Разработка эффективных технологий крашения и печатания хлопчатобумажных тканей бифункциональными активными красителями тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.19.02, кандидат технических наук Хассан Сулейман Али

• Хассан Сулейман Али
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Хассан Сулейман Али

существующих проблем колорирования поставлены задачи экспериментальных исследований.

В экспериментальной части работы (главы 2-4) осуществлено теоретическое обоснование и разработаны технологии крашения и печати хлопчатобумажных тканей бифункциональными активными красителями.

Во второй главе представлены результаты сравнительного изучения растворимости, степени агрегации, диффузионно-сорбционных характеристик, реакционной способности и скорости гидролиза моно- и бифункциональных активных красителей с различными хромофорными системами и функциональными группами.

В третьей главе проведен выбор и оптимизация наиболее эффективных технологий крашения хлопчатобумажных тканей бифункциональными активными красителями.

В четвертой главе содержатся результаты, на базе которых разработана рациональная технология печатания целлюлозныхтканей бифункциональными активными красителями.

Пятая

глава диссертации посвящена оценке технико-экономической эффективности и экологической безопасности разработанных технологий колорирования текстильных материалов.

В шестой главе (методическая часть) дана характеристика объектов и методов экспериментальных исследований.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка эффективных технологий крашения и печатания хлопчатобумажных тканей бифункциональными активными красителями»

ЛИТЕРАТУРНО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР.12

ГЛАВА 1. КОЛОРИРОВАНИЕ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩИХ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ АКТИВНЫМИ КРАСИТЕЛЯМИ.12

1.1 Целлюлоза (на примере хлопка) как объект колорирования.12

1.2 Характеристика активных красителей как средства получения окрасок на текстильных материалах из целлюлозных волокон.23

1.2.1 Общие сведения.23

1.2.2 Взаимодействие активного красителя с целлюлозным волокном.25

1.2.3 Гидролиз активных красителей.34

1.3 Характеристика технологических способов крашения и печатания целлюлозных материалов активными красителями.37

1.3.1 Характеристика процесса печатания активными красителями.47

1.4 Свойства и особенности применения бн- и полифункциональных активных красителей.51

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.72

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И СОЗДАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ КРАШЕНИЯ И ПЕЧАТАНИЯ Х/Б ТКАНЕЙ БИФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ АКТИВНЫМИ КРАСИТЕЛЯМИ.72

2.1 Сравнительная оценка растворимости активных красителей и их состояния в водных растворах.п

2.2 Сравнение диффузионно-сорбционных характеристик моно- и бифункциональных активных красителей.88

2.3 Сравнение реакционной способности, степени фиксации и гидролиза исследуемых активных красителей.96

ГЛАВА 3. ВЫБОР И ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ КРАШЕНИЯ ХЛОПЧАТОБУМАЖНЫХ ТКАНЕЙ БИФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ АКТИВНЫМИ КРАСИТЕЛЯМИ.121

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА РАЦИОНАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПЕЧАТАНИЯ

ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ БИФУНКЦИОНАЛЬНЫХ АКТИВНЫХ КРАСИТЕЛЕЙ.137

4.1 Исследование реологических свойств загусток и печатных красок.139

4.2 Устойчивость печатных красок при хранении.144

4.3 Оценка качества печати хлопчатобумажных тканей.146

ГЛАВА 5 ОЦЕНКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ РАЗРАБОТАННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ КОЛОРИРОВАНИЯ БИФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ АКТИВНЫМИ КРАСИТЕЛЯМИ.153

5.1 Технологические регламенты крашения и печатания хлопчатобумажных тканей бифункциональными активными красителями.153

5.1.1 Крашение.153

5.1.2 Печатание.156

5.2 Технико-экономические преимущества применения бифункциональных активных красителей.157

5.3 Рекомендации по локальной очистке сточных вод при колорировании текстильных материалов.158

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.161

ГЛАВА 6 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.164

6.1 Характеристика используемых объектов.164

6.1.1 Текстильный материал.164

6.1.2 Активные красители.164

6.1.3 Щелочные агенты.166

6.1.4 Загустители.166

6.1.5 Стабилизаторы вспененных печатных красок.167

6.1.6 Текстильно-вспомогательные вещества (ТВВ).167

6.2 Методы экспериментальных исследований.168

6.2.1 Определение растворимости активных красителей в воде.168

6.2.2 Определение степени агрегации активных красителей.169

6.2.3 Определение коэффициента диффузии активных красителей в целлюлозный субстрат.169

6.2.4 Определение сродства активных красителей к целлюлозному волокну. по

6.2.5 Определение реакционной способности активного красителя.i7i

6.2.6. Определение степени ковалентной фиксации активных красителей.172

6.2.7 Определение константы скорости гидролиза активных красителей.173

6.2.8 Определение остаточного содержания езафиксированногокрасителя на волокне.173

6.2.9 Режимы крашения хлопчатобумажных тканей активными красителями. 174

6.2.10 Определение интенсивности окрасок.175

6.2.11 Определение показателей цветового различия и насыщенности цвета. 175

6.2.12 Определение устойчивости окрасок.175

6.2.13 Печатание образцов хлопчатобумажной ткани.176

6.2.14 Приготовление загусток и печатных красок.176

6.2.15 Оценка реологических характеристик загусток и печатных красок.177

6.2.16 Определение резкости контура печатного рисунка.178

6.2.17 Определение степени пропечатки ткани.178

6.2.18 Определение степени закрашивания белого фона при промывке напечатанной ткани.179

6.2. 19 Оценка биоразлагаемости водных растворов красителей.179

6.2. 20 Оценка погрешности результатов измерений.179

СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ.180

ПРИЛОЖЕНИЯ.191

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы диссертационного исследования

Активные красители, наряду с дисперсными и пигментными, занимают ведущие позиции в процесасах колорирования текстильных волокнистых материалов. По последним данным доля их использования среди остальных классов красящих веществ возросла до 30-35 %. Такое повышенное внимание к активным красителям обусловлено возможностью получения, прежде всего, на целлюлозосодержащих текстильных материалах широкой гаммы интенсивных, ровных и прочных окрасок, соответствующих современным требованиям к качеству и безопасности текстильной продукции.

