автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.08, диссертация на тему:Улучшение потребительских свойств хлопчатобумажной ткани при крашении водорастворимыми красителями в электрохимически активированных водных средах (ЭХАВС)

РГ6 од

5 •• РОССИЙСКАЯ. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ им. Г. Е ПЛЕХАНОВА

На правах рукописи

ФАН МИНЬ ХАНГ

УЛУЧШЕНИЕ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ ХЛОПЧАТОБУМАЖНОЙ ТКАНИ ПРИ КРАШЕНИИ ВОДОРАСТВОРИШМИ- КРАСИТЕЛЯМИ В ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИ АКТИВИРОВАННЫХ ВОДНЫХ СРЕДАХ (ЭХАВС). '

Специальность 05.19.08 - Товароведение промышленных товаров исыръя,легкой промышленности

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук '••'•..-;

Москва 1993

Работа выполнена в Государственной Академии Сферы .

■ Быта, и Услуг "

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор Овчинников ПК

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Стрельцов ЕЕ ' Л

кандидат технических наук. Зав. лаб. НИОПИН'а, Серикбаев А.К.!

Ведущая организация: Первая Московская ситценабивная фабрика .

Защита диссертации состоится ¿ .

в ^ час на заседании специаливированного Ученого Совета Д,063г62;07 . в Российской экономической академии имени Г. Е Плеханова.,

Адрес РЭА им.. Г. Е Плеханова: 113®!, г/Москва . Л; г ' \ пер. Стремянный, 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РЭА им. Г. В. Плеханова, •

. Автореферат разослан " 1992 г.

Ученный секретарь Совета кандидат технических наук, доцент ■'••'■'•

- 1 -

ОШЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТli

Актуальность рабоуы:_ Погждние десятилетия. водераетсориуие красители 8aKi»!«aiai доминирущйе шложэкие при крашении целлкуюз-ных шпокон. Яспользоканио этих красителей продолжает расширяться.. По статистическом:»- анализу loi Coloured Fire Chew; cal s г.рямда и активные красителе занимает второе и третье место сред« иелол! вуемьх крагителей после сернистых в красильном йроиз-водстве. <)быы прямых и актмйш* красителей постоянно -повышается и:^ в год.

Как известно. прямые красители характеризуются "удовлетворительной" яркость» и устойчивостью окраски. Эксплуётоция и про-иьеодстко скраиеиных прямым и активными красителя!.™ хлопчатооу-машьгс тканей показали требование поиска способов повышения яркости и прочности окраски. А при крашении активными красителями в связи с трудоемкостью удаления гидролизованных. красителей с . волокна целлюлозы осталась проблема повышения степени фиксации красителей ка волокне ковалентной связью.

Большая гибкость технологического процесса крашения наряду с возможностью получения ярких окрасок делает это направление весьма перспективным, что подтверждается постоянно растущий спрос яркие ткани. В той m мере актуальными остаются тага» традиционные вопросы, связанные с повышением прочности окраски и улучшением ее цветовых характеристик. ' '

Известны многие работы, направленные на решение проблем повышения качества окрашенных тканей и соверилжс-гвовакия технологии краиедия такие как: крашение с использованием пенных веществ,водного аммижа суспензионным способом, крашение .текстиль-них материалов активными красителями ' после ii>:/ ультразвуковой обработки и стабилизация окрасок текстильны, полотен "при дсОчи-лении солей тя.флых металлов в процессах мокрых обработок и т.д.

3 последит.- ' ьремл йоярились рсСбты. ' показанные 'новое ш.т-равленк" pvv.-иия указ-ч-шых проблем при ripw-Hei'mt различных активированных видных сред такие. Kiy магнитно- . «их-лике- и электрохимически активированных водных сред в красильном прои:-ьодстке. Использование электрохимически .акт и вир!1 г. лпгл'х води :<' ср'-'Д f ПХЛТЗС) дпя красильного производства явли-тсл достаточно IlepCPeKTOLHKN! СреДИ извсотинх способов попку кия ¡]сгр'"б!1'гелм:-кпх свойств окраски те^стн.иннх материалов при п;л!м.'чек1!'.1 ."иапко-химических водных, сред., Его основным! преимущества,'«! я влил си пл -

можность получения более кр:--;их и прочных к физико-химическим Еогдействиям окрасок х/б ткани.

Кроме того, приыененио йХЛБО а красильном производство, б полной вероятности, позволяет снизить значительную часть количества вредных, дорогих красителе!1; и текстильно-вспомогательных веществ, что представляет научный и-практический интерес с точки зрения улучдюния потребительских свойств окраски х/б ткани.

Цель работы: Бес это определено цели данной работы, которая состояла в повышении качества окраски хлопчатобумажных тканей водорастворимыми красителя!.-,и на основе использования электрохимически активированных водных сред (ЭХЛЮ и, как следствие, в -.совершенствовании технологии их крашения.

В настоящей работе решались задачи: , 1. Разработка способов пошжни-л качества сделки и совер-шгиствованил технологии крашепкя х/б ткани прямыми красителями.

