ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ХІМІЧНОЇ ПРИРОДИ ТЕКСТИЛЬНОГО МАТЕРІАЛУ НА СТІЙКІСТЬ ЗАБАРВЛЕНЬ АКТИВНИМИ БАРВНИКАМИ ДО СВІТЛА Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

УДК 677.017.84 https://doi.org/ 10.35546/kntu2078-4481.2019.4.9

О.Я. СЕМЕШКО

Херсонський нацюнальний техшчний ушверситет

ORCID: 0000-0002-8309-5273

ДОСЛВДЖЕННЯ ВПЛИВУ ХIМIЧНОÏ ПРИРОДИ ТЕКСТИЛЬНОГО МАТЕРИАЛУ НА СТШЮСТЬ ЗАБАРВЛЕНЬ АКТИВНИМИ БАРВНИКАМИ ДО СВИЛА

Мета pоботu полягae до^дженш вплuвy пpupодu текстuльнux мaтеpiaлiв is нaтypaльнux волокон на ^оцес фоmодесmpyкцiï зaбapвлень, отpuмaнux aктuвнuмu бapвнuкaмu, на пpuклaдi бавовняного та вовняного тpuкотaжy.

Дослiджyвaння здтснювалось з вuкоpuстaнням целюлозного та бокового тpuкотaжнux полотен, ят бyлu пiдготовленi способом пеpоксuдного вiдбiлювaння. Фapбyвaння текстuльнux мaтеpiaлiв здтснювалось з вuкоpuстaнням актштх бapвнuкiв Reactive Red 2 (aктuвнuй чеpвонuй 5СХ) та Reactive Orange 125 (aктuвнuй оpaнжевuй ЖТ) за вiдповiднuмu pежuмaмu. Для пофapбовaнux зpaзкiв mpuкоmaжy бyлa до^джена кiнетuкa фотодестpyкцiï зaбapвлень. 1нсоля^ю зpaзкiв здiйснювaлu на пpuлaдi з pmymно-вольфpaмовою лампою RF 1201 BS («REFOND») з пеpiодuчнuм впзначенням колipнux вiдмiнносmей зaбapвлень за допомогою колоpuмеmpa PCE-TCR 200. Також на основi оmpuмaнux кiнеmuчнux ^rnux фоmодесmpyкцiï гpaфiчнuм методом впзначено половuннuй час фоmодесmpyкцiï дослiджyвaнux бapвнuкiв та pозpaxовaнi коефiцieнmu фоmодесmpyкцiï, як xapaкmеpuзyюmь швuдкiсmь pyйнyвaння бapвнuкiв пiд дieю свimлa на кожному зi зpaзкiв mpuкоmaжy.

У pобоmi наведен pезyльmamu до^дження зaлежносmi свimлосmiйкосmi зaбapвлень, оmpuмaнux aкmuвнuмu бapвнuкaмu на mpuкоmaжi, вiд xiмiчноï бyдовu текстшьного мamеpiaлy. Встановлено, що фоmодесmpyкцiя однж i mux же актттх бapвнuкiв на бавовняному та вовняному mексmuльнux мamеpiaлax вiдбyвaemься по^зному. Шв^юсть фоmодесmpyкцiï актштх бapвнuкiв на вовнi в поpiвняннi з бавовною знuжyemься на 10-36%, що обумовлено ymвоpенням пpодyкmiв з piзнuм ошсно-вiдновнuм поmенцiaлом пpu десmpyкцiï целюлот та быку тд дieю свтла. Не дшлячжь на piзнuй мехатзм фоmодесmpyкцiï ^^одЫх волокон датй ^оцес в обох втадках сyпpоводжyemься pозpuвом зв 'язюв y полiмеpнiй мampuцi, що пpuзводumь до вmpamu мiцносmi волокон, a y втадку вовнu - ще до ïï пожовmiння

Ключовi слова: бaвовнянuй mpuкоmaж, вовнянuй mpuкоmaж, акт^н бapвнuкu, колipнi вiдмiнносmi, кшетша фоmодесmpyкцiï, фотоошслення.

О.Я. СЕМЕШКО

Херсонский национальный технический университет

ORCID: 0000-0002-8309-5273

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ХИМИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА УСТОЙЧИВОСТЬ ОКРАСОК АКТИВНЫМИ КРАСИТЕЛЯМИ К СВЕТУ

Цель paбоmы заключается uсследовaнuu влuянuя пpupоды текстшьных мamеpuaлов ыз нamypaльныx волокон на ^оцесс фоmодесmpyкцuu о^асок, полученных aкmuвнымu кpaсumелямu, на пpuмеpе хлопкового u шеpсmяного mpuкоmaжa.