Высокие колористические и прочностные характеристики окрасок активными красителями обусловлены образованием прочных химических (ковалентных) связей с функциональными группами волокнообразующего полимера. В то же время применение активных красителей связано с проблемой их гидролиза (ниактивации) в водной среде, который имеет место в красильных растворах, а также при хранении печатных красок и окрашенных текстильных материалов. Следствием гидролиза является снижение степени полезного использования красителя, уменьшение интенсивности и прочности окрасок, повышение степени загрязнения сточных вод красильно-отделочных предприятий. Применение традиционных активных красителей сопряжено с их не универсальностью по отношению к текстильным волокнам, вследствие способности к ковалентной фиксации только на субстратах с нуклеофильными группами (целлюлозные, белковые, полиамидные). Достаточную технологическую сложность представляет удаление (отмывка) 20-30% незафиксированного красителя.

Во многом решение указанных проблем при колорировании текстильных материалов активными красителями может быть эффективным при переходе к новым типам красящих веществ данного класса, содержащих в хромофорной системе две и более функциональные группы, способные к образованию ковалентных связей с волокном (би- и полифункциональные активные красители). Применение этих красителей обеспечивает почти 100%-ную (92-96%) фиксацию на субстрате при сведении к минимуму их гидролиза, повышение эффективности промывки и снижение загрязнения окружающей среды.

В связи с изложенным задача комплексного теоретического и экспериментального исследования свойств бифункциональных активных красителей, особенностей их технологического использования, оптимизации рецептур и режимов крашения и печати и качества окрашенных целлюлозосодержащих текстильных материалов является актуальной и важной для развития современных технологий колорирования текстиля.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с главным научным направлением кафедры химической технологии и дизайна текстиля по созданию интенсифицированных и экологически адаптированных технологий отделки текстильных материалов. Отдельные разделы работы выполнены по госбюджетной тематике в рамках программы «Развитие научного потенциала высшей школы» (Лентек 12.06-07). Ряд экспериментальных исследований и испытаний разработанной технологии осуществлены в учебно-научно-инновационном комплексе «Текстиль: цвет и дизайн» при кафедре химической технологии и дизайна текстиля СПГУТД с использованием современного красильного и печатного оборудования.

Результаты диссертационной работы представляют интерес для текстильных предприятий Сирийской Арабской Республики при выпуске окрашенных и набивных хлопчатобумажных и смесовых тканей.

Цель работы состоит в комплексном исследовании свойств бифункциональных активных красителей и создании на этой основе оптимизированных технологий крашения и печати целлюлозосодержащих текстильных материалов с повышением степени полезного использования красителей и снижением загрязнения промышленных стоков текстильных предприятий.

Для решения поставленной задачи работа проводилась в следующих основных направлениях:

1. Анализ свойств и способов применения существующих типов активных красителей;

2. Ознакомление с информацией об особенностях би- и полифункциональных активных красителей;

3. Сравнительное изучение коллоидно-химических, термодинамических и спектральных характеристик бифункциональных активных красителей;

4. Исследование гидролиза бифункциональных красителей и поиск путей его снижения в условиях крашения волокнистых материалов;

5. Оценка влияния технологических параметров процесса колорирования на степень ковалентной фиксации бифункциональных красителей целлюлозным волокном;

6. Обоснование и выбор наиболее эффективной технологии крашения и печатания хлопчатобумажных тканей бифункциональными активными красителями;

7. Технико-экономическое обоснование разработанных процессов и оценка экологической безопасности созданных технологий и текстильной продукции.

Научная новизна результатов работы заключается:

1. В получении данных о растворимости, сорбционной и диффузионной способности молекул бифункциональных активных красителей в сравнении с известными монофункциональными аналогами;

2. В оценке специфики гмдролиза бифункциональных активных красителей и нахождения путей его минимизации;

3. В выявлении закономерностей ковалентной фиксации бифункциональных активных красителей от основных технологических параметров процесса колорирования целлюлозосодержащих текстильных материалов и создания на этой основе оптимизированных технологий крашения и печати;

4. В установлении особенностей состояния бифункциональных активных красителей в водных растворах и целлюлозном субстрате и определения условий получения окрасок с высокими колористическими и прочностными показателями.

Практическая значимость результатов диссертационной работы состоит:

1. В разработке оптимизированной технологии колорирования целллюлозосодержащих текстильных материалов бифункциональными активными красителями, реализация которой позволяет:

2. Повысить степень полезного использования красителя за счет увеличения ковалентной фиксации на текстильном материале и снижения гидролиза в красящих растворах и составах;

3. Расширить цветовую гамму окрасок заданного цвета с высокими колористическими и прочностными показателями;

4. В снижении содержания красителей в промывных водах, что обуславливает улучшение экологической ситуации, благодаря уменьшению их поступления в промышленные стоки красильно-отделочных предприятий;

5. В возможности широкого использования бифункциональных активных красителей в процессах крашения, нанесения рисунка и свободной росписи тканей с обеспечением высокого качества их художественно-колористического оформления.

Результаты диссертационной работы рекомендованы к практическому использованию на текстильных предприятиях и фирмах, имеют применении при выпуске изделий на ООО «Юнти» (Санкт-Петербург) и производственном участке УНИК «Текстиль: цвет и дизайн» при кафедре химической технологии и дизайна текстиля СПГУТД.

Результаты работы используются в учебном процессе кафедры XT и ДТ при подготовке специалистов по спец. 240202 «Химическая технология и оборудование отделочного производства», 240203 «Химическая технология реставрации и облагораживания текстильных материалов, кожи и меха» и 052407 «Дизайн текстиля».

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались, обсуждены и получили положительную оценку на Юбилейной научно-методической конференции, посвященной 170-ти летию кафедры химической технологии и дизайна текстиля (СПБ, СПГУТД, октябрь 2004 г.), научной конференции молодых ученых СПГУТД, посвященной 60-ти летию Победы (СПБ, СПГУТД, апрель 2005 г.), научно-технической конференции «Конъюктура рынка текстиля и пути создания конкурентоспособной продукции» (Москва, МГТУ им. А.Н.Косыгина, ноябрь 2005 г.), научно-практической конференции «Актуальные проблемы защиты окружающей среды» (Чебоксары, Чувашский государственный университет, 2006), Всероссийской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Дни науки» (СПБ, СПГУТД, 2006-07 г.г.)