2. Разработкой способов повышения качества окраски и совершенствования технологии крашения х/б ткани .активными красителями по периодическому и непрерывному способу.

Решени« данных основных вопросов потребовало анализа следу-кщих задач: 0 .

Реиение данных основных вопросов потребовало анализа следующих за.гАч: •

1. Исследование влияния ЭХА'К^ на растворимость активных красителей.

2. Изучение влияния ЭХАВС на процесс кражения прямыми красителями. • ' *

3. Изучение цветовых характеристик окрашенной хлопчатобумажной ткани, получаемой при использовании ЭХАВО s крашении прямыми красителями и.ее прочности к физико-химическим годойствидм.

■i

4. Изучение B.íúV^wirf ЭХАЕС л«"* процесс крашения активными красителями.

. 5. Ййучеик.? цдоошх характеристик окрасок, получаемых при использовании ДХАЕС в крашении активными красителями и ее прочности к физико-химическим воздействиям.

Методы иссдедоьания: При решении поставленных задач пользовались экспериментальные методы исследований по химической технологии еоджнистш материалов, метод интерпретации цветов»« различий ¡на бежии«» тропик рисЯ систем» МКО (Международной Ко- ■ миссии no ocseù'iéiH'iu'î. Теоретическим подходом построились • ютемп-тически« планирован»« полного многесаеториого эксперимента кра-

- з -

шекия водорастворимыми красителя«« хлопчатобумажной ткани. Оати-' миоация условий «ранения в с-'лЛВи и оддака Ш0 рассчитана на компьютере па методу корелляционнего и регрессионного анализов.

В качестве исследуемых красителей были выбраны активные красите.ли с умеренной реакционоспоеобкоетгй ишияздпьфолоЬие и прямые- красители с ограниченней растворимостью.

Научная новигяа работы состоит я следующем;

1. Установлена возможность улучшения Потребительских свойств окрасок водорастворимыми краем елями хлончатсбумалной TffaFii такие как: пветсвие характеристики и устойчивость окрасок к флаико-химическим воздействиям. ..

2. Изучена влияния ЭХАЕС на цветов»« Характеристики окраски водорастворимыми кргеителямл и На ее прочность к физико-химическим воздействиям.

3. Разработаны способы повыкепия потребительских свойств .окрасок водорастворимым; красителями хлопчатобумажной ткани.

4. Получены математические модели процесса крашения при использовании ЭХАВС в крашении водорастворимыми красителями хлопчатобумажной ткани и определены оптимальные условия крашения и оптимальные режимы активации водно-солевых растворов.

5. Изучена растворимость активных красителей в ЗХЛВО.

6. Написана программа на компьютере для математической обработки результатов многофакторного эксперимента и оптимизации процесса крашения х/б ткани водорастворимыми красителями.

Практическая значимость работы: заключается б разработке способов повышения потреОите.ЭД'ких свойств окраски х/б ткани и совершенствовании технологии хранения водорастворимыми красителями, позволяющих внедрить ЭХАБС в красильном производстве.

Применение ЗХЛЕС в крашении прямыми л активными красителями не только дает решение актуальной проблемы получения ярких и,' прочных окрасок текстильных материалов при крашении дешевыми или умеренно деквьми красителями, но и позволяет снизить значительную часть дорогих и вредных крагляелей и ТВВ, что_представляет практический интерес с 'точки прения улучшения экологических условий труда и снижения экономических затрат.

Крашение водораетверимыми красителями в ВХЛВС г.о 'ре.зраоо-тайной исследованием технологии приводит к поьипени» накрашивав- •■ «ость окраски на 40-70% и ыдсе, снижению концентрации ллектролн-та на 40-70?. и щелочного агента на SO-100?.

Апробация работы: Ооьовяь» результаты р.-1боты доложены ка ипучао-гг-охтической конференции "научно-техническая продукция йу;:ов глггог.сго обслуячюшя населения - рынку 92-3S" (Мзскга 19^2) и "От фундаментальных исследований до практического внедрения" (.Москва J993J.

Публикация: Основнпе еодорхэнй« диссертационной работе опубликовано в'пяти печатньгх работах.

Структура и объе к работы: Работа состоит из введения, сем глав, обдах змьодов и библиографических ссылок.

Работа пеложна на Й02 страницах, из которых 157 машинного текста, 62 рисунков, 43 таблиц, 90 библиографических ссылок и приличенил, представленных на 8 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ ГАГОТН

Во Ваянии тЬбосноьана актуальность темы, сформулированы цели и вадзчи исследований.

Е йервой гл.чву приводятся краткий обзор о структуре воды и ьодных раствор-ов. современном состоянии активации водных сред, об электрохимической активации (ЭХА) ьодно-солопых растворов .и их свойствах после процесса ЭХА.. , .

Ка основании анализа воды ц водных растворов гршнается двухсарукяуряая модель поды, которая^выраж^-оя- v. том. что пода состоит и;j двух сортов молекул, находягужся и химическом равно-. Есоии: моломерчых молекул не связанных кодородными сиягями с другими молекулами и комплексов из молекул воды, тетра:.«дрич'зки сбяе.зшшх !.'л,\т/ собой ссдородинми связями.

