автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Получение светостойких окрасок путем синтеза неорганических пигментов на целлюлозосодержащих текстильных материалах

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННА УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИИ И ЯНЗША

РГО ол ь ¡¡¿¡{ h'Jj

fia правах рукописи

ВАРГАНОВА ЙРИИА АЛЕКСАНДРОВНА

ПОЛУЧЕНИЕ СВЕТОСТОЙКИХ ОКРАСОК ПУТЕ1Г СИНТЕЗА НЕОРГАНИЧЕСКИХ ПЙГИЕНГОВ НА ЦЕЛЛШЛОЗОСОДЕРЕЙВДХ ТЕКСТИЛЬНЙХ МАТЕРИАЛАХ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени канадидата технических наук

Специальность 05.19.03 Технология текстильных материалов

Санкт-Петербург Î393 г.

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени текстильной институте им.А.Н.Косыгина

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор, академик ИИА • Кричевский Г.Е.

кандидат химических наук, вед.научный сотрудник Хачатурова Г.Т.

Официальное оппоненты доктор химических наук,

профессор, член-корреспондент Ш'й йорыганов fi.fi, кандидат технических наук, профессор Гроиов В.Ф.

Ведуцая организация ЦЙИХЕИ

Защита диссертации состоится 21 декабря 1993 года в 10.00 на заседании Специализированного Ученого Совета К 053.67,05 при Санкт-Петербургской государственной Университете технологии и дизайна, ауд. 241. Адрес:-191065, г.Санкт-Петербург. Б.Норская, 18. С диссертацией ыояно ознакомиться в библиотеке Университета.

Автореферат разослан 1$ ноября 1993г.

Ученый секретарь Специализированного Ученого Совета.

!

ОБШ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Целлвлозосодержащие текстильные материала иироко используются в народном хозяйстве для изготовления различных изделий, в тон числе и изделий специального и технического назначения, к которым относятся палатки, тенты, чехлы, плац-накидки и другие. Б процессе эксплуатации в' естественных условиях они подвергаются одновременному воздействий солнечного излучения, кислорода к влаги воздуха, других газов и жидкостей, содержащихся в атмосфере, особенно, в промыаленно-развитых районах, й результате такого комплексного воздействия происходит старение скравенных целлюлозных материалов, выражающееся в выцветании окраски и в потере физико-механической прочности волокна.

Проблема завиты окраяенных целлюлозных текстильных материалов от разрувительного действия ~света и светопогоды является весьма актуальной и ее ревенип посвячены многочисленные работы. Они направлены как на разработку способов повывения светостойкости окраски, так и на повышение светостойкости окравенкого материала.

Повывения светостойкости окраски можно -добиться, отказавшись от использования красителей с низкой светостойкостью. Например, вместо сернистых красителей, иироко применяемых для коло-рирования технических тканей 1их светостойкость составляет 2-4 балла по а-ыи балльной якале синих эталонов), можно использовать светостойкие красители, например, кубовые.

Еце один из вариантов ревения этой проблемы заключается в использовании светостабилизаторов, действующих по различный механизмам:. экранирование фотоактивного света, тувение фотовозбуж-

денных состояний и др.

Ловымения светостойкости окрааенного целлюлозного материала моано достичь посредством химической модификации целлюлозы.

Однако, все эти варианты наряда с преимуцестваки имеют $ недостатки: например, светостойкие куоо&ые красители гораздо до-рояе сернистых, кроме этого, являясь светостойкими, некоторые марки куоовых красителей 1аелтне и оранневые цвета) фотосенсиби-лизируют окислительную деструкции целлюлозы; применение зве све-тостаошшзаторов и химическая кодификация требуют дополнительной ооработки текстильншс материалов, что усяогняет и цдороаает технологический процесс и не всегда приводит к значительномд поэы-веииа светостойкости окравенного материала.

Принципиально новые возаозности открывает разработка нетрадиционных технологий колорярсванйя тканей.

В 1388 году Хачатдровой Г.Т., Репиной Е.Б., Кородепко Е.Г.. баргаковой К.Й., Кричезскии Г.Е. и кр. бала разработана нетрадиционная технология кравеийя хлопчатобуизання текстильных натерв-алов пытен синтеза непосредственно на волокне нераствбрикнх в воде неорганическйх пигментов на основе солей кеди и хроиа, заеи-ценкая'в 1390 году йвторскин свидетельствок.