Публикации. По результатам диссертационного исследования опубликовано 7 печатных работ

Структура и объем диссертационной. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав (литературно-аналитической (1), экспериментальной (2-4), технико-экономической и экологической (5), методической (6), общих выводов, выводов, списка использованных источников (168 наименований) и 2 приложений,. Работа изложена на 130 с. машинописного текста, 27 рисунков и 46 таблиц. Общий объем диссертации составляет 190 страниц

Заключение диссертации по теме «Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья», Хассан Сулейман Али

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основании анализа научно-технической информации установлена перспективность использования бифункциональных активных красителей (БФК) в процессах крашения и печатания текстильных материалов из целлюлозных волокон. Определены проблемы их применения, сформулированы задачи, требующие проведения комплексных исследований с целью оптимизации указанных технологий.

2. Установлено, что высокая растворимость БФК, обусловленная повышенным содержанием сульфогрупп в хромофорной системе не приводит к снижению устойчивости окрасок к мокрым обработкам, вследствие высокой степени ковалентной фиксации красителя на целлюлозном субстрате. Экспериментально доказано, что степень ассоциации молекул БФК увеличивается с ростом температуры и концентрации гидротропного вещества (мочевины). Показаны пути регулирования состояния БФК в растворе с помощью основных технологичебских параметров.

3. Путем расчета коэффициентов диффузии установлено, что диффузионная вктивность БФК занимает промежуточное положение между хлортриазиновыми и винилсульфоновыми активными красителями. Выявлены высокие значения термодинамического сродства и выбираемости БФК по отношению к целлюлозному волокну сопоставимые с аналогичными показателями для дихлортриазиновых красителей.

4. На основе электронных представлений дано объяснение экспериментально установленной высокой реакционной способности БФК. Найдена корреляция между реакционной способностью и степенью ковалентной фиксации красителей на целлюлозном субстрате, которая для БФ-красного 6С и БФ-синего превышает 90 % при крашении по периодической и непрерывной (плюсовочно-запарной) технологиям

5. Определен характер влияния температуры и продолжительности влажно-тепловой обработки на степень фиксации БФК. Отмечено, что результаты крашения для запарного и термического способов фиксации сопоставимы между собой. Доказана возможность ускорения процесса крашения при применении БФК.

6. В результате изучения кинетики гидролиза активных красителей установлено, что БФК гидролизуются в меньшей степени, отмечена их высокая устойчивость к щелочному гидролизу в диапазоне рН=6.8-13.1 и действию повышенных температур (75-85 °С), вследствие высокой реакционноспособности активных групп, взаимодействующих с гидроксильными группами целлюлозы

7. При использовании различных способов крашения осуществлена оценка качества колорирования хлопчатобумажной ткани. Показано, что по показателям насыщенности, ровноты и устойчивости окрасок БФК имеют преимущество перед другими типами активных красителей. Подтверждена целесообразность использования периодического и плюсовочно-запарного способов крашения, а также применения выравнивателей при крашении БФК.

8. Изучен процесс печатания хлопчатобумажной ткани БФК красителями. Исследованы реологические свойства загустителей, определены их оптимальные концентрации. Установлено, что лучшие показатели динамической вязкости, тиксотропности, и кинетической устойчивости структуры имеют составы на основе альгината натрия (6%) и манутекса PC (3.5%). Отмечено аномальное реологическое поведение вспененных композиций, которое проявляется в эффектах реопексии и дилатантности, вследствие высокой упругости пузырьков газовой фазы.

9. Показано закономерное снижение степени ковалентной фиксации активных красителей при хранении печатных красок, отмечено, что для БФК временной гидролиз протекает менее интенсивно по сравнению с хлортриазиновыми и винилсульфоновыми красителями.

10. Осуществлена оценка качества печати хлопчатобумажной ткани активными красителями по способу плоской фотофильмпечати. Показано, что применение рекомендуемых составов с БФК позволяет формировать рисунки с четким контуром, необходимой степенью пропечатки, интенсивными, равномерными и прочными окрасками. Отмечено, что в процессе промывки не наблюдается заметной десорбции БФК и замыва фона напечатанной ткани, вследствие низкого содержания гидролизованной формы красителя.

11. Предложена оптимизированная технология печатания хлопчатобумажных тканей БФК, обеспечивающая высокий уровень художественно-колористического оформления текстиля и минимальное поступление красителя в сточные воды красильно-отделочного предприятия.

12. Дана оценка технико-экономических преимуществ технологий крашения и печатания хлопчатобумажных тканей БФК при реализации разработанных технологий колорирования. Рекомендовано применение в данном случае локальной очистки промывных и сточных вод методом фотохимической деструкции красителей с последующей микробиологической очисткой продуктов их разрушения.

ГЛАВА 6 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

6.1 Характеристика используемых объектов

6.1.1 Текстильный материал

В качестве текстильного материала, который подвергался окрашиванию и печати использовалась подготовленная хлопчатобумажная ткань, характеристика которой дана в табл. 6.1

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ЛИТЕРАТУРНО-АНАЛИТИЧЕСКОМУ ОБЗОРУ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

На основании всестороннего анализа научно-технической информации о свойствах и применении активных красителей установлено:

- активные красители являются относительно «молодым» (50 лет) и перспективным классом красящих веществ, обеспечивающих получение широкой гаммы окрасок на текстильных материалах из различных (чаще природных) волокон;

- отмечена целесообразность использования хлопчатобумажных и вискозных материалов как объектов крашения и печатания активными красителями;

Установлено, что традиционные (монофункциональные) активные красители широко используются в процессах колорирования текстиля, их свойства достаточно хорошо изучены и существует широкий спектр технологических способов крашения и печатания текстильных материалов, в том числе из целлюлозных волокон (периодические, полунепрерывные и непрерывные, одно- и двухстадийные, холодные и термозольные и др.) Несмотря на то, что к настоящему времени в достаточной степени исследованы еорбционно-дифузионные, кинетические, технологические и колористические свойства активных красителей, указанные способы колорирования ими не лишены ряда недостатков. К основным из них следует отнести; относительно невысокую степень фиксации на волокне (60-80%) и значительный гидролиз в водной ванне, что приводит к непроизводительным потерям красителя и его накоплению в сточных водах. Существующие технологии крашения требуют высокого расхода электролитов, щелочных агентов, мочевины, тепло- и электроэнергии с учетом трудностей отмывания гидролизозанного красителя. Как правило, процессы колорирования монофункциональными активными красителями достаточно продолжительны, имеют высокую ресурсоемкость, не безопасны с экологической точки зрения.

