Фізико-хімічне обґрунтування технологій кольорування текстильних матеріалів новими випускними формами органічних барвників

Враховуючи це, на ВАТ «Краситель» створено асортимент із 13 марок барвників для однотонного забарвлення сумішей поліефірних і целюлозних волокон під торговою назвою «Поліцел». Забарвлення цими барвниками відзначаються високими показниками до фізико-хімічних впливів і відповідають міцному і особливо міцному фарбуванню.

Розроблена технологія безперервного і періодичного фарбування поліцелами суміші поліефірних і целюлозних волокон складу 75-65: 25-35. Розроблені рецептури фарбування випробувані з позитивним результатом на текстильних підприємствах СНД. Випускні форми поліцелів по фізико-хімічним і колористичним показникам відповідають барвникам марки «Cotestren C» фірми BASF (ФРН).

Для термозольного фарбування сорочкової тканини із суміші поліефірних і целюлозних волокон складу 25: 75 запропоновані кубові барвники, які в умовах термічної обробки частково фіксуються на поліефірному волокні і в концентраціях від 3 до 10 г/л забезпечують одержання однотонних забарвлень з достатньо високими показниками їх стійкості до фізико-хімічних впливів. Стійкість забарвлень до світла не нижче 5 балів, стійкість до мокрих обробок і сублімації відповідає особливо міцному фарбуванню. Для цього методу придатні кубові барвники тільки в тонкодисперсній формі - порошки або пасти марки «Д». Результати досліджень використані в фарбуванні тканини із суміші поліефірних і целюлозних волокон складу 25: 75 «Орбіта» на лінії термозольного фарбування Херсонського бавовняного комбінату.

В підрозділі 3. 10 проведено обгрунтування більш продуктивних, економічних та екологічно чистих технологій кольорування текстильних матеріалів за допомогою використання нових випускних форм кислотних металомістких комплексу 1: 2 барвників (КМБ).

Згідно існуючого трактування, КМБ представляють собою дві ароматичні системи, що з'єднані між собою атомом кобальту або хрому. При новому дослідженні будови КМБ дотримувались того, що:

о, о'-дигідроксиазосполука при відсутності іонізації гідроксильних груп (як і ряд інших органічних продуктів, наприклад, етилендіамін) виступає в якості молекулярного бідентантного ліганду, який має два донорних атоми кисню і утворює з центральним іоном металу хелатний координаційний комплекс;

центральний іон металу в молекулі КМБ може знаходитись в d²sp³ та dsp³-гібридизованих станах і утворювати з лігандами октаедричний комплекс із координаційним числом 6 і тригонально-біпірамідальний комплекс із координаційним числом 5.

один атом кисню гідроксильної групи о, о'-дигідроксиазосполуки утворює з гібридизованими вакантними орбіталями центрального іону металу один у - і другий р-координаційний зв'язки, другий атом кисню - один у -координаційний зв'язок в октаедричному, або не зв'язаний у тригонально-біпірамідальному комплексі.

Підтвердження запропонованої структури одержані при вивчені ІЧ-спектрів модельних комплексних барвників і о, о'-дигідроксиазосполуки, що використовувалась для їх cинтезу. Для ідентифікації октаедричних і тригонально-біпірамідальних комплексів в електронних спектрах поглинання в видимій області на підставі теоретичної моделі органічного барвника визначені донорна і акцепторна частини молекули комплексного барвника. Донором є атом кисню гідроксильної групи, який може бути зв'язаний одним координаційним зв'язком із іоном металу або не зв'язаний. Акцептором є іон металу. Перенесення заряду при поглинанні квантів видимого світла відбувається від атома кисню, через фрагмент азобарвника і другий атом кисню на незв'язуючу d-орбіталь іона металу. Отже, довгохвильову смугу в електронних спектрах поглинання в видимій області слід віднести до поглинання тригонально-біпірамідальних комплексів, а короткохвильову - октаедричних комплексів.

Запропоновано будову асоціатів двох типів, що утворюються в розчинах КМБ. Асоційовані октаедричні комплекси поглинають в більш короткохвильовій області, тригонально-біпірамідальні комплекси - в більш довгохвильовій області ніж неасоційовані.

На підставі одержаних результатів по вивченню стану КМБ в водних розчинах і впливу різних текстильно-допоміжних речовин на процес фарбування цими барвниками, розроблені і сформульовані рекомендації по виготовленню їх випускних форм.