Цельи настоящей работы являлось:

- разработка рациональной технологии окрапиванкя тканей в различные цвета путеы синтеза непосредственно на волокне нерастворимых в воде нзорганических пигыентов;

- исследование хиаического состава пигиеитов, синтезируемых в модельных условиях и непосредственно на целлюлозной текстиль-нон материале и изучение природы взаимодействия неорганических пигыентов с целлюлозой;

- исследование изменений химического строения и физической структуры целлюлозы в процессе инсоляции тканей, окраяенннх неорганическими пигментами;

- исследование светостойкости целлалозосодераащих текстшгъ-нах материалов, окравениых в результате синтеза на волокне неорганических пигментов, в процессе инсоляции;

- разработка технологии печатания хлопчатобумаяных тканей неорганическими пигаентааи и исследование их свойств в процессе

эксплуатации;

- проведение санитарно-гигиенических исследований тканей, окрааенных неорганическими пигиентааи.

Объектами исследования били выбрана суровые хлопчатобуаая-нне палаточные и плая-палаточнне ткани артикулов 3122 и 3107, льнанне и смеяашше (.лен+хлопок; лен+капрон; лзн+лавсан) палаточное ткани артикулов Ш02. 11297, 11218, 11230.

Для колсрированйя тканей использовались неорганнческие пигменты, еинтезнруеыае непосредственно на волокне, на основе водорастворимых солей Сиа+ , Сг§\ Ре3+, Йпа+. Сог+, С<1а\ Н1а+.

Метода исследования. Для достижения поставленной среди в работе были использованы слсдугане кетодн исследования:

- цетод инфракрасной и электронной спектроскопии для изучения хкнического состава неорганических пигментов, а такав для изучения изменений, происходящих э хиаическоа строении и ояэи-чегчой структуре целявлозы при введении неорганических пипзен-тов, и при облучении окравенннх тканей;

- иетод атоино-абсорбционной спектроскопии, рентгено-флуо-ресцентного анализа и химические иетодц для определения количества металла, осааденнсго в ткани в результате синтеза;

- спектрофотонетрнческие методы оценки изменения цветовых характеристик окрашенных и Напечатанных тканей а процессе инсоляции;

- иетод определения разрывных нагрузок тканей для фиксации

- б -

изменений физико-механических свойств тканей в процессе инсоля- . ции;

- метод исследования реологических характеристик загусток и печатных красок.

Работа выполнялась на кафедре ХТВМ МТЙ им. А.й.Косыгина. Часть исследований проводилась в научно-исследовательском физико-химическом институте им. Л.Я.Карпова IНКФХИим.Л.Я.Карпова) и во Всесоюзном научно-исследовательском институте профилактической токсикологии и дезинфекции сВНИИПТйД). .

Научная новизна работы. В данной работе впервые:■ .

Разработан новый нетрадиционный метод окрашивания целлвло-зосодернащих текстильных материалов путем синтеза непосредственно на волокне нерастворимых в воде неорганических пигментов широкой цветовой гаммы.

Произведено определение химического состава синтезированных пигментов.

Показано, что при введении в текстильный материал неорганических пигментов химического связывания меяду целлплозой и пигментом не происходит.

Проведена качественная и количественная оценка изменений ИК-спектров исходной и окраиенной неорганическими пигментами целлюлозы до и после инсоляции. Показано, что в ИК-спектрах ин~ солированных окравенных тканей изменения спектральных характеристик менее значительны, чем в спектрах неокравенной целлюлозы, т.е. больвинство неорганических пигментов повываит светостойкость целлнлозных текстильных материалов н давт окраски высокой светостойкости. йсклвчение составляет пигмент на основе соли кадмия.

Обнарувена низкая устойчивость к действие светопогоды окраски пигнентов на основе солей кадмия, а такие ик фотосенсиби-

яязируюцая активность в отнонении целлюлозных волокон. Высказано сцздение о механизме сенсибилизирущего действия CdS на целлюлозный аатериал . Предлоаен ряд эффективных светостабшшзирувцих добавок для светостабилкзации целлклознного текстильного материала, окрашенного неорганический пигментом на основа соли кадмия.

Арзктическая ценность работы :

Разработан оптииальннй технологический ревна крааениа суровых хлопчатобумажных палаточных тканей в зеленый цвет.

Разработана совмещенная технология отделки хлопчатобуиааной ткани, позволявшая одновреаенно с ояраыиванием придавать ей гидрофобные свойства.

Разработана технология печатания хлопчатобумажной ткани с эффектов ."каидфляза" и высокий« светостойкостыз и водоупорностьп.

Выпццен ряд опытных и одна опнтно-проиыаленная партия (15 тысяч метров) хлопчатобунавной ткани (арт.3122), окраиенноЯ неорганическими пигиентаии на основе солей меди и хроиа в защитный цвет щвет "хаки"), из которой были изготовлена плащ-накидки и палатки разных типов.

. Проведен авторский надзор за двухлетниии вирокими войсковыми испытаниями этих изделий, закончившийся с пояоаительнныи результатами. Отмечено, что в условиях натурных испытаний светопо-годостойкость изделий из опатной ткани' существенно превышает светопогодостойкость серийной ткани, окрааенной сернистыыи кра-сителяни. Кроне того, высокая водоупорность опытной ткани сохраняется в течение длительного времени 110 месяцев), по этоиу показателю опытная ткань превосходит серийици в несколько раз.

Разработана научно-техническая документация- на випуск и применение тканей, окраееннкх по разработанной азторааи технологии.

Апробация работы. Основные иатериали долонены, обсувдазксъ и получили половитеяышв оценка: -

- на Всесовзной симпозиуме "Химия и физика процессов коло-рирования текстильных материалов", йосква, ОТ. 1989г.

- на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава научных сотрудников и аспирантов. Москва, ГПС. 19В8-1991гг.;

- на Всесовзной конференции "Научно-технический прогресс з текстильной и трикотааной промышленности" (Херсон,1990 г);

- на Всесовзной конфереции "Физика и химия целлияозы" (Минск. 1990)',

на научно-технических сеиинарах кафедры ХТВЦ МП! 1938-1930 гг.;

- на ваставке Тоссбразованяе-ЗС". Москва, 1990г:

- работа награадена серебрзной иедаяьв (Постановление К 182-И от 15.11.9!) за участие в выставке "йацчно-техническое творчество ыолоцет" (Москза, ВДНХ. 1991г.);

- на международной конференции "Нетрадиционные и лазерные технологий" АИ*92 (Москва,8-11 сентября 1992г);

- на научно-практической конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов в РосЗЙТЛП в 1992г (йосква.1992г);

- на заседания кафедры "Текстйльное колорирование и дизайн" РосЗКШ (Москва, 1993);

- на заседании кафедра ХТТ8 С.Петербургского государственного Университета технологии и дизайна (С.Петербург,1993).

Публикации по работе. Основное содервание диссертационной

--(5

работы изловено в вести печатных работах, в той числе одной Авторском свидетельстве.

- а -

Автор зависает:

- результаты разработки метода кояорировання целлвлозосо-дерзащих тканей путем синтеза непосредственно на волокне нерастворимых в воде неорганических пигментов, позволяющего получать окраски и отпечатки Еироксй гаины цветов высокой светостойкости:

- результаты качественного определения химического состава неорганических пигментов, синтезируемых в модельных условиях и непосредственно на целлюлозном текстильном материале:

- результаты изучения распределения и природы Фиксация неорганических пигментов в текстильном материале;

- результаты комплексного исследования устойчивости окра-аекных и напечатанных неорганическими пигментами текстильных материалов к действий света и светопогоды:

- сформулирозаккый на основе исследований механизм сенсибилизирующего действия С(13 на целлюлозный текстильный материал и способа светостабилизации последиегчГГ

- рациональный ревим краэення суровой хлопчатобуиавной палаточной ткани в защитный цвет (цвет "хаки") и производственные испытания данной технологии;

- результаты разработки совмещенного способа кравения и заключительной отделки текстильного материала:

- оценку эксплуатационных, санитарно-гигиенических характернее окраяенной ткани и изделий из нее.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, трах глав, выводов, списка использованной литература и прияезениа. Основная часть изловеиа ка 183 страницах, вклвчаот 34 рисунка и 29 таблиц.

СОДЕРЙЖЕ РАоОТЗ

Во введении обсуадаетса актуальность тега диссертации,

сформулированы цели, задачи и иетоды исследования, отмечена научная новизна и практическая ценность полученных результатов.

Глава 1 представляет собой обзор литературных данных по исследовании фотохимической деструкции окравенной и неокравенной целлалозы. а таете по проблеме защиты текстильных материалов, эксплуатируемых в естественных условиях, от разрушительного действия света и светопогодц.

Рассмотрены возыовные пути поБыаениа светостойкости окра-сенных текстильных материалов. Среди них - традиционные и внроко применяемые в настоящее время способы использования светостаби-лизаторов,. действующих по различные ыеханязиац, а такпе применение светостойких красителей, химическая кодификация целлалозы.

Особое внимание уделено обсуидениз работ, посвященных описании способов колорированкя текстильных ыатериалов с поыощьв неорганических пигментов, давно наведсих иирокое применение для краненип буиаги, рэзкны, пластмасса, керамики, стекла и т.д.

Представлен сравнительный анализ степени фотостабилнзкруп-г,его действия на текстильные материалы различных неорганических ооеКйнений, Обсувдзны исследования механизма деструкткрущего дейстьйй'неорганических пигментов на полиыер под действием света на пркиере окйида титана (¡V).

Показана'-пёрспективность разработки способа светостойкого окравиЕания- текстильных ыатериалов с использованием в качестве красителей неорганических пигментов, синтезнруеиых непосредственно на волокна.