Анализ источников информации показал, что большинство из куказанных проблем можно решить при переходе от традиционных активных красителей к красителям с двумя реакционными группами (бифунгкциональным). С этой точки зрения в настоящей работе ставится задача всестороннего сравнительного исследования свойств бифункциональных активных красителей и оптимизации наиболее приемлемых технологических процессов крашения и печати при их применении. При этом планируется проведение эксперимента в следующих направлениях:

- получение данных о коллоидно-химических (растворимость, степень агрегации) и еорбционно-диффузионных свойствах различных типов активных красителей;

- поиск путей снижения гидролиза бифункциональных красителей и повышения степени их ковалентной фиксации на целлюлозном субстрате;

- оценка влияния основных технологических параметров на накрашиваемоеть целлюлозных волокон бифункциональными активными красителями с оценкой устойчивости полученных окрасок. Обоснование и выбор наиболее эффективной технологии крашения.

- оценка возможности и Перспективности применения бифункциональных красителей в процессе печатания хлопчатобумажных тканей, выбор загустителя печатных красок и оптимизация условий фиксации красителя;

- оценка колористических и прочностных показателей окрасок, а также свойств окрашенных и напечатанных тканей;

- рекомендация технологий крашения и печати бифункциональными активными красителями, оценка их технико-зкокомической эффективности и экологической безопасности

Результаты диссертационной работы направлены на совершенствование процессов колорирования текстильных материалов активными красителями и будут полезны как для развития научных представлений о химии и технологии данного класса красящих веществ, так и для повышения эффективности их практического применения,

Разработанные в диссертации процессы будут рекомендованы для использования текстильными фирмами и предприятиями России и Сирийской Арабской Республики, где хорошо развита хлопчатобумажная отрасль текстильной промышленности.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И СОЗДАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ КРАШЕНИЯ И ПЕЧАТАНИЯ Х/Б ТКАНЕЙ БИФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ АКТИВНЫМИ КРАСИТЕЛЯМИ

Известно, что активные красители, вследствие образования химических (ковалентных) связей с функциональными- группами текстильных волокон, обеспечивают получение на различных материалах окрасок с высокой устойчивостью к физико-химическим воздействиям (свет, трение, стирка, пот, химчистка и др.). / 81,82. / . Однако, в результате взаимодействия активных красителей не только с волокном, во и с водой, которая, всегда находится в красильной ванне или печатной краске, происходит побочная реакция их гидролиза с переходом в инактивированную форму / 83 /. При этом до 30-35% традиционных активных красителей не закрепляются на субстрате ковалентными связями. В результате этого в процессе промывки окрашенных или напечатанных тканей незафиксированный краситель удаляется с материала и попадает в стоки участков крашения и, печати, а затем в общую систему водосброса текстильного предприятия / 84 /. Многие исследования и разработки в направлении снижения- гидролиза активных красителей путем изменения технологических параметров- (рН, температура, концентрация, вид щелочнога агента и др.) не привели в полной мере к желаемому результату.

Данная проблема получила эффективное решение с появлением в последней четверти 20 века нового типа би- и полифункциональных активных красителей. По определению бифункциональный активный краситель содержит в хромофорной системе две функциональных группы, способных к реакции с волокном. В 1980-81 гг. данный тип красителе» был разработан и предложен к использованию- японской фирмой Сумимото» и это было важнейшим событием за последнее время в области- синтеза и применения красителей в текстильной промышленности / 85 /. По мере приближения к бифункциональным красителям, появились патенты, в которых описывались хромофорные системы с 3 и 4 реакционным» группами ми, но они не нашли сколько-нибудь широкого применения.

Концепция использование преимуществ активных красителей с двумя функциональными группами предлагалась фирмой «Ай-еи-Ай» (Англия), которая перешла к производству таких красителей, известных под маркой «Проционы НЕ». При этом был реализован ряд. новых подходов для обеспечения необходимых свойств бифункциональных красителей известными хромофорными системами / 86, 89/. Основная идея в этом направлении состояла в создании ряда красителей для высокотемпературного колорирования текстильных материалов, с улучшенными сорбционными и фиксационными характеристикам по сравнению с красителями, имеющими одну реакционную группу, например, монохлортриазиновыми. Эта идея базировалась на том положении, что высокая субстантивность и возможность высокотемпературного использования при наличии в красителе двух активных групп, а также их высокая выбираемость обуславливают повышение степени ковалентной фиксации на волокне. Однако первые созданные красители такого типа отличались трудностью удаления их незафиксированной части в процессе промывки окрашенных или напечатанных материалов.

Структура активных красителей тина «Проционы Не» отвечала следующим формулам

N^N О

MCT-RN-A-N=N-E-NR-NCT

2)

MCT-RN-A-N=N-E-N=N-A-NR-MCT

3)

MCT-RN-Chrom-NR-NCT (4)

Фирмой «Сумитомо» был выпущен ряд смешанных бифункциональных красителей под торговой маркой «Сульификс Супра». Эти красители содержат одновременно монохлортриазиновую (низкой активности) и винилсульфоновую (средней активности) группы и отвечают общей формуле

CI

N^N r<^-S02CH2CH20S03Na.