Сукріноли АЦСЕ і АФ 9-12 рекомендовані в якості вирівнювачів в процесах фарбування вовняних і поліамідних матеріалів КМБ.

На ВАТ «Краситель» створено асортимент із 14 марок кислотних металомістких комплексу 1: 2 барвників (торгова марка «Ріазолан») із вітчизняної сировини для фарбування білкових і поліамідних матеріалів. Одержані випускні форми ріазоланів випробувані на текстильних підприємствах України з позитивним результатом.

У четвертому розділі подано результати впровадження у виробництво нових випускних форм органічних барвників, за допомогою яких створено більш продуктивні, економічні, екологічно чисті технології кольорування текстильних матеріалів.

ВИСНОВКИ

Розвинуто наукові принципи створення більш продуктивних, економічних та екологічно чистих технологій фарбування та нанесення візерунка на тканини новими випускними формами органічних барвників.

Запропоновано для цих технологій шляхи створення стійких в умовах зберігання і процесах застосування, некурних і малопінних, з більш високими ступенями фіксації та поглинання в періодичному та безперервному фарбуванні випускних форм кубових, дисперсних і кислотних металомістких комплексу 1: 2 барвників.

На основі запропонованої моделі молекули органічного барвника розглянуто за допомогою електронних спектрів в видимій області стан кубових, дисперсних і кислотних металомістких комплексу 1: 2 барвників на молекулярному рівні в розчинах, в твердій фазі в водних суспензіях. Одержані результати використані для створення більш продуктивних та економічних технологій фарбування та нанесення візерунка на тканини.

Розроблено спосіб одержання випускних форм кубових і дисперсних барвників більш однорідного складу, що мають підвищену стійкість в умовах зберігання і процесах застосування, більш високу фіксацію барвника на тканині, більш низьку міграцію при проміжній сушці в процесі безперервного фарбування, більш високу седиментаційну стійкість в умовах зберігання, підвищену фіксацію і відсутність крапу при застосуванні паст для нанесення візерунка на тканини.

На основі стійких випускних форм кубових і дисперсних барвників створено асортимент барвників для однотонного і стійкого фарбування суміші поліефірних та целюлозних волокон. Розроблено періодичний і безперервний способи однотонного фарбування цими барвниками.

Встановлено закономірності міграції кубових барвників при проміжній сушці в процесі безперервного фарбування в залежності від дисперсного складу випускної форми і вмісту барвника в ній.

Показано, що на стійкість випускних форм кубових і дисперсних барвників при їх зберіганні і застосуванні впливає співвідношення полімерних фракцій поверхнево-активних речовин, що використовуються для їх виготовлення. Вивчено вплив співвідношення полімерних фракцій на поглинання барвників і стійкість їх суспензій в фарбувальних ваннах. Визначено вимоги до вибору поверхнево-активних речовин для виготовлення стійких випускних форм барвників. Результати досліджень покладено в основу розробки технології цих продуктів і стійких, з підвищеним поглинанням випускних форм барвників.

На підставі квантово-хімічних розрахунків запропонованої моделі молекули лейкосполуки кубового барвника, вперше одержано дані про їх фізико-хімічний стан в лужньо-дитіонітних розчинах і на целюлозному субстраті. Запропоновано новий механізм фарбування целюлозних матеріалів лейкосполуками кубових барвників. Одержані результати використані для створення більш економічних технологій безперервного і періодичного фарбування целюлозних матеріалів кубовими барвниками.

Вперше одержано результати про стан дисперсних барвників азо- і антрахінонового ряду в розчині. Розглянуто вплив умов виділення дисперсних барвників в різних кристалічних модифікаціях на їх стан в розчині і фарбувальні властивості. На підставі одержаних результатів, розроблено стійкі при зберіганні і застосуванні випускні форми дисперсних барвників та їх сумішей з кубовими барвниками. Запропоновано шляхи створення асортименту дисперсних барвників для швидкісного фарбування поліефірних матеріалів.

Розглянуто механізм обезкурювання порошкових випускних форм кубових і дисперсних барвників за допомогою інгібіторів куріння. Розроблено ефективний інгібітор куріння, що володіє також властивостями антипінника в суспензіях цих барвників. Одержані результати використано для розробки більш економічних та екологічно чистих технологій фарбування текстильних матеріалів некурними та малопінними випускними формами органічних барвників.