Электрохимически активированной еодой нагишаетсч года с временно тамвдшь^т физики-химическими свойствами, приобретенным« SÖ ПЛС.;;«-: iipOUXSCa ЗЛ-.'КТрОЯЙаа ВОДПОСОДЙЕЫХ paCTt'OpOi 12 ДЯ-ьфрагменном электрште-р? иод действием электрического токл. Раствор ъ yj\тодной части к.'.м>:ры называется китолитом, t анодной часть -' анолнтоы,

И химической и электрохимической литературе гшмоаэш* пути аетиезции реаг-«Н7ог и »олзргюй кэдкоети ссасывается nrwötyawT-. ьенво с д|'у«с,{ кпнми Фдаико-лигл'и^еклл црезрлц-эний |я;й>><;тй:

Ii о'р^оьансем Bütioywi-iiab'i неустойчивых частиц, иопгсяди-кавле, дошц'оодшнх чгеч« и т.п.

z) ССРУ!ГУГ»№>-ЗН','РГ'1Т1^'?И»Л<В HL'«i:'HeHiUMH годной орчды и

ftw практического применения '¿«ЛВС рамен. вопрос зоеедеикя годкосолевых растворов непосредственно после .процесса электрохимической активации и время релаксации свойств УХЛЕС.

О?;'овной процесс в диафрагме «нем электролизе природной еэдм - электролитическое разложение молекул воды о выделением нодЪю-да на катод» и кислороде анод«. Раствор в. анодной камере ( анолит) насыщается кислородом и приобретает определенную окислите явную способность, расткор в катодной камере (католит,' приобретает воестаиовительну» способность. При электролитическом рарлощении воды изменяется рК раствора, католит подщелачивается (рН = 10-12), а аколит подкисляется (рН » 2-4). В катслитпой воде, обладающей аномальными восстановительными свойствами, .су-щосгвук'Т какие то eue более восстановительные агенты, чем водород. Такими восстановителями могут быть атомарный водород и гид-рзтиронанный электрон.

Изменение параметров обработки такие как., силу тока и продол.«иге льность воедействия им приводит к четкому и целенаправленному изменению многих свойств ЗХАВС, в частности рН и ре-дскс-гютенциал.

В настоящее время, параметры раствора, подвергнутого электрохимической активации характеризуют значениями рН и потенциала платинового элек" ':а Ept. Величина Ept свидетельствует в основном о химических изменениях в растворе и образовании реакционно* способных частиц.

Выявлены следующие аспекты поведения значений рН и Ept SjXA растворов при состоянии поел®,',, окончании процесса начальный участок вррмешг, непосредственно следующий за скончанием процесса ЭХА, характеризуется небольшими изменениями рН и Ept раствора, примерно одинаковыми для анолита и като.тата. При дальнейшее течении времени рН анолита мало изменяется, ко наб'лидаэтся флуктуации потенциала вокруг среднего значения', рН католита и этот период начинает снизиться. Одновременно релакс.чру«т потенциал Ept.

Также установлено, что с уьмкч^нж-'м времени ЭХА отмечаете* четкая тенденция к увеличению поверхностного наг.ч-'ечня.

, Подчеркивается, что характерным признаком элеп-роактизидю-' винной воды (ЗАВ) являетия ее метаетабильрооть, избыточный знпа^ потенциальной знергии. Явление ак^вшулч-.-мшо определить как метастзбилыюе.

Щелочной кого лиг активно поглодает диокеад углерода ю кл-

духа.и карсонируег. В нем появляются растворимые карбонаты (к бикарбоко-ы) К*и даже нерастворимые карбонаты. К'а*КЛ, а так-;>.е нерастворимые карбонаты кальция и магния. ОН' + СО* — > соГ * Н40 ОН' + СОг —> НС01

Время релаксации ЭХА, т. е. переход активированной воды в обычное, исходное состояние зависит от ее объема, режима активации, особенностей хранения, температуры и многих других-факторов - для католу.та (рНг10,25) - 72 часа и анолита (рН=3,0) 193.

Иска, е'де очень'мало конкретных данных о влиянии ЭХА на различные волокна, красители, химические материала и другие, для обоснования механизма действия ЭХА б различных процессах краоильно-отделочного производства.

■Злектроактив'лровакная вода находят широкое '.применение во многих' отраслях народного хозяйства, "в медицине, .животноводстве, сельском хозяйстве^- строительном деле; машиностроении, энергетике, газо-нефтепромышленности и др.

Разработка новых -технологических процессов, основанных на ЭХАВО, их внедрение в красильном производстве - огромный резерв не только решение многих аспектов интенсификации производства, повышения качества продукции, решения экологических проблем, но и экономик материальных ресурсов. V- .

Во второй главе дана характеристика объектов и методов исследований. ' ,

В третей главе изложены результаты' исследования влияния • электрохимической активации на растворимость активных красителей в ■ водной среде.