Исследована пpоводuлось с uспользовaнuем целлюлозного u белкового mpuкоmaжныx полотен, коmоpые былu подготовлены способом пеpоксuдного оmбелuвaнuя. Кpaшенuя текстшьных мamеpuaлов осуществлялось с uспользовaнuем актшных ^аттелей Reactive Red 2 (акт^ный xpасный 5СХ) u Reactive Orange 125 (акт^ный оpaнжевый ЖТ) по сооmвеmсmвyющuм pежымaм. Для о^ашенных обpaзцов mpuкоmaжa была жследована кuнеmuкa фоmодесmpyкцuu о^асок. Инсоляцuю обpaзцов осyщесmвлялu на пpuбоpе с pmymно-вольфpaмовой лампой RF 1201 BS («REFOND») с пеpuодuческuм опpеделенuем цветовых paзлuчuй о^асок с помощью колоpuмеmpa PCE-TCR 200. Также на основе полученных ш^тте^^ ^тых фоmодесmpyкцuu гpaфuческuм методом опpеделено вpемя половuной фоmодесmpyкцuu жследуемых ^а^телей u paссчumaны коэффuцuенmы фоmодесmpyкцuu, xapaкmеpuзyющuее скоpосmь paзpyшенuя ^а^телей под действжм света на каждом пз обpaзцов mpuкоmaжa.

В paбоmе пpедсmaвлены pезyльmamы uсследовaнuя зaвuсuмосmu свеmосmойкосmu о^асок, полученных aкmuвнымu кpaсumелямu на mpuкоmaже, от xuмuческого сmpоенuя текстшьного мamеpuaлa. Установлено, что фоmодесmpyкцuя однж u тех же акт^ных ^а^телей на хлопковом u шеpсmяном текстшьных мamеpuaлax пpоuсxодum показному. Скоpосmь фоmодесmpyкцuu акт^ных

красителей на шерсти по сравнению с хлопком снижается на 10-36%, что обусловлено образованием продуктов с различным окислительно-восстановительным потенциалом при действии света на целлюлозу и белок. Несмотря на разный механизм фотодеструкции природных волокон данный процесс в обоих случаях сопровождается разрывом связей в полимерной матрице, что приводит к потере прочности волокон, а в случае шерсти - еще к ее пожелтению.

Ключевые слова: хлопчатобумажный трикотаж, шерстяной трикотаж, активные красители, цветовые различия, кинетика фотодеструкции, фотоокисление.

O.Ya. SEMESHKO

Kherson National Technical University

ORCID: 0000-0002-8309-5273

STUDY OF THE INFLUENCE OF THE CHEMICAL NATURE OF TEXTILE MATERIALS ON THE COLOR FASTNESS BY REACTIVE DYES TO THE LIGHT

The purpose of the paper is to study the influence of the nature of textile materials made from natural fibers on the photodestruction process of dyes obtained with reactive dyes, using the example of cotton and wool knitted fabrics.

The study was carried out using cellulose and protein knitted fabrics, which were prepared by the method of peroxide bleaching. Dyeing of textile materials was carried out using reactive dyes Reactive Red 2 and Reactive Orange 125 according to the corresponding modes. For colored knitted fabrics samples, the kinetics of photodestruction of reactive dyes was studied. The samples were insolated on a device with a Mercury-Tungsten lamp RF 1201 BS ("REFOND") with periodic determination of color differences of colours using a PCE-TCR 200 colorimeter. Also, on the basis of the obtained kinetic curves of photodegradation, the time of half the photodestruction of the studied dyes was determined using the graphical method and photodestruction coefficients characterizing the rate of destruction of the dyes under the action of light on each knitted fabrics sample were calculated.

The paper presents the results of a study of the dependence of the light fastness of dyes obtained by reactive dyes on knitted fabrics on the chemical structure of textile material. It was found that photodestruction of the same reactive dyes on cotton and wool textile materials occurs in different ways. The photodestruction rate of reactive dyes on wool compared with cotton is reduced by 10-36%, which is due to the formation of products with different redox potential under the action of light on cellulose and protein. Despite the different mechanism ofphotodestruction of natural fibers, this process in both cases is accompanied by breaking bonds in the polymer matrix, which leads to a loss offiber strength, and in the case of wool, to its yellowing.

Keywords: cotton knitted fabrics, wool knitted fabrics, active dyes, color differences, photodestruction kinetics, photooxidation.