В главе- 2 обоснован выбор объектов и методов исследования, используемых в работе.

В главе 3 изловбны результаты исследований автора по разра- -ботке технологий' колорирования хлопчатобуаавных тканей путем синтеза непосредственно на волокне нерастворимых в воде неорганических пигаентов.;, позвслявщей придавать тканяа окраски широкой

- и -

цветовой гаммы высокой светостойкости.

б основе образования окраеенного пигмента лежит реакция обмена меяду водораствориинкн солями металлов переменной валент ности н серниста» натрием, протекавшая непосредственно на целлюлозном текстильном материала:

КеХ + Наа5 —^ Ке5| + КаХ Исследован химически** состав неорганических пигментов, синтезированных в модельных условиях (вне ткани) и непосредственно на целлюлозном текстильном материале. Показано, что все синтезированные пигменты представляют собой смесь соединений, качественный состав которых представлен в таблице 1.

Таблица 1.

Качественный состав пигментов, синтезированных в модельных условиях

Исходная для синтеза водорастворимая саль неталла

Качественный состав пигмента

Основной компонент в смеси,ответственный за цвет образуа-зегося пигмента

Сульфат меди Хлорид кадиия Би::ромат калия Хлорид никеля Хлорид аелеза Хлорид марганца.

Си$, Си20, следи ШО^ СиЯ

СЙ5

Сг203-3 Н20

Н15» следы Н1С12

йп$, Мп02

Сй5

Сг203-ЗН20 М15

йп0о

Микроскопические исследования поверхности неокрашенной и окрашенной с помощью неорганических пигментов прями , а также поверхности и поперечных срезов окрааенной пряхи показали, что пигмент не проникает внутрь волокна, а располагается на его по-

верхности, образуя кольцевой прокрас» и в меаволоконяон пространстве. Размер образующихся частиц неодинаков и колеблется от десятых и сотых долей мкм до 2-4 ккы. Средний размер частиц пигмента составляет 0,6-0,8 ыкм.

Природа фиксации неорганического пигмента в целлюлозном текстильном материале исследовалась нами в работе методом ИК-спектроскопии многократного нарушенного полного внутреннего отравения СИНПВО). Оказалось, что при введении пигментов в целлюлозный материал спектр целлвлозы не изменился и полностьи совпадает с ИК-спектром целлюлозы, описанным в литературе. Даае в области С-С и С-О-С- колебаний, которым соответствуют самке интенсивные полоса поглощения, не наблюдается никаких изменений. Это свидетельствует о том. что в процессе синтеза пигкентов непосредственно на волокне целлюлоза и пигмент химически не связываются. К такому ве выводу приводит нас и рассмотрение спектров диффузного рассеяния образцов целлюлозной ткани до к после образования в них неорганических пигментов (рис.1). При образовании новых химических связей в целлюлозе, основные изменения в спектрах диффузного рассеяния долгны были бы произойти в области 1000-2500 ни. Однако, при введении пигментов, поглощение ткани в этой области спектра не меняется. Исключение составляит пигменты на основе солей меди и никеля, при введении которых поглощение в этой области становится недискретшш. Таким образом, эти данные такве свидетельствдат о той, что в результатате обработки цеяяв-лознах текстильных ыатериалов неорганическини пигментами химического связывания пигкента с целлюлозой не происходит. Я) ¡л

РисЛ. Спектра диффузного рассеяния хлопчатобумажной ткани

I - исходной

Я ?■ 2 - окрашенной пигментом на основе

^.Ц...^„"-г— 3- - " - Гцг; соли Си2*

К 5 - - " -

да до &оо юте гам

Для оценки влияния присутствия неорганических пигментов в целлюлозе на степень деструкции последней в процессе инсоляции нами гакяе был использован метод ИК-спектроскопии ННПВО. Изменения спектральных характеристик окравен.чых тканей до и после об-лученння определялось при сопоставлении их со спектральными ха рактеристиками неокравенной целлюлозной ткани.

Обнарувейо, что в ИК-спектрах неокравенной целлюлозы с нанесенным на нее стеаратом алюминия (эта гидрофобизирунщая отделка в данной работе проводится всегда, когода ткани подвергаются инсоляции в естественных условиях - действию светопогоды) и в ЙК-спектрах окравенной неорганическими пигментами целлюлозы с наиэсенннм стеаратом алюминия после действия светопогоды меняется соотновениз интенсивности полос поглоцения при 0 =1640,1420, 1370 к 1315 см . Были оценена изменения этих полос относительно полос исходных необлученных тканей. В качестве внутреннего стандарта выбиралась полоса 1420 са"\ относящаяся к деформационным колебаниям С^-гр,упп, относительная оптичесгсуз плотность которой обозначили ^ Относительные оптические плотности других полос обозначали -Я^гдв \> = !640,Г570, f315 ctfL.

fía рисунке 2 0 и 5 представлена графические зависимости иэ-

95 v

менения зэ-чичини Я} оти = —ег~~. определенные из соотнозекий

0 i оптических плотностей при v = 1640,1370 и 1315 си к оптической

~> -I

платности при V= 1420 cu при раз^ных временах облучения.