Сравнительное исследование растворимости активных красителей в ЭХАВС и в модельной водной системе с соответствующим рН (рис.1) полагало г Ч¥о в католя?е" активные красители быстрее и более полно растворяется в католите, чем в модельной системе. В анолите под действием продуктов активного хлора они.либо разрушаются либо меняет цветовой оттенок. Растворимость активных красителей в католите ЗлАВС увеличиваете.-! на 15-60£, по сравнению' с моде.шюл ведой. Это, вероятно, связано со особой структурой .к-свойствами водных сред после электрохимической активации.

Если рассматривать воду, на:: см»01 тетраэдрпческой и рззу-порядочейюй структур, то в ЗЯШС- поетхяъя количестве ¡,'ономер-Н'Л. молекул воды, т. е уге.лич'/:;аетея деля разупорядочопных структур. Внедрение активных крюйте лей в ' области рас. упорядоченных

<>■

it 0.800-j.

И

ч в с

К 0.750г

а

я

п я

о р лоо-

н о с

Т 0.300-ь

iy* —тг--ft-

(D)

0.250-

0.200-

0.160-

0.160-

ТГ

-в

ft' " '1 о Kj --- te,

----О КА

о А1 -„А,

-в Ад

~TTÏ Ï5 25 2? з5 з£ «6 4è 5Î 5è бб

Время растворения" красителя (мин)

pu«. 1 зависимость оптической плотности раствора активного Рис. Зависимость опти ^ вренени растворения.

. Телпература раствоРвния Т=80 С. Электролит активации *С1. . 1е*пер«т»1«_»~ кодельной 80дНОЙ системе.

К - в католите, А - в анолите.

Kl. А1 - Нагрузка активации = 300 кл/л. .

К2, А2 - Нагрузка активации Q = 460 кл/л.

КЗ, A3 - Нагрузка активации в = 600 кл/л.

М, A4 - Нагрузка активации .Q = 760 кл/л.

структур облегчается по сравнению с тетраэдрической структурой тем, чтг> в них уже порвана или ослаблена значительная часть по- -дородных связей. С преобладающей вероятностью при растворения активных красителей в ЭХАВС молзкулы красителей будут располагаться. в области разупорядоченной структуры. Поэтому ЗХАЗС обладает одним из самых замечательных своих свойств - поиименной растворяющей способностью.

В анолите,•как известно, существуют продукты активного хлора. Эти продукты в особенности гигохлориты являются разрушителем красителя, что приводит к разрушению красителя и происхождению обесцвечивания. С. увеличением времени и нагрузки активации увеличивается концентрация продуктов активного хлора и в следствие, усиливается ракрушениэ красителя. Б ¡¡«которых случаях при растворении активных красителей в анолите, активный хляр не разрушает молекулы красители, а лишь меняет его оттенок. При этом, оптическая п лет н ост крае и ль но г о раствора увеличивается по сравнению с модельным красильным раствором.

В основном, в католите с повышением температуры растворения повышается количество красителей в мономолекулярном состоянии, т.е. повышается растворимость -активных красителей, а в анолиде усиливается процесс разрушения,или изменения цветового оттенка красителей. у, '

Влияние ЭХАВС на растворимости .активных красителей зависит от природы электролига и изменяется в соответственно в ряду: №1 > МзСЦ > ЩС1 Максимальная растворимость получена в области при нагрузке О = 450-600 кл/л. В анолите тем больше токовой нагрузкл активации водных растворов, чем сильнее красители разрушаются.

Среди исследуемых красителей желтый светопрочный 2КТ лучше растворяется--ь катсЬре ЭХАШ, -тГменее разрушается ъ анолите по сравнения с другим;! красителями. А красно-фиолетовый 2КТ наоборот менее растворяется и более разрушается в анолите.

'В четвертой главе исслсдовано влияние ЭХАЙО на сорбцию пря-ш красителей и разработаны способы улучшения потребительских' свойств окраски хлопчатобуьажой ткани.

" При кучм; сорбции ирдоых красителей цедтлознш волокном установлено, _ ото крашение п ЭХА2С ведет к сокращению времени, температуры <рвисий* х/б тглни ьо АО-50 минут и 60-70* С и цовн-•е»еио„н6н6'шо8 накргшиваемости окраски. хлопчатобумажной ткани. Возможно, за счет изменения структуры и сгойсть шд.чнх сред

Рис ? (1 2).Зависим".ть коэ4Фициеита эффективности исполь-эования ЭХЙВС с электролитом ИН С1 при нагрузке <3=450 к."/л в крашении яркооранкевим от концентрации ТВВ (1; и его поверхность отклика (2).

после процесса химической активации в ЭХЛВС происходит повышение растворимости прямых красителей, увеличение степени разрыхления структуры целлюлозных волокон и повышение сродства красителей к волокну, что способствует процессу его сорбции. Следовательно, при крашении в ЗХАЮ сокращается время, снижается температура крашения и повышается содержание сорбированных' прямых красителей на волокне х/б ткани.