Na30S ОН NH-l^^NH-iyJ

Указанные красители способны практически полносты» выбираться волокном в присутствии неорганических селей, обеспечивая высокую степень ковалентной фиксации (более 90 %) и могут быть- использованы при крашении по плюсовочно-накатному способу / 90 /. Красители типа «Сумификс супра» обладают рядом преимуществ по сравнению с моно-и бифункциональными активными красителям» других компаний. Наличие в структуре молекулы красителя двух активных групп различной реакционноспособности делает его менее чувствительным к температурному воздействию и он может использоваться в более широком температурном диапазоне (50-80 °С). Одновременно отмечается лучшая воспроизводимость оттенков полученных окрасок. Эти обстоятельства вместе с пониженной чувствительностью- к щелочам и положительно влияет на процесс крашения с переменной температурой, в частности, при окрашивании хлопчатобумажных тканей в жгуте. / 91 /. Важно отметить, что при относительно низкой температуре фиксация красителя протекает, главным образом, по винилсульфоновой группе, а при высокой - по монохлортриазиновой. Смешанные бифункциональные красители характеризуются повышенной устойчивостью к кислотному гидролизу, меньшим сродством к кислотам и щелочам и промежуточными прочностными показателями окрасок. Помимо указанной выше хромофорной системы (5) фирмой «Сумитомо» получены патенты на галоид триазиновые и триазинаммониевые активные группы в составе этих систем.

Разработки в области синтеза и применения гетеробифункциональных Активных красителей проведены также многими ведущими- фирмами («Митцубиси», «Байер», «Хехст», «Сандоз» и др.). За последнее десятиление фирма «Циба-Гейги» опубликовала ряд работ, посвященных получению и использованию таких красителей и, в частности, на основе цианурфторида. В 1988 г. этой фирмой были выпущены рсрасители «Цибакроны С» на базе монофлуотриазина и винилсудьфонила для плюсовочных способов крашения (гопосовочно-накатного, плюсовочно-запарного, ллюсовочно-термофиксационного).

Несмотря на повышенную стоимость рассмотренных активных красителей, общие затраты на процесс колорировани при их использовании могут быть компенсированы, благодаря повышению степени ковалентной фиксации красителей, облегчению- процесса промывки текстильных материалов и как следствие этого, меньшему загрязнению сточных вод красильно-отделочных предприятий / 92 /.

В связи с изложенным изучению возможности использования активных бифункциональных красителей на примере колорирования хлопчатобумажных тканей является актуальной задачей в развитии общего направления создания экотехнологий отделки текстильных материалов.

При выполнении экспериментальных исследований использовались очищенные активные красители, характеристика которых представлена в табл 2.1.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Хассан Сулейман Али, 2007 год

1. Бергер Э. История развития техники масляной живописи.-М.: 1961.-511с

2. Бернард В. Практика беления и крашения текстильных материалов.-М.: Легкая индустрия.- 1971.- 472 с.

3. Смирнова Н.А. Оценка и улучшение потребительских свойств льняных текстильных материалов // Дисс. докт. техн. наук.- СПБ, СПГУТД.-1998.- 345 с.

4. Перепелкин К.Е. Проблемы сырьевых ресурсов и пути развития химических волокон в XXI веке // Текстильная химия.- 2004.- № 2.-С.10-19

5. Гандурин Л.И. и др. Перспективы развития техники и технологии печатания тканей.- М.: Легкая индустрия .- 1984.- 124 с.

6. Никитин М.И. Художественное оформление тканей,- М.: Легкая индустрия.- 1971.- 262 с.

7. Козлов В.Н. Основы художественного оформления текстильных изделий.- М.: Легкая и пищевая пром-сть.- 1981.- 264 с.

8. Мельников Б.Н., Морыганов П.В. Применение красителей.-М.: Лнгкая индустрия.- 1971.- 278 с.

9. Андросов В.Ф., Петрова И.Н. Синтетические красители в легкой промети.- М.: Легпромбытиздат.- 1989.- 368 с.

10. Кричевский Г.Е. Физико-химические основы применения активных красителей.- М.: Легкая индустрия.- 1977.- 264 с.

11. Кричевский Г.Е. Химическая технология текстильных материалов: Учебник для вузов.- т. 2, М.: 2000,- 540 с.

12. Ничке Г. Красители и крашение текстильных волокон.- Ростехиздат.1962.- 492 с.

13. Мельников Б.Н. и др. Основы интенсификации крашения волокнистых материалов.- М.: Легкая индустрия.- 1981.- 276 с.

14. Кричевский Г.Е. Подготовка текстильных материалов (теоретич ские основы).-М.: РСХТК.- 1996.- 54 с.

15. Кричевский Г.Е. Химическое строение, физическая структура и свойства текстильных волокон.-М.: РЗИТЛП.- 1994.- 172 с.

16. Каторжное Н.Д., Воителев Ю.А. Распознавание химических и природных волокон.- М.: Легкая индустрия.- 1966.- 214 с.

17. Голосов В., Ратнер А. Крашение растительных и животных волокон ледяными красителями.- М-Л.: Гизлегпром.- 1937.- 114 с.

18. Ислентьев П.А. и др. Справочник по отделке хлопчатобумажных тканей.- М.: Госиздлегпром.- 1934.- 646 с.

19. Феликс В. Химическая технология текстильных материалов.-М.: Легкая индустрия,- 1965.- 487 с.

20. Виккерстафф Т. Физическая химия крашения,- М.: Гизлегпром.- 1956.573 с.

21. Биман Л.А. и др. Отбелка целлюлозы.-М-Л.: Гос писбумиздат.- 1957.327 с.

22. Андросов В.Ф. Технология отделки хлопчатобумажных тканей.- М.: Легкая и пищевая пром-сть.- 1983.- 424 с.

23. Голова О.П., Иванов В.И. О молекулярном весе целлюлозы // Вестник АН СССР.- 1949.-№ 14.- С. 105.

24. Каргин В.А., Лейпунская Д.И. // Журнал физической химии т.- XI11.-вып 6.- 1939.- С. 850

25. Михайлов Н.В., Каргин В.А., Елишек В.И. // В сборнике наун. трудов: Исследование в области ВМС, изд. АН СССР.- 1949.- С. 281.

