Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Мельников Б.Н. -> "Применение красителей" -> 29

Применение красителей - Мельников Б.Н.

Мельников Б.Н., Виноградова Г.И. Применение красителей — М.: Химия , 1986. — 240 c.
Скачать (прямая ссылка): primeneniekrasiteley1986.djvu
Предыдущая << 1 .. 23 24 25 26 27 28 < 29 > 30 31 32 33 34 35 .. 107 >> Следующая

Для описания процесса диффузии красителя в волокне, осложненного действием сил адсорбции и стерическими препятствиями, часто используют уравнение (27).
D — (D0IJ/6) [\/(К + 1)] (27),
где Dо — коэффициент молекулярной диффузии красителя в растворе, заполняющем субмикроскопические поры волокна; К — константа адсорбционного равновесия; П — пористость волокна; б—коэффициент извитости пор.
Исследование диффузии в инертных, не адсорбирующих красители пористых материалах показало, что в том случае, когда диффузионный процесс сдерживается только стерическими препятствиями, кажущийся (D) и истинный (D0) коэффициенты диффузии различаются между собой в 100—1000 раз. Если же-перемещение молекул красителя в порах волокна тормозится еще и действием сил притяжения их активными центрами макромолекул волокна, то разница в значениях D и D0 увеличивается до 105—106 раз. Это означает, что при уменьшении К (иными словами, при ослаблении эффективности взаимодействия молекул красителя с активными центрами волокна) значение кажущегося коэффициента диффузии возрастает на несколько порядков и приближается к значению коэффициента свободной диффузии красителя в растворе в субмикроскопических порах волокна D0.
Поскольку адсорбционное взаимодействие молекул красителя с активными центрами волокна является равновесным процессом и сопровождается выделением тепловой энергии, то эффективность этого взаимодействия можно уменьшить путем повышения температуры процесса крашения. Другим средством эффективного снижения склонности диффундирующих молекул красителя к взаимодействию с активными центрами волокнообразующего полимера является сольватирование как молекул красителя, так и активных центров волокна органическими растворителями и текстильными вспомогательными веществами, используемыми в процессах крашения. Об эффективности влияния температуры и гидрофильных органических растворителей на диффузию прямых красителей в волокнах при крашении в водных красильных ваннах можно судить по данным, представленным на рис. 9 и 10.
Интересно отметить, что наиболее сильно влияние температуры на диффузию красителей в волокне проявляется в диапазоне температур выше 100 °С. Этот факт успешно используют при создании различных вариантов технологии высокотемпературного крашения, особенно крашения изделий из синтетических волокон. Как будет показано позднее, на этих же волокнах наиболее благоприятно сказывается переход от обычных водных к неводным красильным системам.
Температура крашения,° С
Рис. 9. Зависимость коэффициента диффузии красителя Прямого диазо-чер-ного С в вискозное волокно от температуры крашения.
Рис. 10. Зависимость коэффициента диффузии красителя Прямого чисто-голубого в вискозное волокно от концентрации триэтаноламина.
«64
If Для описания влияния температуры на скорость диффузии красителей в волокне обычно используют уравнение (28).
D = N exp (—E/RT) (28)
где D — кажущийся коэффициент диффузии при температуре Т (К); N — постоянная для данного объекта и температуры величина; Е — энергия активации диффузии; R — универсальная газовая постоянная.
Согласно этому уравнению, в волокно могут проникать и перемещаться в нем только те молекулы красителя, энергия которых выше энергии активации процесса диффузии. Эта избыточная энергия сообщается диффундирующим молекулам путем повышения температуры процесса крашения.
Действие температуры на ускорение диффузии молекул красителя в волокне обусловлено не только повышением запаса их кинетической энергии, но и возрастанием подвижности макромолекул волокнообразующего полимера. Это особенно характерно для синтетических волокон, которые в исходном состоянии не обладают субмикроскопическими порами, достаточными для диффузии красителей. Свободный объем V, необходимый для размещения молекул красителей, образуется в таких волокнах в результате смещения отдельных сегментов макромолекуляр-ных цепей полимера при повышении температуры. Влияние температуры на возникновение свободного объема в волокне можно представить уравнением (29).
V=Vc + a(T-Tc) (29
где Т0—температура стеклования; Vc — свободный объем в волокне при Те; а—изменение коэффициента расширения полимера при превышении температуры стеклования.
Используя ряд упрощений, можно перейти от описания действия температуры на сегментальную подвижность макромолекул волокна непосредственно к характеристике диффузионной подвижности красителя в волокне (уравнение 30).
In (Zyry = —А (Т— ТС)/[В + (Г - Гс)] (30
где D] и D2 — коэффициенты диффузии красителя в волокне при температурах Т и Гс> соответственно; А и В — коистанты.
Уравнение (30) наглядно показывает, что ускорение процесса диффузии однозначно связано с увеличением разности Т—Тс-Это достигается либо путем повышения температуры обработки Т, либо понижением температуры стеклования волокна, например при крашении в среде растворителей, пластифицирующих волокно.
Состояние красителя в растворе, заряд волокна и сдвиг подвижного адсорбционного равновесия в сторону усиления взаимодействия активных центров волокнообразующего полимера с молекулами красителя зависят от наличия в красильной ванне нейтрального электролита. Это сказывается и на скорости диффузии красителя в волокне (рис. 11). Своеобразный экстре-
Предыдущая << 1 .. 23 24 25 26 27 28 < 29 > 30 31 32 33 34 35 .. 107 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed