Применение красителей - Мельников Б.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Наибольшей склонностью к взаимодействию с растворимыми в воде красителями анионного типа обладают такие загустители, в молекулах которых отсутствуют одноименно заряженные группы. Загустители с упорядоченным расположением карбоксильных групп вдоль цепи макромолекулы, например альгинат натрия, практически не реагируют с красителями.
Четко выраженной тенденцией к взаимодействию с загустителями обладают и нерастворимые в воде красители, в частности кубовые. Это подтверждается тем, что при наличии их в составе загустки резко возрастают ее вязкость и нагрузка, при которой наблюдается пластическое течение загустки (Рт). Последняя величина характеризует суммарный эффект структурирования загустки и определяется как средней прочностью отдельной мостиковой связи, так и их общим числом.
Интересно отметить, что при введении мочевины и других аналогичных веществ в загущенный раствор того или иного красителя АЯпл практически не изменяется, а Рт резко падает. Это означает, что мочевина не влияет на природу мостиковых групп, образующихся между макромолекулами загустителя, но ее наличие в печатной краске приводит к разрыву части поперечных водородных связей и высвобождению макромолекул загустителя и красителя из образованных ими ранее сеток. Это снижает вязкость системы и значение Рт. Таким образом, мочевина и подобные ей препараты являются очень эффективными регуляторами взаимодействия красителей с загустителями и поэтому широко используются при приготовлении печатных красок.
Вследствие лабильного взаимодействия макромолекул загустителя с красителем скорость диффузии его в волокнистый материал при печатании гораздо меньше, чем при крашении. В ряде случаев разница в скоростях диффузии красителя в процессах крашения и печатания может быть существенно сокращена путем выбора соответствующего загустителя и способа фиксирования красителя в волокне.
Фиксация красителей, т. е. процесс переноса их из слоя печатной краски в волокно и взаимодействия с макромолекулами волокнообразующего полимера, традиционно осуществляется в среде водяного пара путем длительной (от 10 до 60 мин) обработки напечатанной ткани в запарных аппаратах непрерывного или периодического действия. В последнее время начали развиваться принципиально новые приемы и способы фиксирования красителей различных классов на текстильных материалах из природных и химических волокон. Из них в первую очередь следует назвать высокотемпературные способы фиксирования
красителей на целлюлозных и синтетических волокнах и способы, основанные на применении вместо паров воды паров органических растворителей или паров азеотропной смеси органических растворителей и воды.
Особенностью процесса термической фиксации красителей является отсутствие молекул воды в реакционной среде. Поэтому диффузия красителя и взаимодействие его с волокном могут протекать только в слое расплавленных веществ, в качестве которых чаще всего выступает мочевина или амиды других карбоновых кислот, а также некоторые специальные препараты. При повышенной температуре в отсутствие влаги расплав этих веществ, с одной стороны, обеспечивает высокую диффузионную подвижность сольватированных молекул красителя, а с другой, — активирует волокнистый материал, повышая реакционную способность функциональных групп и способствуя появлению субмикроскопических пустот, необходимых для размещения молекул красителя.
Об эффективности способа термической фиксации можно судить по данным для красителей двух классов — активных и дисперсных. Первые широко используют при печатании тканей из целлюлозных волокон, вторые — для печатания изделий из синтетических волокон.
При термическом фиксировании активных красителей при 170 °С константа скорости реакции их с целлюлозой возрастает в 100 и более раз по сравнению с запарным способом, осуществляемым в среде водяного пара при 100 °С. Длительность процесса при термической фиксации составляет 60—90 с, при запаривании 5—10 мин.
В условиях термической фиксации дисперсных красителей при печатании тканей из полиэфирных волокон коэффициент диффузии красителя в волокне при 200—220 °С составляет 10-8—¦ 10-9 см2/с. Если же фиксирование проводить насыщенным водяным паром при 100 °С, то коэффициент диффузии красителя в полиэфирном волокне не превышает 10~п—10-12 см2/с. Про-
Таблица 1. Сравнение различных способов фиксирования дисперсных красителей при печатании ткани из волокна лавсан
Способ фиксации Температура, °С Длительность, мин Коэффициент диффузии D, см!/с Степень фиксации красителя, %
Насыщенный водяной пар 100 30 1,0-10-м 54
Горячий воздух 200 1 2,6-10"® 90
Перегретый водяной пар 200 1 2,8-10-® 92
Азеотропная смесь па-ров бензилового спирта и воды 98 1 3,2-10-® 95
69
Продолжительность сриксации,мин
Рис. 12. Зависимость содержания красителя в волокне при печатании хлопколавсановой ткани от продолжительности фиксации при 100 °С:
а — Дисперсный фиолетовый К на полиэфирной составляющей; б — Активный фиолетовый 4К на целлюлозной составляющей
/ — в парах азеотропной смеси бензялового спирта и воды; 2 — в парах бензилового спирта; 3 — в парах воды.
