Применение красителей - Мельников Б.Н.
Скачать (прямая ссылка):
н
н
н
н
:с—он + но—сч
I I \
н
/
(О
н+
(С6Н10О5)„ лН20
"СвН120,
'6 12 6
(2)
12
7
Кислота в этой реакции выполняет роль катализатора. Скорость гидролиза зависит от природы кислоты, ее концентрации и температуры. По эффективности гидролизующего воздействия кислоты располагаются в следующем порядке: борная -< уксусная < муравьиная < щавелевая -< фосфорная -< серная-< -< азотная -< хлороводородная. Скорость гидролиза возрастает с повышением температуры и увеличением концентрации кислоты. Удлинение периода воздействия кислоты на волокно повышает степень его гидролиза. Для предотвращения деструкции целлюлозных волокон при крашении и других обработках текстильных материалов концентрация серной кислоты, которая чаще других используется при проведении этих процессов, не должна превышать 3—5 г/л. Обработку необходимо проводить при 40—50 °С в течение 15—20 мин.
В отличие от кислот щелочи не вызывают деструкции целлюлозы, однако при этом протекает ряд химических и физикохимических изменений структуры целлюлозы. Разбавленные растворы гидроксида натрия (10—15 г/л) при обычной температуре не действуют на целлюлозу, при использовании концентрированных растворов (250—300 г/л) образуется новое химическое соединение — щелочная целлюлоза.
В отношении строения щелочной целлюлозы нет единого мнения. Одна группа исследователей считает, что целлюлоза подобно спиртам и полиспиртам образует алкоксиды натрия (уравнение 3). По мнению других исследователей, при взаимодействии целлюлозы со щелочью образуются молекулярные соединения (уравнение 4).
[С6НА(ОН)3]„ + nNaOH [C6H702(0H)20Na]„ + пН20 (3) [С6Н702(0Н)3]„ + nNaOH =?=>: [C6H702(0H)3- NaOH]„ (4)
При обработке целлюлозы щелочами происходит ее интенсивное набухание и даже частичное растворение низкомолекулярной фракции. Волокна из регенерированной целлюлозы полностью растворяются в 10%-ных растворах гидроксида натрия.
Щелочная целлюлоза — соединение неустойчивое: при обработке водой она легко гидролизуется с образованием новой структурной модификации целлюлозы, так называемой гидрат-целлюлозы. Она более активна, чем целлюлоза, обладает большей адсорбционной поверхностью и лучшей гигроскопичностью, поэтому текстильные материалы, подвергнутые обработке щелочами (мерсеризации), лучше окрашиваются и при меньшем расходе красителей (на 15—25%) на них образуются яркие и чистые окраски, одинаковые по интенсивности с окрасками немерсеризованных материалов.
Каждое элементарное звено макромолекулы целлюлозы содержит три гидроксильные группы, которые способны окисляться, переходя в альдегидные, кетонные и карбоксильные группы.
13
Окисление может сопровождаться разрывом глюкозидных связей, что в свою очередь может привести к снижению молекулярной массы целлюлозы и механической прочности волокна. Степень окислительной деструкции зависит от природы окислителя, его концентрации, температуры, рн среды. В промышленных условиях эти параметры регулируют таким образом, чтобы обеспечить наибольшую сохранность исходной целлюлозы и достигнуть при этом хорошей очистки волокна от примесей, придать текстильным материалам нужную степень белизны и повышенную накрашиваемость.
В отличие от окислителей, восстановители, используемые при белении целлюлозных текстильных материалов, а также при их крашении и печатании, не вызывают деструкцию целлюлозы и не изменяют ее свойств.
Одновременное воздействие на целлюлозу света, влаги и кислорода воздуха приводит к ее деструкции. При этом протекают процессы фотолиза, фотоокисления и фотогидролиза; последние два процесса преобладают.
Целлюлозные волокна разрушаются плесневыми грибками и бактериями. Если влажность материала достигает 10%, то на нем могут развиваться грибки, а при влажности не менее 20%) — бактерии. Волокно, пострадавшее от действия микроорганизмов, теряет прочность и способно растворяться в растворах щелочей. Пораженные грибками места внешне проявляются в виде пятен различной окраски, поражение бактериями чаще всего не отражается на внешнем виде текстильного материала даже при сильном его разрушении.
Устойчивость целлюлозы к действию повышенной температуры зависит от времени обработки и среды, в которой она осуществляется. Так, при 100 °С целлюлоза в течение длительного времени не изменяет своих свойств и не разрушается. При более высоких температурах (150—180 °С) возможна только кратковременная обработка (1—5 мин) целлюлозного волокна. Дальнейшее увеличение времени обработки приводит к термической деструкции целлюлозы. При 270—300 °С происходит пиролиз целлюлозы с образованием карбонизованного материала, а также газообразных и жидких продуктов разрушения волокна.
1.2.2. Волокна животного происхождения
К этой группе волокон относятся шерсть и натуральный шелк. Волокна животного происхождения построены из белка, поэтому их называют белковыми.
Шерсть. В шерстяном волокне различают два слоя — чешуйчатый и корковый. Чешуйчатый наружный слой состоит из ороговевших клеток, имеющих форму чешуек, а корковый внутренний слой — из веретенообразных клеток, соединенных межклеточным веществом. В волокнах грубой шерсти имеется также