При сопоставлении-дапннх рне. 2& с дашшаи рис. 25. обнару-яэко, что изменения з НК-спектрая окраиешюй целявлози существенно нкае. чей неокрашенной. Так, в целлнлозной ткани, окравенной неорганическим пигментом на основе соли веди, за 4 месяца действия светопогоды изменение величин относитеяьинх оптических плотностей составляет 13-232 от исходной величина. В отсуствяе

же пигментов эти изменения значительно боль*е к составляет 40-83% (таблица 2К Другиии словаки, ткань, окраиенная медь-со-держации пигентом, приобретает болыув устойчивость к действию светопогоды.

Таблица 2

Зависимость величин относительна оптических плотностей в ИК-спектрах неокраиенаых и окравенных тканей, подвергнутых действие светопогоды, от вреиенй облучения.

Ткань Время облучения 9)р /Я о при V* (см"А )

(месяцы; 1640 1370 1315

Исходная,

обработанная

ПСЭ 1,1 0.7 1.05

Подвергнутая

действии

сазтопогодн 1 0.1» 1.0 1.5

3 0.55 1.0 1.55

4 0.3 1.1 1.8

Окравеннаа

медным пигментом 0.65 0,9 1.5

и обработанная ПСЭ

Подвергнутая

действие

светопогоды 1 0.75 0,9 1,55

3 0.7 1.1 1.89

4 0.5 1.1 1,85

Анализ изменения физико-механических характеристик окраяен-ных неорганическими пигментами тканей в процессе инсоляции показал, что текстильный материал, окраиенный путем синтеза нерастворимых в воде неорганических пигментов, в меньаей степени под-вераен фотоокислительной деструкции по сравнению с исходной не-окравенной тканью. Остаточная прочность инсолированной окравзн-ной ткани на разрыв С Р/Ро) на 5-20% больве, чем остаточная прочность инсолированной неокраненной ткани (табл.3). Полученные данные подтверядавт результаты спектральных исследований влияния неорганических пигментов на структуру целвлозы в процессе инсоляции.

Таблица 3.

Изменение физико-механических характеристик палаточных тканей, окрашенных неорганическими пигментами,поД'действием

светопогоды

К Окраски пигментами Остаточнад прочность, P/Po (X) после на основе водораст- действия светопогоды в течение ... суток

воримых солей Ме ________________________________________

14 35 65 100

1 Исходная неокрашенная 95.0 90,0 83,0 75.0

2 Мп2+ 100,0 95,6 91,9 87,1

3 Crе + 97,2 89,4 89.0 88.7

4 Си24 100,0 98,7 92,0 87,0

5 Ui2 + 93.5 88,6 80,1 83,6

б Соа + 97,9 94,7 90,0 83,7

7 Fe3+ 100,0 99,0 97,1 92,3

8 Cd2+ 46,8 44,2 37,2 35,8

отц.

Рис.2. Графическая зависимое изменения величин от времени облучения'

А - целлюлозная ткань+ПС после действия светс погоди Б - целлюлозная ткань, оксашенная смесью пи ментов с1г и сч'* + ПСЭ после действия светс погода л -

V - Я>юо/£)1<<го

^ (месяцы)

Исключение составляют данные по изменении прочности текстильного катериала^окрашенного Сй-содер«авим пигментом^в процессе инсоляции. Пигмент, синтезированный на основе соли кадмия, является мо«ным сенсибилизатором окислительной деструкции целлюлозы. За 14 суток инсоляции в естественных условиях потеря физико-механической прочности окравенной ткани составила 53,22.

Высказано предполояение, что сильное фотодеструктнрувщее действие сульфида кадмия на целлнлозу связэно с полупроводниковыми свойствами На основе проведениях исследований были предловенн соединения восстановительного характера (зтилендиа-кинтетрауксуская кислота, тркэтанолашн, сульфат аедк СI > к др.), оказываявие стабилизируете действие на целлвлозу, окра-веннув Сй-содеряачии пигментом в процессе инсоляции.