Кроме того, на пути разработки способов улучшения потребительских свойств окраски прямым!! красителями при использовании . ЭХЛВС обнаружено, Что применение ЭХАВС в крашении прямыми красителями позволяет снизить значительную часть количества текстильно-вспомогательных веществ (рис.2). Дальнейшее добавление•электролита НаС1 и щелочного агента только приводит к уменьшению содержания сорбированного красителя. Как известно, адектролит МаС1 и щелочяый агент красильном растворе выполняют важную

функцию - уменьшат ¿илу отталкивания? между анионами красителя и целлюлозного волокна, уменьшает электрический потенциал двойного электрического слоя, -что способствует адсорбции и истощению красильного раствора. Однако, больше количество ТВВ в красильном растворе приводит, к усилению десорбции водорастворимых красителей. Поэтому, увеличение, концентрации -ТВВ до значения стандартной технологии ведет к сцдявнию содержания сорбированного ррямых красителей на волокне. * ^ . ^ . •

Крашение в ЭХЛБО по рекомендуемой технологии при оптималь-',. ном режиме активации водных сред позволяет повысить содержание сорбированного красителя на 30-60% и высе, сократить, концентрации ИаСЛ на 60Х и исключить добавление щелочного агента Ма^СОв.

Для получения более темных, ярких и прочных окрасок в ЭХАВС разработана технология крашения прямыми красителями:

Ко»центращ1Л,"Крзсителя . 2Х от массы волокна

Концентрация МаС1 3-4 г/л

Концентрация Ма4С03 О г/л

' Время крааэ'ния 40 - 50 мин.

Температура : 60 - 70" С

Установлен оптимальный режим активации водных сред для кра-¡азния прямыми красителями при токовой нагрузке 0 = 600 кл/л, га ! исключением крайняя прямым алым -• при 9 = 450 кл/л.

'..Анализ результатов крашения прямыми красителями в РХАВС по, ка&ал предпочтительность иопол!. сования ИН1(.С1 в качестве электролига пгакьуцип. с .точки зренкя ковшеящ содержания сорбированно-

го красителя целлюлозным волокном. Влияние ЭХАШ ;в ■ зависимости, от природы электролита активации на краяание прямыми красителями уменьшается в следующем ряду:,. ^

.ЩС1 > НзС1 > ЛП.Г. При крашение исследуемыми прямыми красителями з 3УА№ ойна-„ рулено, что ЭХАВС оказывает свое благотворное вжшжз на какра-шиваемость х/б ткани в соответствии со рядом:

чистый голубой > ашЛ > ярюоранжыч) В пятой главе изучено влияние ЭХАВС на цветовые характеристики окраски прямыми красителями, изучена светостойкость И устойчивость окраски в ЯХАВС к мылъносодовш обработкам:. '•„,'.•■ Особое внимание уделено качеству окраски, получаемой при крашении прямыми красителями в ЭХАВС.. Установлено, что ЭХАВС су-иественно оказывает влияние на цветовые характеристики х/б ткани. Применение ЭХАВС в крашении.х/б ткани приводит к получение: более темных и ярких окрзсок при незначительном изменении цветового тона по сравнению с модельной еодой.

Следует отметить, что чем больше содержания сорбированного красителя-на волокне, тедо более окраски оказывались темными и . яркими. Наиболее темные' и яркие окраски получены при токовой нагрузке активации е области 0 = 450-600 кл/л.

Таблица 1. Устойчивость окраски к физико-химическим воздействиям при применении ЭХА ЕС в крашении прямыми красителями х/б ткани.

Вид крас и теля Вид • электролита актива ции Прочность к мылосодовым t Светостойкость .

Шд. вода Нагрузка -активации Мод. вода Нагрузка а'сгивацки

300 450 600 ?5С 300 450 600 750

Г NaCl . 4 4 4 • 3 4 4 4 4

л KCl 3 4 5 4 4? 3 4 4 4 4

У, бой Ш*С1 4 . б 5 4 4 4 '5 . 4

. А л U й NaCl 4 А 4 4 3 4 -4 . 4

•KCl 3 4 4 5 . 4 3 4 4 Б ■ 4

NH^Cl .4 5 5 4 4 с; 5

Od ал же вый WaCl 4 А 4 3 4 J 4 . 3

KCl о t.» 4 4 4 ^ 3 4 ■1 3

NH^Cl 4 4 5 4 ' 4 ' 4 4| 4

Как' показывает.таблица 1, краиение е ЭХАВС существенно оказывает,' вффзктивнрс влияние на прочность- окраски к физико-химя-чесгааь воздействиям. Оценки но устойчивости окраски прямыми

красителями дбсткг&ь^сй 4-5 бала, -Такие установлено, что ЯХАВС

< 1 и

наиболее влияем на стабилизацию светостойкости и улучшение мыльно-содовой стойкости "^при токовой нагрузке активации'<3*450-600 «и/л; / Кроме того, ЗХАШ. более влияет на светостойкость окраски, чем на ев'мыльно-содовой стойкость.