Вперше запропоновано і за допомогою інфрачервоних спектрів доведено будову кислотних металомістких комплексу 1: 2 барвників у вигляді хелатних координаційних комплексів. За допомогою запропонованої моделі молекули кислотного металомісткого комплексу 1: 2 барвника одержано дані про їх фізико-хімічний стан в фарбувальних розчинах. На підставі одержаних результатів розроблено науково обгрунтовані рекомендації по виготовленню їх випускних форм. Розроблено технологію фарбування цими барвниками, що дозволяє одержувати рівномірні і особливо міцні забарвлення на індивідуальних і сумісних текстильних матеріалах.

Створені високоефективні технології фарбування та нанесення візерунка на тканини шляхом розробки нових випускних форм барвників. Виробничі випробування цих випускних форм проведені з позитивним результатом на:

-Донецькому бавовняному комбінаті;

-Московських шовкових комбінатах («Красная роза», ім. Свердлова) ;

-Балашихінській бавовняно-прядильній фабриці;

-Черкаському шовковому комбінаті;

-Павлово-Посадському камвольному комбінаті;

-Івановському камвольному комбінаті;

-Семенівській ткацько-опоряджувальній фабриці;

-Харківському торгово-промисловому підприємстві «Роксолана»;

-Дарницькому шовковому комбінаті;

-Херсонському бавовняному комбінаті;

-Шахтинському бавовняному комбінаті;

-Краснодарському бавовняному комбінаті;

-Смоленській трикотажній фабриці;

-Сумській суконній фабриці;

-Луганському тонкосуконному комбінаті;

-Рубіжанській шкарпетковій фабриці.

Основні результати дисертаційної роботи опубліковані:

1. Попов Е.В., Полищук С.А., Швец В.И. О механизме обеспыливания порошковых выпускных форм кубовых и дисперсных красителей // Анилинокрасочная промышленность. - 1980. - N3. - С. 1-3.

2. Полищук С.А., Попов Е.В., Горелик М.В. Влияние состава и степени сульфирования лигносульфоната натрия на его коллоидно-химические свойства //Журн. прикл. химии. - 1983. - N10. - С. 2285-2288.

3. Полищук С.А., Попов Е.В. Влияние состава диспергатора НФ на его коллоидно-химические свойства // Журн. прикл. химии. 1983. - N10. - С. 2359-2361.

4. Швец В.И., Полищук С.А., Попов Е.В. Влияние состава диспергатора НФ на его разжижающую способность //Журн. прикл. химии. - 1983. - N10. - С. 2367-2369.

5. Полищук С.А., Попов Е.В., Рябцева М.Я., Шитова Т.Т. Коллоидно-химические свойства лигносульфонатов натрия // Производство волокнистых полуфабрикатов. -Л. : ВНИИБ ВНПОбумпром. -1984. - С. 61-63.

6. Полищук С.А., Попов Е.В., Шалимова Г.В., Рябцева М.Я., Познякевич А.Л., Горелик М.В., Попова В.Л., Шитова Т.Т. Использование лигносульфонатов натрия в качестве поверхностно-активных веществ для приготовления выпускных форм органических красителей //Использование сульфитных щелоков и предгидролизатов в народном хозяйстве. - Л. : ВНИИБ ВНПОбумпром. - 1985. - С. 117-122.

7. Позднякович С.А., Цыгунова Н.С., Полищук С.А. Определение массовой доли серы в серосодержащих поверхностно-активных веществах //Укр. хим. журнал. - 1989. - N11. -С. 1220-1222.

8. Полищук С.А. Строение кислотных металлсодержащих красителей и их состояние в растворах //Сборник трудов по технической химии. - Киев. - 1997. - С. 127-130.

9. Полищук С.А. Состояние дисперсных красителей в растворах // Вестник Херсонского государственного технич. университета. - 1997. - N2. - С. 266-270.

10. Полищук С.А. Выбор дисперсных красителей для высокоскоростного крашения полиэфирных материалов //Вестник Херсонского государственного технич. университета. - 1997. - N2. - С. 262-265.

11. Полищук С.А. Состояние лейкосоединений кубовых красителей в растворах //Вестник Херсонского государственного технич. университета. - 1997. - N3. - С. 283-287.

12. Полищук С.А. Механизм крашения целлюлозных субстратов лейкосоединениями кубовых красителей //Вестник Херсонского государственного технич. университета. - 1997. - N4. - С. 269-272.

13. Полищук С.А. Влияние восстановительных свойств лигносульфоната натрия на устойчивость дисперсных азокрасителей // Проблемы легкой и текстильной промышленности. - 1998. - N1. - С. 136-140.

14. Полищук С.А. Состояние кубовых красителей в растворах и суспензиях // Проблемы легкой и текстильной промышленности. -1998. - N1. - С. 141-145.

15. Полищук С.А. Критерии выбора поверхностно-активных веществ для приготовления выпускных форм красителей // Сборник «Химическая промышленность», серия «Актуальные вопросы химии и химической технологии». - 1998. - выпуск 2. - С. 50-53.

16. Полищук С.А., Фуртат И.Э. Снижение миграции кубовых красителей при промежуточной сушке в процессе суспензионного крашения // Вестник Херсонского государственного технического университета. -1998. -N4. -С. 243-245.

17. Полищук С.А. Влияние полимерного состава и концентрации диспергатора НФ на выбыраемость кубовых красителей // Проблемы легкой и текстильной промышленности. -1999. - N2. - С. 125-128.

18. Полищук С.А., Долмат М.И., Позынюк Н.И. Красители марки «Полицел» для однотонного крашения полиэфирцеллюлозных волокон //Вісник технологічного університету Поділля. -1999. - N3. - С. 33-35.

19. А. с. 787060 СССР, МКИ В 01 Д 19/02. Препарат пеногасителя / Шалимова Г.В., Попов Е.В., Самойлова Л.А., Макаревич Л.А., Ковалева У.И., Задова М.Г., Прасол Л.В., Полищук С.А., Редкозубова З.Т. (СССР). - N27230435/23-26; Заявлено 04. 01. 79; Опубл. 15. 12. 80, Бюл. N46. - 4 с.

20. А. с. 979459 СССР, МКИ С 09 В 67/30, С 09 В 67/40. Способ получения жидкой выпускной формы кубовых и дисперсных красителей/ Швец В.И., Попов Е.В., Шалимова Г.В., Полищук С.А., Шеляпин О.П., Рачинская Н.С. (СССР). - N2980416/23-05; Заявлено 29. 08. 80; Опубл. 07. 12. 82, Бюл. N4. - 5 с.

21. А. с. 1642740 СССР, МКИ С 09 В 51/00. Способ получения красителя

4-фениламинобензол-3-нитро- (N-фенил) -сульфонамида /Комач Л.Д., Ивонина Л.Л., Попов Е.В., Парамонов В.Д., Полищук С.А., Шулепова О.И. (CCCР). - N4429178/05; Заявлено 24. 05. 88; Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений СССР 15. 12. 90. -5 с.

22. А. с. 1699498 СССР, МКИ В 01 Д 19/04. Пеногаситель для водных сред / Швец В.И., Смотрова Н.И., Полищук С.А., Попов Е.В., Новикова И.Т., Доленко М.Н., Муший Р.О. (СССР). -N4696339/ 26; Заявлено 29. 05. 89; Опубл. 23. 12. 91, Бюл. N47. - 4 с.

23. Швец В.И., Полищук С.А., Попов Е.В. Коллоидно-химические аспекты анионных и неионногенных поверхностно-активных веществ в технологии выпускных форм органических красителей //III-rd Czechoslovak Conferense with International Participation «Colorchem 90». - Pardubice. - 1990. - С. 127-129.

Анотація

Поліщук С.О. Фізико-хімічне обгрунтування технологій кольорування текстильних матеріалів новими випускними формами органічних барвників. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05. 19. 03 - технологія текстильних матеріалів. - Херсонський державний технічний університет, Херсон, 1999.

Дисертація присвячена питанням створення більш продуктивних, економічних та екологічно чистих технологій кольорування текстильних матеріалів за допомогою нових випускних форм органічних барвників. В дисертації на основі теоретичних і практичних досліджень запропоновано новий підхід до вивчення стану органічних барвників в розчинах і при утворенні твердої фази. На основі одержаних результатів запропоновані шляхи створення конкурентноспроможних, стійких в умовах зберігання і процесах застосування, некурних і малопінних, з більш високими ступенями фіксації і поглинання при безперервних і періодичних способах фарбування, зі зниженою міграцією в процесі проміжної сушки випускних форм органічних барвників.

