Барвника лейкосполуки

У результаті отримується лужний розчин натрієвої солі лейкосполуки індиго, який називається "кубом". Відновлен­ня і розчинення індиго — це зворотний процес;

2) відновлення кубових барвників відбувається за радикаль­ним механізмом; за активну радикальну часточку виступає аніон НSO₂^-, який безпосередньо взаємодіє з барвником у слаболужному середовищі. В сильно лужному середовищі розклад відновника може відбуватись з виділенням іона SО₂^2-.

Іон-радикал атакує вуглецевий атом карбонільної групи кубового барвника, який у лужному середовищі існує у фор­мі бірадикала.

Таким чином, згідно з другою точкою зору відновлення кубових барвників є реакцією рекомбінації радикала: барв­ника і іон-радикала — SО₂².

Відновники — похідні дітіонітів — здатні окислюва­тись киснем повітря, тому їх завжди в надлишку вводять у фарбувальні розчини, попереджаючи окислення барвників.

Так, гідросульфіт окислюється за схемою:

2Na₂S₂O₄ + 3O₂ + 2Н₂О = 4NаНSО₄

Така реакція не тільки виводить із системи відновник, але й понижує рН середовища за рахунок утворення кислої солі.

Кубові барвники відновлюють протягом 15-20 хв. При низьких температурах відновлення відбувається дуже повіль­но і може бути неповним. Однак при високих температурах можливе незворотне руйнування барвників, яке супрово­джується утворенням тьмяного забарвлення і непродуктив­ними витратами барвника.

Для попередження руйнування барвників необхідно ре­тельно витримувати рекомендований для кожного барвни­ка температурний режим, концентрацію гідроксиду натрію і відновника.

Процес переходу натрієвої солі лейкосполуки на волок­нистий матеріал залежно від вибраного технологічного про­цесу може проходити або двома стадіями — дифузія лейко­сполуки із розчину до поверхні волокна і адсорбція його на активних центрах волокнистого полімеру, або однією — виключають стадію зовнішньої дифузії і переводять барв­ник у відновлену гідрохінонну форму; при цьому поперед­ньо наносять барвник на волокнистий матеріал у високо­дисперсній формі.

Для глибокого профарбовування волокнистого матеріалу створюють умови для дифузії лейкосполуки з поверхні вглиб волокна. Для цього текстильний матеріал піддають короткочасному запарюванню.

Перевід лейкосполуки на волокні в початковий кубовий барвник здійснюють обробкою тканини розчином окислю­вача, наприклад, пероксидом водню. Лейкосполуки багатьох кубових барвників досить легко окислюються киснем пові­тря, а також киснем, що міститься в холодній проточній воді.

Процес окислення досить складний. У процесі окислен­ня лейкосполука кристалізується в порах волокна, ступінь агрегації часточок барвника зростає, і барвник залишаєть­ся замкнутим в порах волокна.

Подальші зміни ступеня дисперсності відбуваються в процесі мильної обробки, яка здійснюється при температу­рі ≈100°С у розчинах мила або ПАР. При цьому видаляєть­ся поверхнево фіксований барвник, і в результаті складних процесів рекристалізації і ізомеризації барвника забарвлен­ня стає більш чистим і яскравим, підвищується стійкість його до світла та інших фізико-хімічних дій.

Фарбування кубовими барвниками можна проводити безперервним і періодичним способами. Для фарбування тканин найбільш широко використовують безперервні спо­соби — лужно-відновний і суспензійний. Останній включає як фарбування із суспензій кубового пігменту, так і фарбування із суспензій лейкокислоти — лейкокислотний спосіб.

Лужно-відновний спосіб використовують для отримання забарвлення світлих тонів і проводять його в основному за плюсовочно-запарною схемою: тканину просочують розчином відновленого кубового барвника, віджимають, запарю­ють в атмосфері насиченої пари при температурі 101-103°С протягом 30-60 сек., обробляють розчином пероксиду вод­ню (2-3 г/л) і 30 % -ної оцтової кислоти (3 г/л) при 40-50°С, промивають холодною і гарячою водою, розчином миючого препарату (2 г/л) при 85-95°С і знову водою. Для цього способу придатні барвники в будь-якій випускній формі, але частіше їх використовують в формі звичайних порошків.

Практичне здійснення лужно-відновного фарбування пов'язано з певними труднощами. В результаті високої швидкості вибирання лейкосполук кубових барвників це­люлозним волокном, обумовленої підвищеним вмістом електроліту в фарбувальному розчині, і слабої міграції сорбованих молекул отримане забарвлення досить нерівномірне.

Крім того, здатність молекул лейкосполуки до асоціації в розчині виключає використання для фарбування висококонцентрованих розчинів і, як наслідок, отримання забарв­лення високої інтенсивності.

Для покращення рівномірності забарвлення в фарбуваль­ну ванну звичайно вводять вирівнювачі (препарат ОС-20, синтамід 10, превоцел, диспергатор НФ).

Суспензійний спосіб фарбування

Мета: вивчити суспензійний спосіб фарбування; лейкокислотний спосіб фарбування; основні терміни.

План:

1. Суспензійний спосіб фарбування.

2. Лейкокислотний спосіб фарбування.