26. Каргин В.А., Слонимский Г.Л. // Журнал физической химии, т. ХУ, вып.1.-1941.- С. 9-18.

27. Свидерский Н.Е. // Журнал прикладной химии.-1961.- № 3.- С. 283-288

28. Калонтаров И .Я. Свойства и методы применения активных красителей,-Душанбе.- 1970.-204 с.

29. Роговин З.А. Химия целлюлозы.тМ.: Химия.- 1957.- 318 с.

30. Садов Ф.И. и др. Химическая технология волокнистых материалов.-М.: ГНТиЛП.- 1952.- 785 с.

31. Луцык Р.В., Малкин Э.С. Абаржи И.И. Тепломассообмен при обработке текстильных материалов.- Киев.т 1993.т 343 с.

32. Садов Ф.И. и др. Лабораторный практикум по ХТВМ.- М.: Гизлегпром.-1963.-428 с.

33. Балашова Т.Д. и др. Краткий курс ХТВМ.-М.: Легкая и пищевая пром-сть.г 1984.т 200 с.

34. Журавлева Н.В. и др. Лабораторный практикум по ХТВМ.-М.: Легпромбытиздат.- 1987.- 120 с.

35. Иванов В.И., Каверзнева Е.Д. // Доклады АН СССР, т. 69.- вып. 6.1945.- С. 430.

36. Мокашов Н.К. Свойства природных растительных полимеров // В сб. научн. трудов НИИ текст, и легкой пром-сти.-1951,- № 8.- С. 62-68.

37. Калонтаров И.Я. Устойчивость окрасок текстильных материалов к физико-химическим воздействиям.-М.: Легпромбытиздат.^ 1965.- 200 с.

38. Кричевский Г.Е. и др. Лабораторный практикум по ХТВМ.- М.: 1995,392 с.

39. Карпов В.В., Белов А.Е. Современное состояние производства и потребления красителей // Журнал РХО им. Д.И.Менделеева .- 2002.- № 1.- С. 67-71.

40. Разуваев А.В. Оптиколор: концепция оптимального колорирования целлюлозных материалов и их смесей в России //Текстильная химия.-1997.-№ 1(10).- С. 63-70.

41. Кричевский Г.Е. Активные красители.- М.: 1968.- 384 с.

42. Карпов В.В. Активные красители в СССР и в России // Текстильная химия., 2004.- № 3.- (12).- С. 9-12.

43. Карпов В.В. Пачева Н.А. Активные красители скгодня // Текст, пром-сть,- 2002.-№ 10.-С. 16-18.

44. Fyoka Seigo, Abeta S // Dyers and Pigments.- 1982.- № 3.- P. 281

45. Taylor B, Jobi A // Rew Program. Coloration.- 2000.- № 30.- P. 93-107

46. Кричевский Г.Е. Диффузия и сорбция в процессах крашения и печатания.- М.: Легкая индустрия.- 1981.- 208 с.

47. Калонтаров И.Я. Свойства текстильных материалов окрашенных активными красителями // Текст, пром-сть.- 1968.- № 7,- С. 23,26

48. Harada N, Urokawa Н, Kajiwara К // J Soc Dyers and Colorists.- 1991.- 107.-P. 363-370

49. Романова М.Г., Гордеева H.B. Активные красители в текстильной промышленности.- М.: Легпромбытиздат,- 1986,- 143 с.

50. Hasters Н // Mell Textilber -1980.- 61.- № 12.-S. 1016-1026

51. International Dyers 1978.- 159.- № 4.- P. 160.

52. Kraska J, Landwint В // Prgeglad Wlokiene.- 1979.- № 9.- S. 510

53. Кричевский Г.Е. // В кн.: Хим. технология текст, материалов.- т.2.-2001.г 540 с.

54. Степанов Б.И. Введение в химию и технологию органических красителей,- М.: Химия.- 1986.- 680 с.

55. Шюндехютте К. Хромофорные системы активных красителей // В кн.: Химия синтетических красителей., т. 6.- Л.: 1977., С. 158,244

56. Чекалин М.А., Мур В.И. Активные красители для натуральных волокон // Хим. пром-сть.-1081.- № 10.- С. 585-588.

57. Sigrist G, Haeters М // Mell Textilber.- 1979.- № 7., S. 590-594

58. Активные красители для натуральных волокон // Обзор

59. Fujioka S Abeta S // Dyers and Pigments.- 1982.- № 4.- P. 290^293

60. Sumifix Supra Color//Japan Textiles News.-1981.-№ 11.-P. 97-100

61. Кричевский Г.Е. Химическая технология текстильных материалов.- т.2.-С.303

62. Ковтун Л.Г. Отделка трикотажных изделий.- М.: Легпромбытихдат.-1991.- 274 с.

63. Schulze-Branck М // Cfnadian Textil J. 1973.- № 1.- P. 51-57

64. Somm F, Ruser R // Text Prax International.- 1982.- № 7. p. 741=743

65. Lister G H // Colourage.- 1978.- 25.- № 19.- P. 51-54

66. Brownewell R, Sturkey B, Turner K, Anrich С // Textilindustrie, 1977.- 27.-№4.=C. 344-349

67. Степанов A.C. Загустители и печатные краски.- М.: Легкая индустрия.-1972.- 208 с.

68. Карпов В.В. Проблема выбора красителей для колорирования материалов из целлюлозных волокон // Текстильная химия (спец. выпуск РСХТК).- 2002.- С. 27-29

69. Карпов В.В., Пачева Н.А. Активные красители для текстильных материалов // Текст, пром-сть.- 2002.- №11.- С. 21-23

70. Abeta S et all The news bifunkcional Reactive Dyes for Cellulose Fibres //Dyers and Pigments.- 1983.- № 4.- P. 262-269

71. Taylor J A // Rev Program Colouration.- 2001.- № 16.- P. 83-96

72. Jmada К Jsbisawa Y Vasbida T // AATCC Book of Papers.- 1990.- P. 125135

73. Ungyr A Hail M // Mell Textilber.- 1996.- 77.- № 3.- S. 148-152

74. Dilger P Meyer U Rys P // Textilveredlung.- 1998.- 33.- № V2.- S. 14-21

75. Каталог красителей фирмы «Сумитомо» (Япония).- Осака.- 89 с.

76. Ягер К.А., Ковш И.С., Щукин С.С. Активные красители «Cibacron LS»-снижение потребления электролитов в периодическом способе крашения // Текст, пром-сть.- 1997.- № 2.- С. 25-27

77. Кочергин А.Б., Разуваев А.В. Экономичная гамма бифуекциональных активных красителей // Текстильная химия.- 2004.- № 3.- С. 21-28

78. Климкина М.А., Кузнецова Г.В., Островский П.В., Сафоничева С.Ю., Станкевич А.Д. Активные красители в ассортименте ЗАО НПФ «Технохим» // Текст, пром-сть.- 2004.- № 7,8.- С. 62-65

79. Мухортова Л.И. и др. Применение активных бифункциональных красителей для периодического крашения хлопчатобумажных изделий // В сб. научн. трудовЧувашского гос. университета.- 2005.- С. 136-140

80. Андросов В.Ф., Голомб JI.M. Синтетические красители в текстильной промышленности.- М.: Легкая индустрия.- 1968.- 399 с.

81. Красители для текстильной промышленности: Справочник под ред. А.Л.Бяльского и В.В.Карпова.т М.: Химия.г 1971.- 312 с.

82. Садов Ф.И., Корчагин М.В. и др. Химическая технология волокнистых материалов.- М.: 1985.- 648 с.

83. Васильев Г.В. Водоподготовка и водоснабжение тнестильных предприятий.- М.: Стройиздат.- 1966.- 324 с.

84. Mimimoto S, Kawasaki Т // J Soc Dyers and Colourists.- 1981.- 17.- №11.-P. 262-269

85. GBR Europian Patent 107614.- 1982

86. Sumitomo Europian Patent 281799.- 1987

87. JCJ East Germany Patent 82178.- 1970

88. JCJ British Patent 1217686,- 1967

89. Sumitomo Japan Patent 59192783.- 1983

90. AbetaS YoshidaT ImadaK//Amer DyestuffReport.-73.- 1984.-P.26

91. Bedehann W Hildebrand D // Mell Textilber.- 1992,43, s. 1304-1309

92. Емельянов А.Г. Продукты для азондного крашения в текстильной промышленности.- М.: Легкая индустрия.- 1967.- 301 с.

93. Карпов В.В. Современное состояние ассортимента красителей для целлюлозных волокон // Текстильная химия.- 2001.- № 1 (19) .-С. 47.-50

94. Мовшович И.М. Кинетика процессов крашения текстильных материалов.-М.: Легкая индустрия.- 1979.- 168 с.

95. Rys Р Zollinger Н // Helv Chem Acta.- 1966.- 49.- № 1 .-P. 749

96. Карпухин П.П., Коротенко Г.М. // Известия вузов: химия и хим. Технология.- 1962.- № 5.- С. 636-640

97. Weingarten R // Mell Textilber.- 1967., 48.- № 3.- S. 301

98. Marshall W // Textilveredlung.- 1969.- 4.-C. 679-690

99. Кричевский Г.Е. Физико-химические основы применения активных красителей в крашении и печатании текстильных материалов // Дисс.докт. техн. наук.- М.: МТИ им. А.Н. Косыгина.-1974

100. Куликова М.А. Исследование зависимости между состоянием активного красителя в растворе и кинетикой фиксации целлюлознымволокном // Дисс.канд. техн. наук.- М.: МТИ им. А.Н.Косыгина.1975

101. Rys Р Zollinger Н // Helv Chem Acta.- 1966.- 49.- № 1.- С. 1046.1047103. 103.Combolini Z // Amer Dyest Rep.- 1968.-73.-№8.-P. 148-155

102. Мовшович И.М. Исследование кинетики фиксации активных красителейцеллюлозным волокном // Дисс. канд.техн. наук, М.: МТИ им.1. А.Н.Косыгина.-1969

103. Ковжин Л.А., Хархаров А.А. Кинетика гидролиза ремазолевых красителей // Известия вузов: технология текст, пром-сти.- 1964,- № 2.-С. 100-103

104. Beech W // Logos Press London.- 1970.- 399 p.

105. Dawson T Fern F Preston С // J Soc Dyers and Colourist.- I960.- 76.- P.210-217

106. Vikkerstaff Th // Mell Textilber.- 1958.- 89.- S.905-914

107. Summer H // J Soc Dyers and Colourist.- 1960.- 76.- P. 762-768

108. Melnikov В N Blinicheva IV // Colourage (annual).- 1973.- 24.- P. 73-74

109. Садов Ф.И., Балашова Т.Д. Влияние ТВВ на процесс десорбции гидролизованного активного красителя с окрашенных целлюлозных тканей // Текст, пром-сть.- 1964.- № 2.- С. 58-61.- № 4.- С. 61-63

110. Parsons В // Colourage.- 1973.- 24.г Р. 1-14

111. Preston S Fern A//Chimia.-1961.- 15.-S. 177-186

112. Zollinger Н//Chimia.-1961. 15.-S.187-192

113. Николаева И.В. Исследование совместимости активных в процессекрашения материалов из целлюлозных волокон // Дисс.канд. техн.наук.- М.: РЗИТЛП., 2005.- 176 с.

114. Vikkerstaff Th // Mell Textilber-1958.- 39.- S. 765-771

115. Vikkerstaff Th // Mell Textilber. 1958.- 39. S. 905.914

116. Abhandl Dtsch Acad Wiss Berlin KL Chem Gcol und Biol.- 1963.- № 1.- S. 109-122

117. Barnert E // Mell Textilber.- 1961.- 42.- S. 1156-1164

118. Калонтаров И.Я., Хархаров A.A. // Известия вузов: технология текст, пром-сти,-1969.- № 6.- С. 58-63

119. Dorset BSM // Text Manufacturing.- 1964.- 90.- № 10-77.- p. 153

120. Bayer О // Academ Chem.- 1961.- 73.- S. 343

121. Beckmann W Hildebrand D //J Soc Dyers and Colourist.- 1965.- 81.- p.1-11187

122. Wegmann J // Textilveredlung.- 1959.- 14.- S. 85

123. Einsele VI I Textilindustrie.- 1964.- 66.- № 5.- P. 349

124. Dawson T Fern A Preston С // J Soc Dyers and Colourist.- I960.- 76.- № 4.-P. 210

125. Кричевский Г.Е. Активные красители.- М.: Легкая индустрия, 1968.- 340 с.