Исследование светостойкости окрасок, получаеаах при синтезе неорганических пигаентов непосредственно на текстильном аате«зиа-яе, показало, что внеокув устойчивость окраски к действии свэта обнарувивавт неорганические пигмента, синтезированные на основе солей Си . Ре*. НгР, Сг*+( светостойкость 7-8 баллов по 8-ми бальной вкаяе синих эталонов). Несколько шне светостойкость окра-

2+ ,2+

сок, получениях на основе солей Со . Н1 и Са. Следует отметить, что нзнбольвее значение ёЕ (обдее цветовое различие) после действия света составляет 8 единиц, для пигмента на основе соли Сое+. Светостойкость этого вв пигмента по 8-им балльной екало синих

эталонов - составляет 6-7 баллов, в то время как аироко применяемые в настоящее время для крааения технических тканей сернистые красители иневт светостойкость всего 2-4 балла.

Вавной эксплуатационной характеристикой текстильных материалов является устойчивость окраски к действию светопогоды. Высо-куа светостойкость окрасок демонстрируют пигменты на основе солей Мп2\ Си24. Рем, Сгь\НГч[светостойкость 7-8 баллов по 8-ми балльной вкале синих эталонов). Ткани, окравенные пигментом на основе соли кобальта, имевт светостойкость 4-5 баллов. Очень низкой оказалась устойчивость к действии светопогоды пигментов на основе соли кадмия. Уяе через 14 суток эксплуатации окраска почти полностьи обесцвечивается (<1Е=23,7). Быстрое выцветание окраски кадмий-содераащего пигмента связано, по-видимому, с тем, что С(15 под действием света во влааной атмосфере легко окисляется, превращаясь в бесцветный . Поэтому, приыенение тканей, окраэеннмх кадаий-содеряаедем пигментом, в естественных условиях эксплуатации, долвно сопровоядаться обработкой ткани соединения-мм-светостабилизаторами.

Разработана технология печатания хлопчатобумаяных тканей путем синтеза непосредственно на волокне нерастворимых в воде неорганических пигментов, позволявшая получать на' тканях эффект "каиуфлява". Производство камуфлированных тканей предполагает проводить печать по окраиенному в зеленый цвет фону. В ЦВЗ КО Р® разработаны эталоны камуфлированной ткани для средней полосы России (зеленые цвета различных оттенков, иы^-итируищие хвойнци, лиственную зелень и травянистый покров) и для пустынных областей (серо-яелтые тона суглинистых и песчак-да почв). Для получения требуеиых окрасок были использованы следуидие пигменты и их смеси: для получения зеленых, зелено-нелтых и коричневых цветов -неорганические пигменты на основе солей меди, аелеза и их снеси с бихроматои калия; для получения серых цветов - пигмента на ос-

нове солей никеля и кобальта и так«е смесь их с бихроэватозг калия.

Анализ остаточных прочностей напечатанных с помощьз неорганических пигментов тканей и подвергнутых действию света к свэто-погоды показал, что, как и в случае с окравенныии тканями, введение неорганических пигментов замедляет фотодестрдкцнш текстильных материалов (табл.4). Выцветание образцов напечатанных тканей незначительно для всех вариантоз окрасок (табл.4).

Таблица 4

Изменение физико-механических и цветовых характеристик хлопчатобумазных тканей, напечатанных неорганическими пигментами, после облучения в Ксенотесте-150 (300 часов) '

Нп/п Ткань, напечатанная неор- Общие цветовые Остаточная ганич. пигментом на ос- различия , прочность, нове солей (.концентрация) <1Е Р/Ро.Ш

1 Суровая ткань арт.С3122) - 82,9

2 Окравекная пигментом на основе

соли меди 1,86. 98,0

3 Напечатанная Си2+(100 г/кг) 1,60 N,1

4 Си2+ + Сг6' (80+20 г/кг) 1,48 86.2

5 Сиг+ (60 г/кг) 1,80 86.0

б -"- Си£+ + Сг6* (40+20 г/кг) 1.32 97.S

7 Fe5t (100 г/кг) 3.25 84.7

8 Fe3t + Cr6' (80+2г0 г/кг) 2.40 90.0

Э Fe5* (60 г/кг) 2.48 91.8

10 Fe*"+ Сг6* (40+20 г/кг) 1.49 91,0

И Со24 (Г00 г/кг) 1.97 98,9

12 Сог,+ Сг61" (80+20 г/кг) 1.52 99,0

13 (100 г/кг) 3,90 86,3

14 Ki24 Cr6t (80+20 г/кг) 6,70 99,0

Таким образом, разработанная технология позволяет придавать гканяи специального и технического ассортимента целый комплекс юлезных потребительских свойств, особенно необходимых при эксплуатации тканей в естественных условиях: повыаеннуа светостой-гость окраски и целлюлозного волокна.