Таким образом.• установлена возможность получения ярких и устойчивых окраски прямыми красителями при применением ЭХАВС. Улучшение окраски при крашении исследуемыми пряшми красителями уменьшается в соответствии-со следующим рядом: алый -ч голубой > оранъвЕий ■ Таете отмечена предпочтительность использования КН*С1 в качестве электролита активами годных сред с точки зрения повкже-нил как интенсивности и яркости окраски,, так. и ее прочности к физико-химическим воздействиям.

§ иестой главе исследовано влияние ЭХАВС на сорбцию и фиксацию активных винилсульфоновых красителей я - разработаны способа повышения потребительских свойств окраски при крашении . .х/б ткани по периодическому и непрерывному способам;

При исследовании влияния сХАЕС на крашенке активными красителями установлено, что применение, ЗХАВС в крашении активными красителями позволяет повысить содержание фиксированного краси-• теля на волокне и степень фиксации, - т.е. возрастает, ^фиктивность использования красителя. В полкой вероятности, это связано не только с повышением растворимости активных -красителей, разрыхлением структуры целлюлозного волокна, но и с. повышением ре-акционсспособности активных красителей с волокном целлюлозы в ЭХАЕС, что способствует и его дшйузии и ковалектной фиксации.

Как известно.' ЭХАВО .способствует как реакции красителей с гидроксилыыми группами целлюлозных волокон, так и их гидролизу. Однако, л ЭХАВС влияние электролита (МзС1, мочевины) и щелочного агента на крашение активными красителями изменяется за счет ее гидролизирукчцего воздействия. Они не только более интенсивно влияет на сорбцию активного красителя волокном, ускоряет химическую реакцию между ними, но и более способствует гидролизу красителя. По-видимому, при их лишнем добавлении сущес-твенн'. возрастает опасность гидролиза, кросмеля, что ухудшается сорбци>: и Фиксация .красителя волокном за счет ^регистрирующего красите-

а

ж

со

а

ч 1-.

« •л

в

60 75

Концентрация >!аС1 (г/л)' у .

Рис.3.(1.2).Зависимость коэффициента эффективнее«! использования ЭХЛВС с электролиток НаС1 при нагрузке О = 600 кл/л в к^ляении желтым светопрочнык 2КТ • от концентрации ТВВ (1) и его поверхность отклика (2).

65 НЮ

Концентрация мочевина (г/л)

Рис.4.(1,2).Зависимость коэффициента эффективности использования ЭХАВС с »дектродитом КС1 в крашении хехтым светопрочный 2КТ по непрерывна способу от концентрации ТВВ <1) и его поверхность отклика (2).

я с волокном. При хесткой промывке и ¡лмювке значительная часть; идролизировашого красителя, еорбирсгааного целдоаозннм волоком, уходит в ванну. Следовательно; умЛЬкт&я. еодвр«ание Чик-ироваяного красителя на волокне и его степени-дажсации.' - .

Как показывает рис 3,4, крааение -активными красителями в ХАЕО по рекомендуемой технологии ведет к сбкрацеяик зкачитель- ■' ого количества дорогих к вредных текстильно- вспомогательна вместе. При крагаепии по периодическому способу концентрации лектролита крашения №С1- уменьшается на 50%, Ка-СОд :1а 50 •• 00%. А по непрерывному способу концентрация мочевины уменьшатся на 40-502 (до 50 - 60 г/л). Крашение в ЭлАВС по этому пособу 'можно проводить без щелочного агента. При &том содержа-ие фиксированного красителя увеличивается на 10-40* по еравменю со стандартным крашением з модельной системе.' • Кроме того, при изучении кинетики сорбп&и активных краоите-ей по времени (рис. 5.1) обнаружено, что в ЗХАЬС красители быст-ее и больше сорбируются, что можно сократить время крашения до 0-60 мин. При дальнейшем крашении содержание фиксированного расителя. не изменяется^; но уменьшается степень его Фиксации еллюлозным волокном. V"

Поскольку температура имеет ваотую рель в крашении ачтивни-и красителями и влияет на все параметра, характеризующие про • ессу крашения. В настоящей работе проводилась сравнительна;! ценка сорбции и фиксации красителей' в ЭХАВС и з модельной водой системе в зависимости от температуры крашения (рис. 5. 2). 00-аружено, что при использовании ЭХАЭЭ в крашении активными расителями увеличивается содержание фиксированного красителя на олокне и степень его фиксации. Использование" ЭХАВС позволяет шшить температуру крашения до 40 т 50°С по сравнению с-о стаз-артной технологии Г - 60*С. При температуре больа» Г » 40-50*0 раюение ведет к повышенному гидролизу красителя',' что онпжоет у. одеркание фиксированного красителя и степень фиксации.

Для того, чтобы получить наиболее темные, 'яркие и прочные краски разработана технология крашения активными краечтелями /б ткани но периодическому способу:

Температура крашения 40 - 50"С.