Постановка проблеми

Вщомо, що в процеа експлуатаци тд впливом pi3HOMaHh™x фiзико-хiмiчних факторiв, вщбуваеться зношування текстильних матерiалiв. Осшльки географiчно Украша розташована так, що кшьшсть сонячних дшв складае 270-320 на piK, дiя свила е одним i3 вагомих факторiв, що впливають на зовшшнш вигляд одягу незалежно ввд сезону [1]. Здатшсть тканини зберегти свш первюний колip е одшею з найважливших властивостей текстильного матеpiалу. Стшшсть кольору або збереження кольору тканин залежить ввд ряду чиннишв, як ввд час виготовлення текстильного матеpiалу, так i тд час експлуатаци готових виpобiв.

Вовняш та бавовняш текстильш вироби здавна i до цього часу користуються надзвичайним попитом у споживачiв завдяки ушкальним властивостям, якими вони володшть. Бавовняш текстильш матеpiали е пгроскошчними, повпропроникними. Загалом одяг iз натуральних волокон е ппешчним. Так вовна мае властивють утримувати температуру та завдяки здатносп до звалювання може бути використана для виготовлення широкого асортименту текстильних матеpiалiв та виpобiв.

Процес формування високояшсного забарвлення текстильних матеpiалiв вщбуваеться комплексно протягом всього циклу опорядження, тому систематичне дослщження впливу фактоpiв основних процеав опорядження на процес формування на текстильних матеpiалах iз натуральних волокон забарвлень, стшких до фiзико-хiмiчних дш, зокрема до ди свiтла, е актуальним.

Аналiз останшх дослiджень i публiкацiй

Бавовнянi та вовнянi волокна е природними волокнами рослинного та тваринного походження вiдповiдно. Бавовна на 92-98% складаеться з целюлози - природного полiмеpу iз групи полiсахаpидiв. Елементарною ланкою целюлози е а-глюкоза, яка е гетероциклом, оскiльки мютить у пipановому кiльцi кpiм п'яти атомiв карбону один атом оксигену. Кpiм цього, другий та третш атоми карбону гетероциклу целюлози мютять пдроксили, що утворюють глiколеве угрупування. Бiля шостого атома карбону, поза циклом знаходиться первинна пдроксильна група. За хiмiчною будовою целюлоза е багатоатомним

спиртом i е здатною до реакцш, яш характерш для спирпв: утворення простих i складних ефiрiв, окисления, взаемодп з лужними металами тощо.

Вовна за хiмiчною будовою - це природний бiлок кератин, що мае складну чотирьохрiвневу структуру [2]. Структурна будова волокон вовни представлена основними корковим шаром та кутикулою, яка покривае його зовш. Хiмiчнi властивосп вовни е характерними для кератину як полшептида з великою кшьшстю бiчних функцiональних груп. Маючи в бiчних радикалах високореакцшш групи -ЫИ2, -COOH, -OH, ^И, -S-S-, а на к1нцях -ЫИ2 та -СООН групи вовна може вступати в нуклеофiльнi реакци окислення, вiдновления, алкшування, ацилювання тощо [3, 4].

Взагалi бавовнянi текстильнi матерiали можна фарбувати активними, прямими, кубовими, сiрчистими барвниками за рiзними способами. Тип барвника та споаб фарбування в першу чергу визначаеться призначенням текстильного матерiалу, а потiм враховують економiчнi та екологiчнi чинники. Бавовняш трикотажиi полотна, призначенi для пошиття лiтнього одягу фарбують активними барвниками перюдичним способом. Активнi барвники забезпечують формування стiйких до мокрих обробок i тертя яскравих забарвлень широко! кольорово! гамми.

Вовиянi волокна частше за все фарбують кислотними, кислотними металовмюними та хромовими барвниками, рщше - активними.

Таким чином, осшльки свiтло впливае як на барвник, так i на полiмерну матрицю, в як1й вiн розподiлений, ввд хiмiчноl та фiзичноl природи ще! матрицi залежить швидк1сть фотодеструкци барвника.

Формулювання мети дослiдження

Метою роботи було дослвдженш впливу природи текстильних матерiалiв iз натуральних волокон на процес фотодеструкци забарвлень активними барвниками на прикладi бавовняного та вовняного трикотажу.

Викладення основного матерiалу досл1дження

З метою вивчення впливу природи текстильних матерiалiв iз натуральних волокон на процес фотодеструкци забарвлень бавовняний та вовняний трикотаж були пофарбоваиi активними барвниками.

