КРАШЕНИЕ ВОЛОКОН

КРАШЕНИЕ ВОЛОКОН, проводят с целью придания им одного определенного цвета (в отличие от печатания тканей). Различают след, стадии: 1) диффузию красителя в водном р-ре к пов-сти волокна. Диффузия существенно ускоряется перемешиванием красильного р-ра, а также созданием на пов-сти волокна заряда, противоположного заряду красителя, или снижением величины одноименного заряда, что достигается изменением рН красильного р-ра введением электролита. Напр., поскольку белковые волокна обладают амфотерными св-вами, создают кислую среду, в к-рой протоны подавляют ионизацию карбоксильных групп волокна. В результате волокно приобретает положит, заряд Н2N—Бел—СООН+Н+:H3N+—Бел—СООН, что благоприятствует взаимод. его с анионом красителя с образованием соли 481_500-56.jpg На диффузию дисперсных красителей в р-ре (в результате и на скорость крашения в целом) влияет скорость перехода дисперсного красителя из твердой тонкодисперсной фазы в р-р, при этом решающее значение имеет степень дисперсности красителя. 2) Сорбцию красителя активными центрами пов-сти волокна, зависящей от диаметра и длины волокна, а также образуемой порами. Сорбция обусловлена сродством, т.е. разностью хим. потенциалов ( -Dm; в кДж/моль), красителя в волокне и р-ре:
-Dm=RTlncв/cp
здесь R - газовая постоянная [в кДж/(моль.град)]; Т - абс. т-ра; св и сp -концентрации красителя при равновесии соотв. в волокне (в моль/кг) и р-ре (в моль/л); знак минус перед Dm обозначает, что хим. потенциал красителя в р-ре выше, чем в волокне. Чем выше сродство красителя к волокну, тем быстрее и в большем кол-ве он сорбируется волокном. Сорбции способствует также повыш. концентрация красителя на границе фаз волокно - р-р. Эта стадия в значит. степени определяет равномерность получаемой окраски. 3) Диффузию сорбированного красителя внутрь волокна; обусловлена выравниванием концентраций на пов-сти и внутри волокна. Чем выше сродство, тем ниже скорость диффузии и, следовательно, крашения. Это самая медленная стадия, лимитирующая длительность крашения. Скорость диффузии зависит от величины пор волокна и строения красителя. Обычно на практике ускорения диффузии добиваются повышением т-ры крашения, а также изменением рН красильного р-ра и использованием текстильно-вспомогат. в-в. При повышении т-ры крашения увеличивается р-римость красителя, уменьшается степень ассоциации его молекул, а также возрастает и ускоряется степень набухания волокон, разрыхляется их структура, снижается взаимод. красителя с активными центрами волокон; все это способствует быстрому прониканию красителя внутрь волокна. 4) Фиксацию (закрепление) красителей на активных центрах волокна. Стадия протекает быстро, практически мгновенно. Характер образуемой связи краситель-волокно зависит от вида волокна и природы красителя и определяет гл. обр. устойчивость окраски к стирке и др. "мокрым" обработкам. Напр., активные красители на целлюлозных волокнах удерживаются в результате образования прочной ковалентной связи (энергия связи 110-630 кДж/моль), на белковых волокнах - ковалентных, ионных (41-82 кДж/моль) и водородных (21-42 кДж/моль) связей, кислотные красители на белковых волокнах - в результате образования ионных, водородных связей и ван-дер-ваальсовых сил (энергия до 8,5 кДж/моль), прямые и кубовые красители на целлюлозных волокнах - водородных связей и ван-дер-ваальсовых сил. При наличии в молекуле иона тяжелого металла (см., напр., Протравные красители) краситель с белковыми волокнами образует координац. связи (до 100 кДж/моль), а также ионные и водородные. На хим. (синтетич.) волокнах краситель удерживается благодаря ван-дер-ваальсовым силам и водородным связям (дисперсные красители), ионным связям (кислотные и катионные красители на полиамидном и полиакрилонитрильном волокнах соотв.), ковалентным связям (активные красители на полиамидном волокне), ионным и координац. связям (кислотные металлсодержащие красители на полиамидном волокне). О механизмах и особенностях крашения волокон разл. классами красителей см. также Активные красители, Дисперсные красители, Катионные красители, Кислотные красители. Кубовые красители, Прямые красители и др. Чем прочнее связь красителя с волокном, тем более устойчивы окраски к мокрым обработкам, однако тем сильнее ограничена подвижность молекул красителя в волокнах и, следовательно, тем ниже способность его к выравниванию окрасок. Поэтому выбор красителя для крашения волокон определенного хим. состава определяется требованиями, предъявляемыми к качеству окраски. Способ крашения зависит от хим. природы волокон, их качества, требований к устойчивости окрасок и хим. природы красителя. Технология крашения определяется также составом и формой волокнистого материала (волокно, пряжа, ткань, трикотаж). Так, полиэфирное волокно красят в аппаратах периодич. действия под давлением, ткани из них - гл. обр. непрерывным термозольным способом, а трикотажные полотна и ткани из текстурированных полиэфирных нитей - периодич. способом в аппаратах эжекторного типа. Осуществляют крашение волокон, как правило, в водном р-ре красителя (красильной ванне). Перед крашением для повышения качества окрасок волокнистые материалы подвергают разл. обработкам: отварке (нагреванию в водном р-ре, содержащем текстильно-вспомогат. в-ва, соду, щелочь или др., способствующие удалению загрязнений и таких в-в, как замасливатели и шлихты, нанесенных на волокно при изготовлении и переработке), белению (обработке окислителями, напр. Н2О2, NaClO4), мерсеризации и др.