■Время крашения 40 - 00 минут

Концентрация красителя ?.Х от' массы волокна

Концентрация КаС1 • 15 50 г/л

Концентрация "Маг00, 0 - 10 г/л

- и; -

Кф

1.251.00 0.75

0.50 0.26

1-5 з5 15 ь1 еЕ -ИГ

(2)

Температура крашения ( С)

РиО. (1,2) . Содержание фиксированного активного красноп красителя 4СТ на 100 г волокна в зависимости от времени (1) и температуры (2) крашения. В - в модельной водной системе.

1 - в ЭХйЗС с электролитом активации НаС1.

2 - в ЭХА8С с электролитом активации КС1.

3 - в ЭХАВС с электролитом активации ЯН С1.

- 17 -

По непрерывному способу: Концентрация красителя £Х.от массы'волокна ;

Концентрация мочееия^ ' 50' - '.60 г/л

Концентрация NaOH. 62,22 О t ДО. млАд

Концентрация смачивателя НВ 1-т/л ' „

Установлено, что оптимальней режим ,;'>.ктиг:ацж ьоданх сред m использовании ЗХАВО в крашении активными красителями дости-ются при токовой нагрузке в области Q ДГ'О-бОО кл/л.

Сравнительное кра;аение в ЭХАБС о различными элекпогитами' жазало, что t.'H^Cl предпочтителен с точки, зрения повыданил кй-•ства окраски, поеьжяия степени Фиксации красителя волокном и яюреикя процесса крашения, a NaOl способствует более эффектна-" >му конечному накрашиванию.

В седьмой главе изучено влияние. ЭХАБС на цветовые характе-[стики окраски активными красителями, измена светостойкость к •тойчизость окраски к мыльносодовым обработкам.

Ери изучении цветовых 'характеристик и устойчивости к физи-химическим воздействиям окраски,получаемой при исколькогдщик- , ЙВС в крашении актквньэди красителями обнаружено, что в ЭХАВС..' раски активными красителями оказывались значительно более то»,!: ¡ми и яркими по сравнению со стандартным крав»кием в модельной де. Однако,- крашение активными красителями в ЭХАВС приводит к менению направления сдвига цветового тона окраски хлопчатое*/-жной ткани в другую сторону. Наиболее темные ч яркие были по-чены при крашении в ЭХАВС с электролитом NaCl.

Интересно отметить, что ч*м больше содержания фиксированно- • активного красителя на волокне х-/б ткани, тем ее окраски бо- • е оказывались темными, яркими и тем более окраски значительно ребегает к другому цветовому тону.

7ак.т;е установлено гювылюние устойчивости окраски ;акт;)вн>л'и жителями к физико - химическим действиям при -,«.спользоеа>;'.,>: s.BC в крашении х/б ткани. Испытание устойчивости окрас к яьно-содовым действиям и ее светостойкости покусало, что сир*» шые в РХЛВС ткани не у стукал- стандартному «талону* ко olr.-mw гсйчююсти ( t бала1), а в некоторых случаях и целдап--^ ГИ; - '',} тов. Наиболее уетойчкьце окраски получены а'дггумк* <гЧ?- >5П) 'л. Обнаружено, что йИГЯ Оолео влич^т па ск'-т^гепк:.":?». оц-•ки, чем на ее мыльно-содовум стойкость.

• и - ■

•Таблица 2. Устойчивость окраски к физир;о-химичес ким воздействия»

при применений ЭХАВС в крашении 'активными. красигелями.х/б ткани.

Й!Д ' коаси Вид. электролита актива ции Прочнсмть к шлосс-довкм Светостойкость

Мод. вода И^фу^а сио, Ц ^ Мод. вода ¿КС? ш. о.аул

300' 450 600 750 300' 450 600 •750

35 а л т ый ИаИ 4 4 5 4 4 4 4 5 ■ 4 4

КС1 4 5 5 4 4 5 5 4

лн4и 5 5 5 4 4 5 5 4 4

к р а с ный N301 4 4 4 5 4 4 4 4 5

КС1 4 5 5 4 . 4 5 5 4

КН^С1 •5 '5 5 4 5 5 5 4

Кра сно- фио лето вый МаС1 4 4 4 4 4 4 4 4 4

КС1 4 4 5 4 4 4 5 4

Ш1^С1 4 5 5 4 4 5 ц 4

На пути поиска способов улучшения потребительских сзойсте окраски активными красителям^ при использовании ЭХАВС отмечена предпочтительность иепольвовачия ИаС! в качестве электролита активации для получения наиболее темных и ярких окраз'еннух хлопчатобумажных тканей, а ИН+С1 рекомендуется с точки зрения",Повышения прочности окраски. Как видно из таблицы, улучшение окраски при крашении .разными активными красителя^ уменьшается в следующем ряду: ■

желтый светопрочный 2КТ > красный 4СТ > ирасно-фюлетоъкй "2КТ

В прилодкениях: дана характеристика исследуемых красителей и ТВВ, написана программа на компьютере для математической обработки и оптимизации процесса крашения хлопчатобумажной ткани ео-до рас твор имыми красит е ля ми.

• Таким образом, применение ЭХАВС в крашении водорастворимыми красителями представляет практический интерес для улучшения качества окрашенных текстильных материалов и совершенствования технологии их крашения как с точкя зрения снижения экономических затрат, так и решения акологичзоких проблем.

