществом, увеличивает поглощение воды волокном, что приводит к набуханию и, следовательно, к увеличению скорости крашения. К сожалению, многие наиболее эффективные вспомогательные вещества практически не растворимы в воде и не гидрофильны. Нафтол часто бывает более действенным, чем фенол, а одним из наиболее эффективных агентов в случае терилена является р-нафтил-метиловый эфир. При крашении виньопа широко применяется п-оксидифенил. Возможное объяснение такого поведения заключается в том, что, если вещество слишком растворимо в воде, оно стремится остаться в водной фазе и не адсорбируется волокном. Иными словами, у эффективного вещества, вызывающего набухание, должно быть определенное соотношение между сродством к гидрофобному волокну и сродством к воде. Так, п-оксидифепил оказывает хорошее действие потому, что молекула его имеет на одном конце гидрофобные, а на другом-гидрофильные группы. [15]
Страницы: 1 2