126. Zollinger Н // Chem and Technol.- 1962.- 24.- № 5.- P. 134-142

127. Кричевский Г.Е. Методы исследования в текстильной химии.- М.: РСХТК.- 1995.- 400 с.

128. Sumner U Vikkerstaff Th // Mell Textilber-1961.- 42.- № 10.- S. 1161-1169

129. Hildebrand D Beckmann W // Mell Textilber.- 1964.- 45.- № 10.- S. 1138

130. Aspland J Jhonson A // J Soc Dyers and Colourist.- 1965.- 81.- № 11.- p.477

131. Калонтаров И.Я. Исследование в области теории процессов крашения активными красителями и образования структурноокрашенных синтетических волокон // Дисс. докт.техн. наук.-Л.: ЛИТЛП, 1973,316с.

132. Shore I // J Soc Dyers and Colourist.- 1968.- 84.- p. 413-420

133. Shore I // J Soc Dyers and Colourist.- 1968.- 84.- p. 545-555

134. Bitter В Zollinger H // Angew Chemie.- 1958.- 70.- S. 246,247

135. Zollinger H//Angew Chemie .- 1961.- 73.- S. 125-136

136. Кричевский Г.Е., Макина С.Г. //Журнал прикл. Химии.- 1972.- 23.- № П.-С. 2277-2281

137. Кричевский Г.Е. В кн.: Физико-химические основы применения активных красителей.- М.: Легкая индустрия.- 1977.- С. 184

138. Bohnert Е // Mell Textilber.- 1959.- 40.- S. 1036-1042

139. Активные красители (Каталог).- Изд. Минхимпром.-М.: 1966

140. Отделка хлопчатобумажных тканей : Справочник (под ред. проф. Б.Н.Мельникова.- Иваново.- 2004.- 424 с.

141. Красители для текстильной и легкой промышленности: Справочник.-М.: 2001

142. Активные красители: Каталог фирмы «Барва».- Киев.- 2001

143. Красители и ТВВ: Каталог фирмы «Крата».- Тамбов.- 2002

144. Громейко И.В., Переволоцкая В.К. Использование пенной печатной краски для набивки льняных тканей активными красителями // Текст, пром-сть.- 1985.- № 5.- С. 63, 64

145. Seddon R // Fmer Dyest Rep.- 1985.- 74.- № 2.- P. 13-18

146. PCT № 80/00-579, МКИ D 06 B, 1/04/- опубл. 3.04.80

147. ЕПВ № 0077652, МКИ D 06 В 19/00/- опубл. 27.04.83

148. Патент Японии № 56-77444: Печатная краска с красителем, ковалентно связанным с волокном.- Опубл. 25.11.92 .-Сер. № 16457

149. Патент Японии № 57-224646: Состав для печати ремазолевыми красителями.- опубл. 05.07.89.- Сер. № 13-42416

150. Акилов К.У., Хархаров А.А., Киселев A.M. Изучение взаимодействия активных красителей со стабилизаторами пен // В сб. научн. трудов: «Актуальные проблемы крашения и синтеза красителей».- Иваново.-1987.- с. 41-44

151. Мазурина Н.А. и др. Технология печатания хлопчатобумажных тканей пенными красками с активными красителями // В сб. научных трудов: Исследования по совершенствованию отделки хлопчатобумажных тканей.- М.: 1988.- С. 40-42

152. Степанов А.С. Загустители и печатные краски. М.: Легкая индустрия.-1969.- 264 с.

153. Сенахов А.В. Физико-химические основы процесса печатания текстильных материалов.- М.: Легпромбытиздат.- 1986.- 308 с.

154. Шпитцнер К Печатание текстильных материалов.- М.: Легкая и пищевая пром-сть,- 1984.-208 с.

155. Волхонская Н.С. // Автореферат дисс. канд. техн. наук.- М.: 1972.- 18 с.

156. Киселев A.M. Экологические аспекты процессов отделки текстильных материалов // Журнал РХО им. Д.И.Менделеева.- 2002,- № 1.- С. 20-29

157. Попова С.В. Обезвреживание сточных вод красильно-отделочных производств фотохимическим методом и микробиологической обработкой //Дисс.канд. техн. наук.- СПБ, СПГУТД.- 2000.- 174 с.

158. Мельников Б.Н., Морыганов П.В. Изучение диффузии прямых красителей через целлофановую пленку // Известия вузов: химия и хим. технология.- 1958.-№ 1.-С. 157-163

159. Беленький Л.И. Технологические расчеты в химической технологии волокнистых материалов.- М.: Высшая школа.- 1985.- 240 с.

160. Beckmann W Hildebrand D // J soc Dyers and Colorist.- 1965.- № 81

161. Хархаров А.А. Печатание и заключительная отделка волокнистых материалов.- Л.: ЛГУ.- 1979.- 208 с.

162. Киселев A.M. Исследование процесса печатания тканей из ацетилцеллюлозных волокон пенными печатными красками // Дисс. .канд. техн. наук.- Л.: ЛИТЛП им. С.М.Кирова.- 1979.- 272 с.

163. Киселев A.M., Тихомирова Н.А., Ржевский В.В. Проведение вискозиметрических измерений на приборе «Реотест-2» (методические указания).- СПБ, СПГУТД.- 1995.- 17 с.

164. Ветцель Е.С., Овчаров Л.А. Теория вероятности и ее инженерное применение.-М.: Наука,- 1988.- 480 с.

165. Чарыкин А.К. Математическая обработка результатов химического анализа,-Л.: ЛГУ.- 1977.- 92 с.

166. Тихомиров В.Б. Планирование и анализ результатов эксперимента.- М.: Наука.-1979