Розроблені випускні форми барвників впроваджені в промисловості і випробувані з позитивним результатом на текстильних підприємствах.

Ключові слова: випускні форми барвників, фарбування, нанесення візерунка на тканини, текстильні матеріали, поверхнево-активні речовини.

Аннотация

Полищук С.А. Физико-химическое обоснование технологий колорирования текстильных материалов новыми выпускными формами органических красителей. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05. 19. 03 - технология текстильных материалов. - Херсонский государственный технический университет. Херсон, 1999.

Диссертация посвящена вопросам создания более производительных, экономичных и экологически чистых технологий колорирования текстильных материалов с помощью новых выпускных форм органических красителей. В диссертации на основании теоретических и практических исследований предложен новый подход к изучению состояния органических красителей в растворах и образованию твердой фазы. Полученные результаты использованы для процессов выделения красителей в оптимальном кристаллическом состоянии с целью создания устойчивых в хранении и применении выпускных форм. С этой же целью разработаны способ получения выпускных форм красителей более однородного состава, ассортимент поверхностно-активных веществ с оптимальным соотношением полимерных фракций. Устойчивые выпускные формы красителей позволили создать более еффективные технологии колорирования текстильных материалов.

Квантово-химическими расчетами модели молекулы лейкосоединения кубового красителя впервые получены данные об их физико-химическом состоянии в щелочно-дитионитных растворах и на целлюлозном субстрате. Предложен новый механизм крашения целлюлозных материалов лейкосоединениями кубовых красителей, который позволил создать выпускные формы с повышенной степенью фиксации и выбираемостью при непрерывном и периодическом способах крашения.

Разработана технология крашения смеси полиэфирных и целлюлозных текстильных материалов различного состава кубовыми красителями и композициями кубовых и дисперсных красителей. Для крашения наиболее распространенной смеси полиэфирных и целлюлозных волокон состава 67: 33 создан и освоен ассортимент на основе кубовых и дисперсных красителей под торговым названием «Полицел».

Предложена технология скоростного крашения полиэфирных материалов новыми выпускными формами дисперсных красителей.

Предложено и доказано строение кислотных металлсодержащих комплекса 1: 2 красителей в виде хелатных координационных комплексов. Получены данные о их физико-химическом состоянии в красильних растворах. На основе полученных результатов разработаны составы их выпускных форм и технология крашения этими красителями, позволяющая получать равномерные и особо прочные окраски на полиамидных и белковых текстильных материалах.

На основании полученных результатов предложены пути создания конкурентноспособных, устойчивых в условиях хранения и процессах применения, непылящих и малопенящихся, с более высокой степенью фиксации и выбираемостью при непрерывных и периодических способах крашения, с пониженной миграцией в процессе промежуточной сушки выпускных форм органических красителей.

Разработанные выпускные формы красителей внедрены в промышленности и испытаны с положительным результатом на текстильных предприятиях.

Ключевые слова: выпускные формы красителей, крашение, печать, текстильные материалы, поверхностно-активные вещества.

Annotation

колорування барвник лейкосполука

Polichuk S. A. Physicochemical substantiation of technology colouring of textile materials and elaboration of organic dyestuffs commercial forms. - Manuscript.

Thesis is presented for a doctor's degree by speciality 05. 19. 03 - technology of textile materials. - State technical university of Herson, Herson. 1999.

The dissertation is dedicated to the problems of technology colouring of textile materials and making of organic dyestuffs commercial forms which meet the modern requirements of textile industry. In the dissertation it has been proposed the new approach to the investigation of organic dyestuffs in the solutions and formation of the solid phase. On the strength of theoretical and practical research. Taking into consideration received results it has been suggested for the dyeing of textile materials the ways of the formation of competitive commercial forms of organic dyestuffs which are stable within their keeping and use, not reasing the dust and with a little foaming, having some more high degree of fixation and dye absorbtion during the continuous and discon tinuous methods of dyeing, at the same time such commercial forms have low migration in the process of the intermediate drying.

The elaborated commercial forms of dyestuffs were introduced in industry and tested by textile factories with the positive results.

Key words: commercial forms of dyestuffs, dyeing, printing, textile materials, surface-active agents.

Размещено на Allbest.ru