Основш характеристики використаних у робот текстильних матерiалiв наведено у табл. 1.

Таблиця 1

Характеристика трикотажних полотен_

Сировина Поверхнева густина, г/м2 Переплетення

100% бавовна 150 гладь

100% вовна 420

Для дослщження були вибранi монофункцiональнi активнi барвники, що рекомендован для фарбування як бавовни, так i вовни: Reactive Red 2 (активний червоний 5СХ) та Reactive Orange 125 (активний оранжевий ЖТ) [4]. Будова барвнишв та способи фарбування наведеш у табл. 2-5 [5-7].

Таблиця 2

Торгова назва барвника Назва за С.1., хiмiчний клас хромофора

червоний 5СХ Reactive Red 2, азобарвник

оранжевий ЖТ

Reactive Orange 125, азобарвник

Обраш акгивш барвники за реакцшною здатшстю е дихлортриазиновим та вiнiлсульфоновим активними барвниками вщповвдно, а за хiмiчною будовою хромофору - азобарвниками [8].

Таблиця 3

Умови фарбування бавовняного трикотажу

Склад ванни

Режим

Активний червоний 5СХ

Модуль ванни М=50.

А: барвник - 1% ввд маси текстильного

матер1алу;

Б: натрш хлорид - 50 г/л (50%); В: натрш хлорид - 50 г/л (50%); Г: натрш карбонат - 4 г/л (50%); Д: натрш карбонат - 4 г/л (50%).

50

О 40 о

й л

г

л

В Г Д

о

н

30 20 10

1 1 А Б

ьи

г

0 15 30 45 60 75 90 105 120 Час, хв.

Активний оранжевий ЖТ

Модуль ванни М=50. А: барвник - 1-3% в1д маси текстильного матер1алу; Б: натрш хлорид - 40 г/л; Д: натрш карбонат - 20 г/л.

70

60

и

о 50

Й

40

И

(Я л 30

и

у 20

«

н 10

0

В

/

А Б /

а 1 Г

0 15

30 45 60 Час, хв.

75 90 105

Шсля фарбування зразки трикотажу незалежно в1д технологи фарбування тдлягали промиванню, режим якого наведений у табл. 3.

Таблиця 4

Ванна Склад Режим

1-ша Оцтова кислота 30%-ова - 0,5 мл/л Т = 50оС, т = 10 хв.

2-га Гаряча вода Т = 70оС, т = 10 хв.

3-тя Епороп Я - 1 г/л Т = 100оС, т = 10 хв.

4-та Гаряча вода Т = 70оС, т = 10 хв.

5-та Холодна вода Т = 25оС, т = 10 хв.

Шсля промивання за наведеним режимом зразки бавовняного трикотажу сушили. _Умови фарбування вовняного трикотажу_

Таблиця 5

Склад ванни

Режим

Модуль ванни М=50. А: барвник - 1% в1д маси текстильного матер1алу, срчанокислий амонш - 2%, срчанокислий натрш - 10%, оцтова кислота - до рН 5,5-6; Б: ам1ак - до рН 8-8,5; В: вода.

о

о

св

Л

^

Й л и К

5! и Н

120 100 80 60 40 20 0

Б

1 Г ш1

А У ] 5

г

0 15 30 45 60 75 90 10 12 13 15 16 5 0 5 0 5

Час, хв.

фарбування ■промивання

неитрал1зац1я

0

Фарбуванню поддавали бавовняний трикотаж, що був подготовлений за одностадшним сумщеним способом промивання та пероксидного бшння, та вовняний трикотаж, тдготовлений способом пероксидного бшння.

Забарвлеш зразки текстильних матер1ал1в з натуральних волокон були прошсольоваш протягом 320 год. на прилад! з ртутно-вольфрамовою лампою RF 1201 BS («REFOND») з перюдичним визначенням кол1рних ввдмшностей забарвлень на колориметр! PCE-TCR 200.

На рис. 1. наведен! результати визначення кшетики фотодеструкц!! забарвлень дослоджуваними активними барвниками на бавовняному та вовняному трикотаж!.

W -тз

я о

и

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

z1

/

2 / -3

_ / -

/

Reactive orange 125, бавовна

— Reactive orange 125, вовна

— Reactive red 2, бавовна

— Reactive red 2, вовна

40

80

240

280

320

120 160 200 Час шосоляцп, год.

