Исследование кинетики фиксации активных красителей и их смесей при печати на целлюлозных материалах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, Бакшеева, М. С.

• Бакшеева, М. С.
• 1975

Оглавление диссертации Бакшеева, М. С.

1. Введение

2. Литературный обзор

2.1 Сорбционные и диффузионные свойства ффузионные свойств) активных красителей

2.2 Реакция активных красителей с волокном и водой.

2.3 Количественное описание гетерогенной хими ческой реакции красителя с волокном.

2Л Технологические особенности процесса печатания активными красителями на целлюлозных* материалах.

2ЛД Выбор загустителя.

2Л.2 Способы фиксации активных красителей на целлюлозных материалах : и

2.5 Состояние активных красителей в растворе

2.6 Поведение красителей в смесях.

2.7 Критерии совместимости красителей.

2.8 Выводы по литературному обзору

Экспериментальная часть.

3.1 Объекты и методы исследования.

3.1.1 Красители, субстрат.

3.1.2 Крашение в нейтральной среде

3.1.3 Печатание.

3.1 Л Крашение по схеме плюсование-сушка-запаривание.

3.1.5 Определение влажности паровой среды в зрельнике.

3.1.6 Анализ содержания красителя на волокне

3.1.7 Запись спектров отражения.

ЗЛ.8 Определение координат цветности и сввплоты

3.1.9 Расчет рецептуры печати, корректировка рецепта.

6-/5 15--2.

17-35 17

ЗГ-ЗГ

М- че

I/9 -е/

М- д~3 бЪ-З'У 7-5

3.1.10 Воспроизводимость результатов и к ошибка опыта . €

8.2 Изучение сорбции и диффузии при применении отдельных красителем и смесей. р Количественное описание процесса крашения 0а активными красителями в нейтрально! среде. ™

3.2.1 Равновесная сорбция.62

3.2.2 Изучение диффузионных свойств а активных красителей.$¿-9 с

3.2.3 Выводы.98

3.3 Кинетика фиксации./¿>¿>-/

3.3.1 Изучение кинетики фиксации активных ' красителей из однокомлонентных печатных красок. . ./о/-юг.

3.3.1.Х Запаривание в среде насыщенного пара . . . .М

3.3.1.2 Фиксация в среде горячего воздуха. 140-152.

3.3.2 Изучение кинетики фиксации активных красителей из двойных и тройных смесей .у/

3.3.3 Выводы. . . 191

3.4 Колорихшдаческие свойства активных красителей отечественного ассортимента.

Расчет рецептуры печатных красок . .,19^

4 3.4.1 Анализ колористического ассортимента активных красителей отечественного I производства.

3.4.2 Расчет рецептуры печатания по вискозно-штапельной ткани триадами активных красителей с использованием упрощенного аналитического метода . ¿оу-^/Ц

3.4.3 Выводы. ¿/V

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование кинетики фиксации активных красителей и их смесей при печати на целлюлозных материалах»

Узорчатая расцветка (печатание) является широко используемым способом колорирования целлюлозных текстильных материалов. Перед работниками печатных цехов ставятся задачи интенсификации производства, постоянного обновления колористики набивных тканей, повышения качества. Важным условием повышения качества окраски текстильных'материалов является использование относятся активные, позволяющие получать прочные к физикохимическим воздействиям,^разнообразные по колористике, яркие окраски, при сравнительной простоте технологического процесса.

В то же время при применении активных красителей возникает ряд проблем, важнейшей из которых является низкая степень фиксации красителей. Анализ эффективности процесса печатания активными красителями по целлюлозным материалам на отечественных предприятиях /I/ показал, что степень использования краси телей находится в пределах 45-75^, вместо теоретически возможной - 100^. Причем, помимо гидролизованного красителя, при промывке удаляется 5-25^ незафиксированной активной формы красителя.

Создание разнообразной колористической гаммы текстильных материалов невозможно без применения смесей красителей, позволяющих получать цвета и оттенки, отсутствующие в ассортименте краси-телей>На текстильных фабриках составление смесей активных красителей осуществляется только на основе их колористических свойств бе; учета совместимости.Вместе с тем,применение совместимых смесей т высокопрочных красителей. К таким красителям, в первую очередь, V всесторонне изученных красителей значительно оолегчит труд колористов, позволив повысить эффективность производства за счет увеличения выхода красителей на волокно, замены более дорогостоящих марок красителей рациональными смесями, улучшения колористического оформления ткане®. Для активных красителей возможность получения широкой гаммы цветов при использовании ограниченного ассортимента красителей особенно важна, так как длительное хранение периодически используемых марок красителей приводит к потерям в результате гидролиза значительны^ (до 40-50%) количеств красителей.

Прогресс в технологии такого сложного процесса как печатание активными красителями невозможен без глубокого изучения физико-химических закономерностей, лежащих в основе технологических процессов. Нахождение взаимосвязи между результатами процесса печатания и табулируемыми физико-химическими характеристиками красителей является наиболее перспективным способом его оптимизации и направленного управления ,

Целью настоящей работы является исследование физико-химических закономерностей процесса фиксации активных красителей и их смесей при печати по целлюлозным материалам. л

2. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Качество печати, эффективность процесса фиксации активных красителей в печати связаны как с физико-химическими свойствами используемых красителей, так и со свойствами печатных красок. В настоящей работе влияние характеристик печатных красок на кинетику фиксации активных красителей не исследуется. В связи с этим в литературном обзоре рассмотрены следующие вопросы: физико-химические свойства активных красителей; взаимосвязь между результатами фиксации и физико-химическими характеристиками красителей; особенности печати, связанные с использованием загустителей; технология фиксации активных красителей в; печати; факторы, определяющие поведение красителей в смесях.

Заключение диссертации по теме «Другие cпециальности», Бакшеева, М. С.

3.5 ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Изучена кинетика процесса фиксации активных красителей и их смесей при печатании на целлюлозных материалах. Показано, что процесс фиксации красителя волокном протекает в кинетической области с постоянной скоростью. При этом отмечено влияние диффузии красителя от периферии к центру нити в заключительной стадии фиксации на общую длительность процесса.

2. Предложена математическая модель процесса фиксации активных красителей и их смесей в кинетической области. Экспериментальная проверка модели показала удовлетворительное совпадение расчетных и экспериментальных данных.

3. По кинетическим кривым фиксации определены константы скорости реакции красителей с волокном. Установлено, что константа скорости реакции не изменяется при фиксации красителей из смесей.

Зависимость выхода ковалентно связанного красителя на волокно от сродства проходит через максимум. Наиболее высокая степень фиксации наблюдается для красителей, характеризующихся величиной Д/1/в пределах 1,3-1,9 ккал/моль. и предел б/

5. Показана возможности моделирования процесса печати при исследовании физико-химических закономерностей фиксации крааийй-ем из ванн малого модуля .

6. Изучен механизм сорбции активных красителей и их смесей в процессе крашения из ванн малого и большого модуля. Сорбция описывается изотермой Лэнгмюра, причем значения постоянных уравнения Лэнгмюра не зависят от модуля.ванны. Выведено и экспериментально проверено уравнение, связывающее значение равновесной сорбции красителя волокном с исходной концентрацией красителя в ванне.

7. При крашении из ванн малого модуля активные красители сорбируются из смесей независимо друг от друга до концентрации красителей 1,5.10"^ моль/л. Выше отмеченного концентрационного предела сорбция красителей из смесей снижается тем в большей степени, чем выше концентрация и ниже значение константы сорбционного равновесия второго компонента.

8. До суммарных концентраций 5.10"2 моль/кг печатной краски при запаривании и ^ 2.10"^ моль/кг при термофиксации красители фиксируются из смесей независимо друг от друга. Установлено, что влияние второго компонента при концентрациях выше отмеченного предела проявляется тем в большей степени, чем ниже его предел насыщения в фиксации и константа сорбционного равновесия и выше реакционная способность. Снижение степени фиксации активных красителей из смесей обусловлено конкуренцией за активные центры волокна.

9. Отобраны две триады совместимых активных красителей, позволяющие реализовать практически полностью колористический ассортимент набивных тканей из целлюлозных волокон.

10. Проанализирована возможность расчета рецептуры печатания упрощенным аналитическим способом. Достаточная точность расчета достигается в области линейной зависимости функции Гуревича-Кубелки-Мунка от концентрации красителей. При более высоких концентрациях простые аналитические способы расчета не обеспечивают достаточную точность расчета.

11. Производственные испытания, проведенные на СимферопольскоЗ фабрике текстильно-художественных изделий показали, что при печатании по вискозно-штапельным тканям экономическая эффективность составит !© тыс.руб } 1 млн м. за счет замены более дорогостоящих активных красителей рациональными смесями и научно-обоснованного режима зреления.