Водоупорность хлопчатобуиазныа тканям технического и специального ассортимента придается обычно с помощью стеарата алзаи-' пия, который образуется в результате пропитки тканей парафи-но-стеариновой эмульсией с последукщей обработкой в растворе сульфата или ацетата алзииниа. На рис.3 представлен ИК-спектр целлзллозной ткани, окрапенной Си-содервавдм пигментом, и обра- ' 6Ьтанкой парафино-стеариновой эмульсией. Видно, что в области 1580-1590 сиЧ возникает новая полоса, которая не зависит от типа вводимого пигмента к связана, по-видиисау, с образованием соли стеариновой кислота, где катионом является веталл пигмента. В связи с этим, присутствие стеарата мэдн совместно со стеаратоы алпаннкя повывает водоупорность тканей и способствуй! более длительному ее сохранения при эксплуатации.

(00

Рис.3. Ж-спектры *

целлюлозной Ткани

I - исходной

Я - окрашенной пигментом на основе солн Си2* я обработанной ПСЭ

0 см"1

е'оо <Ш ' йоо ' 1

Окрааенние и напечатанные неорганическими пигментами ткани после отделки стеаратои алсаиния обладает хоровей устойчивостью

окрасок к сухому трении (4, 4-5 баллов по 5-ти балльной шсале серых эталонов).

Разработан совмещенный способ отделки текстильного материала. позволявший одновременно добиваться окрашивания к гидрофоби-зации ткани. Отработаны условия совмещения парафино-стеаниновой эмульсии с раствором сернистого натрия, найдена оптимальная температура пропиточных растворов.

Разработан оптимальный способ краеения целлюлозного текстильного материала , позволяввий получать окраски, соответствуп-чие эталону ЦВУ МО РФ по цвету и интенсивности.

Разработанные технологии были опробованы для кравения льняных и смеванных тканей в производственных условиях. Получены положительные результаты.

На основании разработанной технологии крааения хлопчатобу-иагных тканей путем синтеза непосредственно на волокне нерастворимых неорганических пигментов были выпущены ряд опйтннх и на опктно-проиывленная партия ткани (15 тнсяч ветров) на Егорьевской КВК. Кравенке ткани осуществлялось на пропиточной линии, состояцей из двух 3-х вальних плюсовок емкостью 400 л кашдая и 0 материальных коробок емкостью 1000л каидая с последующей сдасй на сувильной мавине н гидрофобной отделкой. На Златоустовской ввёйной фабрике было изготовлено 2625 втук плац-палаток и 30 итук палаток УСТ-56. Изготовленные палатки и плащ-палатки была направлены для проведения расширений войсковых испытаний в 3 воинские части Одесского военного округа, а палатки ЗСТ-56 - в воинские части Прикарпатского, Прибалтийского к Среднеазиатского военных округов. Контроль за состоянием палаток из опытной ткака показал, что оаытные палатки по вневнему виду, цвету окраски, состоянию верхнего намета и водоупорным свойстваа значительно лдчее серийных палаток, изготовленных из тканей арт, 3107, 11102. 1^97, 1121В. 11230.

Для проведения окрааивания тканей по разработанной технологии ыоает быть использована линия Ш-120-Л или линия ПКСЧ40 с последуиией гидрофобной отделкой.

Оценка санитарно-хииических и физиолого-гигиенических свойств, показала, что присутствие неорганических пигментов в ткани не приводят к изменению гигиенически-значимых свойств. Ниграция летучих веществ из окрасенной ткани в процессе эксплуатации не обнаруаена. Пребывание испытуемых в палатке из опытной ткани в течение 8-ми часов не влечет заметных физиологических изменений в организме и не вызывает дискомфорта. На основании полученных выводов опытная ткань моает быть рекомендована для изготовления палаток. Было получено разренение главного санитарного врача Министерства здравоохранения на применение ткани-, окравенной по разработанной технологии. Разработаны технические условия на выпуск опытной ткани.

в ы в о л а

1. Разработана технология колорирования (краиение и печать) хлопчатобумаяных тканей путем синтеза нерастворимых в воде неорганических пигментов непосредственно на волокне, позволявшая получать светостойкие окраски аирокой гаман цветов.

>

2. Исследован хииический состав синтезируемых пигнентов. Показано, что состав пигментов неоднороден, включает оксиды, и сульфиды соответствуядих металлов, а такае следы исходных водорастворимых солей этих металлов.

3. Изучено распределение неорганических пигментов на волокне. Показано, что пигменты располагайся, преимущественно, на его внеаней поверхности и в аеавояоконном пространстве в виде ассоциатов разных размеров.

4. Остановлено, что химического связывания неорганических

пигментов и целлюлозы не происходит.

5. Зстановлено, что окраски, полученные с понощьв неорганических пигментов на основе солей меди, аелеза, марганца, хрона, а такне на основе смесей этих солей с хромовым пигыентоы, обладают высокой светостойкостью, а окраска, получаемая при синтезе пигмента на основе соли кадмия, неустойчива к действию светопого-ды.