Рис. 1. Кшетика вигоряння забарвлень активними барвниками: а) на бавовняному трикотажц б) на вовняному трикотажк

1 - y = 8,62o(l - e-0'031 ), S=0,687, R=0,985; 3 - y = 4,612(l- e-0,025x ), S=0,207, R=0,995;

2 - У = ■

0,573 + 7,954 • х

0,915

4 - y =-

47,776 + х0,915 -1,035 + 4,792 • х0

64,694 + х0

S=0,078, R=0,999;

S=0,091, R=0,999

0

Отриман! результати сввдчать про те, що фотодеструкц!я одних i тих же активних барвник!в на бавовняному та вовняному текстильних матер!алах вщбуваеться по-р!зному. Досл!джуван! активн! барвники швидше руйнуються на бавовн!, на вовш цей процес проходить значно повшьшше. К!нетичн! крив! фотодеструкцй' дихлортриазинового барвника Reactive Red 2 показують, що за 80 год. дп свила на целюлозному текстильному матер!ал! кол!рн! в!дм!нност! досягають 4 ум. од., а на бшковому - 2,3 ум. од. Под!бна тенденц!я збер!гаеться i для в!н!лсульфонового Reactive Orange 125. За такий же час шсоляцп кол!рн! в!дм!нност! для бавовняного трикотажу складають 7,9 ум. од., для вовняно! тканини - 4,3 ум. од.

Для оцшки швидкосп фотодеструкцй за аналог!ею з процесом фарбування за отриманими шнетичними кривими фотодеструкцй' барвник!в граф!чним методом був розрахований час половинно! фотодеструкцй t1/2 (табл. 6) та коефщент фотодеструкцй активних барвник!в (рис. 2) на бавовняному та вовняному трикотаж!. Чим б!льший коефщент фотодеструкцй', тим б!льша швидк!сть руйнування барвник!в п^д д!ею св!тла.

Таблиця 6

Час половинно'1 фотодеструкцй' активних барвникiв на субстрат рiзно'l природи_

Барвник Час половинно! фотодеструкцй', ty2, год.

бавовняний трикотаж бавовняний трикотаж

Reactive orange 125 24,6 24,6

Reactive red 2 25,8 25,8

Встановлено, що швидшсть фотодеструкцй' активних барвнишв на вовн! в пор!внянн! з бавовною знижуеться на 10-36%.

Знайдеш результати свщчать про те, що под д!ею св!тла фотох!м!чн! перетворення одних i тих же барвнишв на субстратах р!зно! х!м!чно! будови вшбуваються р!зним чином. Б!льш повшьний процес фотодеструкцй активних барвник!в на бшковому субстрат! в пор!внянш з целюлозним можна пояснити виходячи з мехашзму деструкцй' пол!мер!в под д!ею св!тла.

а

^

а

н о

<и (N1

Ч а

О

н

о 7

•е о

н

я X

р

'с?

<и

О

9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

8,21

4,45 3,88

1 1 1

Яеас^е Яеасйуе red 2 Яеасйуе Яеасйуе red 2 ога^е 125 ога^е 125

□ бавовняний трикотаж □ вовняний трикотаж Рис. 2. Коефщент фотодеструкци активних барвнишв на субстрат рiзноT природи

СН2ОН

\г

Н ОН

О-1 ]-1 Н

ОН

-О-1 1 Г Н

Н ОН

СН2ОН

ЬУ

СН2ОН Н ОН

' -о |-\_I Н

+

-О-1 1 [ Н

Н ОН

+О2

+О2_

СН2ОН Н ОН СН2ОН

Н ОН

-О-1 [ Н

Н ОН

+ 'О-О

СН2ОН

Рис. 3. Схема реакци фотоокислення целюлози

КН2

КН2

Кер-Я-в-в-Я-СН ■

Ьу

Кер-Я-СН2-

СООН

ОН'

Кер-Я-в* + 'в-Я-СН

СООН

а

Ьу

- Кер-Я-СН2-

Кер-Я-СН2

Кер-Я-СН2-

Н О

Кер-Я-СН2

Ч /

Ьу

-Кер-МН + 'ОС-СН2-

ч /

НО.

СН2-МН

СН-МН

Ьу

Кер-Я-СН2—С ^СН-Кер-Я-СН2—СчЧ уС^=О

N

N

Рис. 4. Схеми реакцш фотоокислення бокових амшокислотних залишюв кератину вовни: а) цистин; б) тирозин; в) триптофан; г) феншаланш; д) пстидин

Н

Н

Н

Н

О

Н

О

О

О

Н

О

Н

О

б

Н

в

г

д

Ввдомо, що фото- та фотоокисна деструкцп целюлози ввдбуваються з утворенням вшьних радикал1в, яш здатш взаемод^яти з киснем 1 вологою повиря з утворенням пероксид1в (рис. 3) [9-11].