еыкда по раеотв

1. Установлено, что применение 'йХАВС'и.. красильном производстве позволяет решить весьма ^.ктуаи кьвтсрофлемн, связатпе е получением достаточно яргах и устойчивых'1 окрасок хлсич&гобумзж-, ной ткани при крашении прямыми красителями,повышением степени ковалентной фиксации активных красителей целлюлозным вол'.лг.г.м, с улучшением экологических условий производства и снижением экономических затрат.

2. Изучено влияние ЭХАЕС на потребительские свойства окраски водорастворимыми красителями хлопчатобумажной ткани. Установлено, что применение ЗХАВС позволяет получить солее тем;ь:з, яркие при незначительном изменении цветового тона и Солее прочные к физико-химическим воздействиям окраски.

3. Установлена предпочтительность использования МН$.С1 в качестве электролита активации водных сред при крашении прямыми красителями как с точки зрения улучкения яркости окржкн, так и повышения ее прочности. При крашении активными красителями обнаружено, что МаС1 предпочтителен с точки зрения получения более темной и яркой окраски, $ N11^01 повышает ее прочность.

4. _ Математическая обработка результатов полного миогофак-торного эксперимента по методу корелляционного и регрессионного анализов позволила найти технологические условия для периодического, непрерывного краиения активными красителями и периодического крашен ля прямыми красителями в ЭХАЕС, которые обеспечивают лучшие 'потребительские свойства окраски х/б ткани.

5. Установлено, что г-ратение • прямыми красителями р ЭХА!.*,;, приводит к сокращению времени крччрния до 40-50 мин. , енижниа температуры до ПО-УО'С, уменьшению .концентрации N301 на СОХ и исключению щелочного агента. Щи атом увеличивается содеру.чг.не сорбированного красителя.

6. Обнаружено, что применение &ХАЕО в крашении активным]' красителями по периодическому способу ведет к сокращении времени крашения до 40-00 мин., снижению томпиратуры до 40-50°С, уменьшению концентрации МаС1 на оО.': и исключению щелочного аг.еита. При крашенки .активными красителями в ЭХЛВС по кспродогповд* способу концентрацию мочевины мокко сократить до 50-00 г/л, т.е. на 40-50%. При атом крашение активными красителями, рокомен&у&той без добавлении щ: .точного агента ь'аОН ой. 27. и криродет к поа!Ил-ни» конечной ка.крапмЕ.-и-мосги.

V. Определена оптимальная токовая нагрузка активации водно -солеоих расгмров при крашении прямыми красителями, которая рйьна У 600 га/л, а при крашенки активными красителями - в облает я =450- 600 клЛя^

в. Исследована ¡растворимость активных красителей, в католит-ней и шюлткей фракциях ЗХА1С. Обнаружено, что б анслите ЭХАВС происходит частичное либо полное разрушение активных красителей, ,г;.'х> красители меняет цветовой оттенок. Растворимость активных красителей в католите по сравнению с модельной водой увеличивается на 15-25% и зависит от природы электролита соответственно снижается в ряду: КС1 > НаС1 - НН+С1. Максимальная растворимость достигается при токовой нагрузке в области 0 = 450-600 кл/л.

9. .Написана программа на компьютере для математической об-раситки результатов полного многофакторногс эксперимента и оптимизации крашения х/б тканй водорастворимыми красителями.

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. тан Минь Ханг, Овчинников К). К. Изучение влияния злектрохими-чески активированных водных сред на сорбцию прямого алого краен--, ■теля волокном хлопчатобумажной'ткани. // Сборник тезисов "Научно-практической конференции" МТИ. Москва 1992, с. 58. С. '1с!Н Минь Хан г, Овчинников '0. К. Изучение возможности использования электрохимически активированных водных сред (ЭХАВС) при крашении желтым светопрочным активным красителем 2КТ- ийпчатобу-малной ткани по непрерывному способу. // Сборник тезисов "Научно- практической ютнфиденции" Ь(ТИ. Москва 4992,- с. 59.

3. Фон Минь Хачг, Овчинников Ю. К. Применение электрохимически пггнвировашшх водных сред (ЭХАВС) в крашении хлопчатобукгажней ткани но периодическому способу. // Сборник тезисов "Науч-Н?-практичес1®а конференции" МТИ. Москва )993, с. 55.

4. чан Минь .Ханг, Овчинников Ю. К.. Исследование влияния злоктро-химической активации (ЭХА)-, на капиллярность хлопчатобумажной ткааи в Еодкий среде. " еодер.*аш,ейея активные винилсульфоновие кр'чеигели //' Сборник т.ейисо1г^"#ау.чно-пра1:тической конференции" МТИ. Москва 19УЗ, с. 54.

5. •З'-ш Мпп. Ханг, Овчинников Ю. К. Исследование влияния злектро-химическии активации (ЭХА) на растворимость активных красителей с еодкой сред». // Сборник тезисов "Научно-практической конференции" МТИ. Москва 1993, с. ЬО.