6. Оценка изменений (по данным ИИ-спектров), происходящих в структуре неокраиенной и окраненной целлюлозы под действием све-топогоди , показала, что они существенно ьеньве у ткани, охраненной неорганическими пигментами, чем у исходной неокравенной ткани. Это свидетельствует о защитном действии, оказываемом пигментами на ткань. Измерения физико-механических характеристик окрааенных тканей ,в процессе инсоляции подтверндавт данные ИК-спектроскопии о той; что все исследованные неорганические пигменты, кроме пигмента на основе соли кадмия, препятствуют фотоокислительной деструкции целлюлозы, то есть выступают в роли светостабилизаторов окравенной ткани.

7. Проведены исследования механизма сенсибилизирувщего действия сульфида кадмия на целлюлозу. На основе полученных данных предловены соединения , оказывание стабилизирующее действие на окравеннуи кадмий-содернащии пигментом ткань в процессе инсоляции.

8. Разработан рациональный решим крашения хлопчатобумажных тканей в зеленый цвет, путем синтеза на них пигмента на основе смеси солей меди и хрома.

9. Разработан совмещенный способ кравения и водоупорной отделки хлопчатобумавных тканей, позволивши объединить в одной технологической цепочке крааенне ткани и ее гидрофобизацив.

10. Разработана технология печатания хлопчатобуманной ткани путем синтеза непосредственно на волокне нерастворимых в воде

зорганических пигментов, позволявшая получить специальные мас-ировочные ткани с эффектов "камуфляжа".

И. Показано, что напечатанные ткани обладашт высокой све-остойкотью окрасок и окрашенных волокон , т.е. подвержены кислительной деструкции в меньшей степени, чем неокрашенные,

12. Проведена производственные испытания разработанных тех-¡ологических реаимов. Получены полояительнйе результаты.

13. Проведен авторский надзор за иирокими войсковыми испытаниями изделий из опытной ткани. Рекомендован выпуск и примене-ше изделий из опытной ткани.

14. Проведены санитарно-гигиенические испытания ткани, ок-эаиенной в эааитный цвет (цвет "хаки"). Показано, что опытная гкань не оказывает отрицательного влияния на организм человека. Получено разрешение главного санитарного врача Министерства здравоохранения на выпуск опытной ткани.

15. Разработаны и утверядены технические условия на выпуск ткани с пропиткой СКЗ (светостойкая, комбинированная, защитная).

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Г.Т.Хачатурова,Е.В.Репина,Е.Г.Короденко.Й.А.Варганова, Т.Е. Кркчевскикй и др. АС СССР М 1587968 "Способ водо-биостой-кой отделки суровых тканей из целлолозных волокон".1990г.

2. Баргамова И.А.Дачатурова Г.Т.,Репина Е.В. Способ одновременного окравивания и гидрофобной отделки суровых хлопчатобу-нааных тканей//В кн.: "Научно-технический прогресс в текстильной и трикотааной пронызлениости". Тезисы докладов конф. -Херсон.1990.-С.36-37.

3. Варганова И.А..Хачатурова Г.Т..Кричевскай УЛ..Мкфрина P.P. Исследование взаимодействия минеральных пнгыеитов с целли-лознани иатериалаии//В кн.¡Физика н хиаия целлалоза. Тезиса докладов.-йинск,1990.-С. 120.

4. й.й.Баргамова.Л.В,Кузеева,ГЛ.Хачатш>ова. Исследование влияния минеральных пигментов на структуру целлвлозних аатер&за-ЛОВ//В кн.: Неввузовский сйорник научных трудов молодых исследователей "Актуальные проблвин техники и технологии в тгкстильиой и легкой промывенности, соверввнствовгние планирования я управления в отрасли". -В.,НТЙ,,1991,-С.93-96.

5. И.й.Баргамова,Р.Р,Бифркна,Г.Т.Хачатурова,Е.Г.Кородеи-ко.Г.Е.Кричевский. Спектроскопическое исследование цедлюлознвх текстильных материалов, окргвенннх вннеральиыыи пигментами// Текстильная химия,КЗ, 1993.-С.5-10,

6. Г.Т.Хачатурова,Г.Е,Кричо8Ский,й,fi,6аргако8а,Е,Г.Кородсн-ко,Е.В.Репина. Нетрадиционная технологий ©ориированна светостойкой окраски на целлюлозных текстильных материалах//В кн.'.Тезисы докладов ка йеадуиародной конференции "Нетрадиционные и лаззргла технологии ШТ 92".-М.,1992.-С.Ш-105.

В опубликованных в открытой печати работах не содерзатса сведение, запрещеннне к открытому опцбликоэашш.