Фотох1м1чш реакцп у вовш, що супроводжуються пожовтшням волокна [12-14], викликаш фотоперетвореннями в присутносп кисню обмежено! кшькосл хромофорних амшокислотних залишк1в -цистину (рис. 4а), тирозину (рис. 4б) 1 триптофану (рис. 4в), а також феншалашну (рис. 4г) та пстидину (рис. 4д) [9, 15-18].

Таким чином, на бавовняному субстрат! кр1м кисню, що знаходиться у атмосфер!, активш барвники додатково атакують радикали та пероксиди, яш видшяються при фотоокисленш целюлози, що прискорюе процес фотодеградацп барвник1в на бавовняному трикотаж! як це представлено на схем! розробленого мехашзму фотодеструкцп барвнишв на целюлозному волокш на рис. 5.

СН2ОБар - „„,

Н ОБар ' Н

СНОБар*

Н

Н

Н ОН

+О2, Н^О ...—О

СН2ОБар *

Н ^ОН

Бар

Н

Н

Н ОН

СН2ОБар

I стaдiя

Н ОБар*

+ -О-О^Н"

^О I—О—

СН2ОБар *

II стaдiя

Н ОБар* ' Н

+О2, НдО

НО

СН2ОПД Н \—О—СООН

ПД

О 1—О—..

СН2ОБар *

" Ояд

Н

СООН

^О I—О—

Н ОН

СН2ОПД

Рис. 5. Мехашзм фотодеструкцп барвнишв на целюлозному волокш: Бар - барвник; Бар* - барвник у збудженому станц ПД - продукти деструкцп барвника

На ввдшну в1д бавовни, деяк1 амшокислотш залишки, зокрема триптофану (рис. 4в) 1 пстидину (рис. 4д), проявляють ввдновш властивост1. Ймов1рно вказаш амшокислоти шд час опромшення забарвленого вовняного текстильного матер1алу реагують з киснем повиря 1 гальмують фотоокисну деструкцш барвника. Розроблений мехашзм фотодеструкцп барвнишв на б1лковому волокш зображений на рис. 6.

Цистин Тирозин

Триптофан

Феншалашн Пстидин

Бар I

—Я—Зал -Я-в—в—СН2-Я

-Я-СН2-

Н

—Я-СН-

ч /

СН2-Ш I 2 I —Я-СН2-СЧ ^СН

N

ОН

Бар*

I

—Я—Зал -Я-!в

-Я-СН2-

ИУ

'в—СН2-Я

ПД

—Я—Зал

—Я-вН + Нв—СН2-Я

-Я-СН

■О'

Н^О НН2

—]МН- + 'ОС—СН2_/ \

НО.° ^

СН-Ш

I I * /

N

—Я~СН2-С^ ,С=О

I стад1я

-Я-СН

-Я-СН*

НО

ОН

О

-NH2 + НООС—СН2

О

С—ЮТ I I -Я-СН2-С^ С=О

-о

N

II стад1я

Рис. 6. Механiзм фотодеструкцп барвнишв на бшковому волокш: Зал - будь-який амшокислотний залишок Я - пептидний зв'язок —]]Н—СО—

Таким чином, б1льш повшьний процес фотодеструкцп активних барвнишв на бшковому субстрат! в пор!внянш з целюлозним можна пояснити виходячи з механ!зм!в деструкцп пол!мер!в п!д д!ею св!тла, а саме утворенням продукпв з р!зним окисно-ввдновним потенц!алом. На бавовняному волоки!

+

—Я-СН2

+О. НО

2> 2

утворюються продукти тшьки окисно! природи, як прискорюють реакцiю фотодеструкцiï барвнишв. А на бiлковому волокнi шд дieю свiтла утворюються продукти, здатт до вщновлення. Саме вони гальмують процес фотодеструкцiï барвникiв на вовняному волокнi.

Крiм того слiд зазначити, що не дивлячись на рiзний механiзм фотодеструкцiï природнiх волокон даний процес в обох випадках супроводжуеться розривом зв'язк1в у полiмернiй матрищ, що призводить до втрати мщносп волокон, а у випадку вовни - ще й до ïï пожовтiння.

Висновки

Таким чином, на основi дослiдження кiнетики фотодеструкцiï забарвлень активними барвниками на бавовняному та вовняному трикотажних полотнах та розрахунку часу половинно1' фотодеструкцiï та коефщенпв фотодеструкцiï для забарвлених зразкiв встановлено, що дослшжуват активнi барвники швидше руйнуються на бавовнi, а на вовт цей процес проходить значно повшшше; при цьому швидк1сть фотодеструкцп активних барвникiв на вовнi в порiвняннi з бавовною знижуеться на 10-36%.

Зпдно з запропонованим мехашзмом фотодеструкцiï забарвлених целюлозного та бiлкового полiмеру на бавовняному волокнi утворюються продукти тшьки окисно1' природи, яш прискорюють реакцiю фотодеструкцiï барвник1в. На бiлковому волокнi под дiею свила утворюються продукти, здатнi до водновлення, яш гальмують процес фотодеструкцiï барвнишв на вовняному волокт.

Список використано!' лiтератури

1. Украшський гiдрометеорологiчний центр. URL: https://meteo.gov.ua/ua/33345/climate/climate_stations

2. Новорадовская Т.С., Садова С.Ф. Химия и химическая технология шерсти. Москва: Легпромбытиздат, 1986. 200 с.

3. Александер П., Хадсон Р.Ф. Физика и химия шерсти: [пер. англ. К.К. Лупандина, В.М. Бутовича; под ред. А.И. Матецкого, Х.Л. Зайдес]. Москва: Государственное научно-техническое издательство литературы по легкой промышленности, 1958. 392 с.

4. Кричевский Г.Е. Химическая технология текстильных материалов. В 3 т. Т. 1. Теоретические основы технологии. Волокна. Загрязнения. Подготовка текстильных материалов. Москва: Росс. заоч. ин-т. текстильной и легкой промышленности, 2000. 436 с.

5. Степанов Б.И. Введение в химию и технологию органических красителей. Москва: Химия, 1984. 592 с.

6. Лабораторный практикум по химической технологии текстильных материалов: [под ред. Г.Е. Крического]. Москва: Росс. заоч. ин-т. текстильной и легкой промышленности, 1995. 414 с.

7. Красители для текстильной промышленности. Колористический справочник: [под ред. А.Л. Бяльского, В.В. Карпова]. - Москва: Химия, 1971. 312 с.

8. Андросов В.Ф., Петрова И.Н. Синтетические красители в легкой промышленности. Москва: Легпромбытиздат, 1989. 368 с.

9. Шляпинтох В.Я. Фотохимические превращения и стабилизация полимеров./ В.Я. Шляпинтох. -М.: Химия, 1979. - 344 с.

10. Рэнби Б., Рабек Я. Фотодеструкция, фотооксиление, фотостабилизация полимеров. Москва: Мир, 1978. - 676 с.

11. Desai R.L., Shields J.A. Photochemical degradation of cellulose material. Die Makromolekulare Chemie. 1969. Vol. 122(1). P. 134-144. doi:10.1002/macp.1969.021220111.

12. Lennox F.G. A spectrophotometry study of yellowing in wool fabric. Journal of the Textile Institute Transactions. 1960. Vol. 51(12). P. 1193-1209. doi:10.1080/19447026008662555.

13. Lennox F.G., Inglis A.S., Holt L.A. Studies in Wool Yellowing. Textile Research Journal. 1966. Vol. 36(9). P. 837-843. doi: 10.1177/004051756603600911.

14. Millington K.R. Photoyellowing of wool. Part 2: Photoyellowing mechanisms and methods of prevention. Coloration Technology. 2006. Vol. 122(6). P. 301-316. doi:10.1111/j.1478-4408.2006.00045.x.

15. Creed D. The photophysics and photochemistry of the near-UV absorbing amino acids-i. Tryptophan and its simple derivatives. Photochemistry and Photobiology. 2008. Vol. 39(4). P. 537-562. doi:10.1111/j.1751-1097.1984.tb03890.x.

16. Creed D. The photophysics and photochemistry of the near-UV absorbing amino acids-ii. Tyrosine and its simple derivatives. Photochemistry and Photobiology. 2008. Vol. 39(4). P. 563-575. doi:10.1111/j.1751-1097.1984.tb03891.x.

17. Creed D. The photophysics and photochemistry of the near-UV absorbing amino acids-iii. Cystine and its simple derivatives. Photochemistry and Photobiology. 2008. Vol. 39(4). P. 577-583. doi: 10.1111/j.1751-1097.1984.tb03892.x.

18. Pattison D.I., Rahmanto A.S., Davies M.J. Photo-oxidation of proteins. Photochem. Photobiol. Sci. 2012. Vol. 11(1). P. 38-53. doi:10.1039/c1pp05164d.