Суспензійний спосіб фарбування бавовняних тканин най­частіше здійснюють за плюсовочно-запарним варіантом. Тканину просочують високодисперсною суспензією кубового барвника в присутності змочувача при 40—45°С, віджимають і висушують при температурі не вище 90°С. Для поперед­ження десорбції барвника з волокна в проявочну ванну вво­дять нейтральний електроліт. Далі тканину запарюють (30-60 сек.) і піддають окислювальній обробці, промивають.

Описаний двостадійний спосіб фарбування дає можли­вість отримати рівномірне забарвлення будь-якої інтенсив­ності. Нанесення на тканину на першій стадії суспензії невідновленого кубового барвника, який не має спорідненості до волокна, забезпечує рівномірний розподіл барвника на поверхні і в об'ємі волокнистого матеріалу. Подальше швид­ке відновлення барвника на поверхневому шарі приводить до виникнення високого концентраційного градієнта, який прискорює процес дифузії молекул лейкосполуки барвника із поверхневого шару вглиб волокна.

При використанні суспензійного способу фарбування важливу роль відіграє випускна форма барвника. Анілінофарбувальні підприємства випускають кубові барвники для суспензійного фарбування у вигляді порошку, гранул або паст із індексом "Д". Вони характеризуються передусім високим ступенем дисперсності, однорідністю часточок, гар­ною змочуваністю, здатністю швидко відновлюватись. Висо­кий ступінь дисперсності і однорідність дисперсійного скла­ду часточок барвника дуже важливі і на першій стадії процесу для забезпечення рівномірності отриманого забарв­лення, і на другій стадії, так як швидкість процесу відновлення залежить від розмірів часточок барвника: чим мен­ший їх розмір, тим вища швидкість відновлення. Наявність грубої і неоднорідної дисперсії при короткочасному віднов­ленні барвника на тканині викликає утворення нерівномір­ного, плямистого забарвлення внаслідок неповного і нерівномірного протікання процесу відновлення.

Кубові барвники в високодисперсній випускній формі утворюють стійкі водні суспензії, які за властивостями близь­кі до колоїдних систем. Вміст барвника в них може бути досить високим і досягає 30—40 г/л. Тому суспензійний спо­сіб фарбування кубовими барвниками дозволяє отримувати забарвлення практично будь-якої інтенсивності.

Лейкокислотний спосіб фарбування — це різновидність двостадійного суспензійного способу, і здійснюється він за аналогічною схемою, однак, на першій стадії тканину просо­чують не високодисперсною суспензією початкового кубово­го барвника, а суспензією його лейкокислоти.

Для отримання лейкокислоти кубовий барвник віднов­люють, у розчин вводять диспергатор НФ і потім повільно при перемішуванні доливають оцтову кислоту до рН = 6.

Лейкокислота, сольватована ПАР, має незначну спорідне­ність до целюлози, в результаті чого рівномірно адсорбуєть­ся на поверхні волокна, забезпечуючи високу рівномірність забарвлення. Високодисперсний стан лейкокислоти сприяє швидкому відновленню її в процесі фарбування і якісному профарбовуванню текстильного матеріалу.

При використанні лейкокислотного способу можна вико­ристовувати звичайні випускні форми кубових барвників. Однак, на відміну від суспензійного способу, при цьому отримують на текстильних матеріалах лише світлі і серед­ні тони.

Сірчисті барвники

Мета: вивчити сірчисті барвники, основні терміни.

План:

1. Сірчисті барвники.

2. Процес періодичного фарбування.

Сірчисті барвники відрізняються від кубових своєю бу­довою, проте технологічний принцип використання досить близький.

У водорозчинну лейкоформу їх перетворюють шляхом відновлення в лужному середовищі початкової форми піг­менту. Після просочування текстильного матеріалу барвник знову переводиться в початкову форму пігменту в волокні при окисленні.

Хімічна будова багатьох сірчистих барвників на сьогодні невідома. Однак встановлено, що більшість сірчистих барв­ників містить сірку в формі дисульфідних груп —S-S—.

За колористичними властивостями сірчисті барвники поступаються барвникам всіх інших класів: не утворюють яскравого чистого забарвлення, гама кольорів їх обмежена (відсутні червоні і яскраво-червоні), мають низьку забарв­люючу здатність, що спричиняє значні витрати барвника. Крім того, забарвлення не відзначається високою стійкістю (особливо до тертя).

Ці недоліки із врахуванням високої лужності середови­ща обмежують їх використання.

Однак внаслідок дешевизни сірчисті барвники знаходять досить широке використання для фарбування текстильних матеріалів із целюлозних і гідратцелюлозних волокон, до якості забарвлення яких не пред'являються високі вимоги. Це — підкладкові, технічні тканини, матеріали для спецодягу.

Сірчисті барвники нерозчинні у воді. Для здійснення процесу фарбування їх, як і кубові барвники, переводять у водорозчинні натрієві солі лейкосполук шляхом відновлен­ня в лужному середовищі. У вигляді таких солей вони про­являють спорідненість до целюлози, вибираються із ванни і, окислюючись на волокні киснем повітря або за допомогою окислювачів, переходять в початкову нерозчинну форму, утворюючи забарвлення задовільної стійкості:

S SH SNa

H 2NaOH

R → R → R + 2H₂O

S SH SNa

Барвник Лейкосполука Натрієва сіль

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: