Применение красителей - Мельников Б.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Высокая кристалличность, гидрофобность и незначительное число полярных функциональных групп в составе макромолекул обусловливает ограниченную восприимчивость полиамидных волокон к красителям.
Полиэфирные волокна. Эти волокна получают из полиэфиров — полимеров, содержащих в основной цепи группы —СОО—, в основном из полиэтилентерефталата (лавсан, терилен, дакрон, ланон, свитен и др.) со степенью полимеризации п= 100—200.
Полиэтилентерефталат получают поликонденсацией ди(гидр-оксиэтилового) эфира терефталевой кислоты (уравнение 16). Реакцию проводят при повышенной температуре, в вакууме, что способствует непрерывному отводу выделяющегося этиленгли-коля.
пно(сн2), оос—/—с00(СН2 )2 ОН--->
--* НО(СН2)2 00С-<^~^)-С00(СН2)2~| ОН +(п- 1)НО(СН2)2ОН (16)
Макромолекулы полиэтилентерефталата имеют линейную» форму и связаны друг с другом силами Ван-дер-Ваальса и водородными связями:
б онно онн
II Л-\ 11 11 11 11 1 1
_0—с—f —С—О—С—С—О—С—(' —с—о—с—с—
н н н н
о бнно онн
—о—с—/Г~%—с—о—с—с—о—с—с—о—i—i—
н н н н
Химические свойства полиэфирных волокон определяются присутствием в их макромолекулах сложноэфирных групп, способных к гидролизу. Вследствие высокой плотности упаковки
28
макромолекул и гидрофобности волокно имеет высокую устойчивость к химическим воздействиям. Оно негигроскопично и сильно электризуется. Кондиционная влажность лавсана около-0,5%. В воде волокно не набухает, устойчиво к действию кипящей воды; перегретая вода или водяной пар при температуре выше 150 °С вызывают гидролиз полиэфира.
Органические растворители, например бензин, алифатические спирты, ацетон, тетрахлорметан, не действуют на полиэфирные волокна. Растворители фенольной природы, некоторые ароматические спирты, карбоновые кислоты и галогенпроизвод-ные бензола вызывают сильное набухание и даже растворение полиэфирных волокон. Суспензии ароматических соединений в воде иногда используют для обеспечения набухания полиэфирных волокон при крашении. В некоторых случаях органические растворители и их пары применяют в качестве рабочей среды вместо воды при крашении изделий из полиэфирных волокон.
Полиэфирные волокна обладают высокой устойчивостью к действию минеральных и органических кислот, окислителей и восстановителей. Растворы щелочей вызывают постепенное поверхностное омыление полиэфирных волокон, которое усиливается с повышением температуры и концентрации щелочи. Полиэфирные волокна устойчивы к действию микроорганизмов, личинок моли, жучков, термитов. По светостойкости эти волокна уступают только полиакрилонитрильным.
По стойкости к действию повышенных температур полиэфирные волокна превосходят все природные и большинство химических волокон. После нагревания в течение 1000 ч при 150°С полиэфирное волокно теряет около 50% первоначальной прочности, в то время как все другие волокна при этой температуре полностью разрушаются в течение 200—300 ч. В пламени полиэфирные волокна горят медленно, с плавлением и выделением копоти. При вынесении из пламени горение волокна прекращается.
Полиэфирные волокна трудно окрашиваются, что обусловлено их гидрофобностью, высокой кристалличностью и плотностью. Для повышения восприимчивости к красителям полиэфирные волокна модифицируют. С этой целью часть звеньев терефталевой кислоты (1—2%) заменяют на остатки сульфо-изофталевой или других сульфодикарбоновых кислот. Такая модификация обеспечивает введение в волокно активных суль-фогрупп и некоторое уменьшение регулярности строения, а следовательно, повышение проницаемости волокна без ухудшения других ценных эксплуатационных свойств.
Полиакрилонитрильные волокна. Для получения полиакри-лонитрильных волокон используют высокомолекулярное соединение полиакрилонитрил, получаемый полимеризацией акрило-нитрила (уравнение 17).
лСН2=СН
CN
29
Волокно, сформованное из такого полимера, обладает рядом существенных недостатков: плохой окрашиваемостью, низкой эластичностью, невысокой устойчивостью к истиранию. Учитывая это, большинство известных типов полиакрилонитрильных волокон производят не из чистого полиакрилонитрила, а из его сополимеров, содержание второго компонента в которых не превышает 5—10%.
В СССР в основном выпускают волокно нитрон. В его состав входят остатки акрилонитрила (92%), метилакрилата (6,3%) и итаконовой кислоты (1,7%):
Наличие в макромолекулах метилакрилатных звеньев сообщает волокну повышенную эластичность и устойчивость к истиранию, а введение остатков итаконовой кислоты с ее карбоксильными группами повышает восприимчивость волокна к катионным красителям.
Повышенной восприимчивостью к кислотным красителям обладают волокна из сополимеров акрилонитрила, винилпиридина и винилацетата:
Повышенную восприимчивость к дисперсным красителям имеют волокна из сополимеров акрилонитрила с эфирами (обычно метиловыми) акриловой и метакриловой кислот, а также с винилацетатом.
Полиакрилонитрильные волокна выпускают под различными торговыми названиями: нитрон, орлон, дралон, ПАН, акрилон, кашмилон, прелана и др. Волокно нитрон и другие полиакри-.лонитрильные волокна формуют чаще всего из растворов полимеров в диметилформамиде НСОМ(СНзЬ- После формования, вытягивания, замасливания и сушки эти волокна обычно подвергают терморелаксации — тепловой обработке для повышения термостойкости волокна, снижения его способности к усадке при нагревании, увеличения устойчивости к истиранию и многократным деформациям.