References

1. Ukrains'kiy gidrometeorologichniy tsentr [Ukrainian Hydrometeorological Center]. Retrieved from https://meteo.gov.ua/ua/33345/climate/climate_stations/ [in Ukraine].

2. Novoradovskaya T.S., Sadova S.F. (1986). Khimiya i khimicheskaya tekhnologiya shersti [Chemistry and chemical technology of wool]. Moscow, Russia: Legprombytizdat [in Russian].

3. Aleksander P., Khadson R.F. (1958). Fizika i khimiya shersti [Physics and chemistry of wool]. Moscow, Russia: Gosudarstvennoye nauchno-tekhnicheskoye izdatel'stvo literatury po legkoy promyshlennosti [in Russian].

4. Krichevskij, G. E. (2000). Himicheskaya tekhnologiya tekstil'nyh materialov. T. 1. Teoreticheskie osnovy tekhnologii. Volokna. Zagryazneniya. Podgotovka tekstil'nyh materialov [Chemical technology of textile materials. V. 1. Theoretical foundations of technology. Fibers. Contamination. Pre-treatment of textile materials]. (Vols. 1-3; Vol. 1). Moscow, Russia: Ross. zaoch. in-t. tekstil'noj i legkoj promyshlennosti [in Russian].

5. Stepanov, B.I. (1984). Vvedeniye v khimiyu i tekhnologiyu organicheskikh krasiteley [Introduction to the chemistry and technology of organic dyes]. Moscow, Russia: Khimiya [in Russian].

6. Laboratornyy praktikum po khimicheskoy tekhnologii tekstil'nykh materialov [Laboratory Workshop on Chemical Technology of Textile Materials]. (1995). Edited by G.Ye. Kricheskiy. Moscow, Russia: Ross. zaoch. in-t. tekstil'noy i legkoy promyshlennosti [in Russian].

7. Krasiteli dlya tekstil'noy promyshlennosti. Koloristicheskiy spravochnik [Dyes for the textile industry. Color Guide]. (1971). Edited by A.L. Byal'sksy, V.V. Karpov. Moscow, Russia: Khimiya [in Russian].

8. Androsov V.F., Petrova I.N. (1989). Sinteticheskiye krasiteli v legkoy promyshlennosti [Synthetic dyes in light industry]. Moscow, Russia: Legprombytizdat [in Russian].

9. Shlyapintokh V.YA. (1979). Fotokhimicheskiye prevrashcheniya i stabilizatsiya polimerov [Photochemical transformations and stabilization of polymers]. Moscow, Russia: Khimiya [in Russian].

10. Renbi B., Rabek Ya. (1978). Fotodestruktsiya, fotooksileniye, fotostabilizatsiya polimerov [Photodestruction, photo-oxidation, photo-stabilization of polymers]. Moscow, Russia: Mir [in Russian].

11. Desai R.L., Shields J.A. Photochemical degradation of cellulose material. Die Makromolekulare Chemie, 1969, vol. 122(1), p. 134-144. doi:10.1002/macp.1969.021220111.

12. Lennox F.G. A spectrophotometric study of yellowing in wool fabric. Journal of the Textile Institute Transactions, 1960, vol. 51(12), p. 1193-1209. doi:10.1080/19447026008662555.

13. Lennox F.G., Inglis A.S., Holt L.A. Studies in Wool Yellowing. Textile Research Journal, 1966, vol. 36(9), p. 837-843. doi: 10.1177/004051756603600911.

14. Millington K.R. Photoyellowing of wool. Part 2: Photoyellowing mechanisms and methods of prevention. Coloration Technology, 2006, vol. 122(6), p. 301-316. doi:10.1111/j.1478-4408.2006.00045.x.

15. Creed D. The photophysics and photochemistry of the near-UV absorbing amino acids-i. Tryptophan and its simple derivatives. Photochemistry and Photobiology, 2008, vol. 39(4), p. 537-562. doi: 10.1111/j.1751-1097.1984.tb03890.x.

16. Creed D. The photophysics and photochemistry of the near-UV absorbing amino acids-ii. Tyrosine and its simple derivatives. Photochemistry and Photobiology, 2008, vol. 39(4), p. 563-575. doi:10.1111/j.1751-1097.1984.tb03891.x.

17. Creed D. The photophysics and photochemistry of the near-UV absorbing amino acids-iii. Cystine and its simple derivatives. Photochemistry and Photobiology, 2008, vol. 39(4), p. 577-583. doi: 10.1111/j.1751-1097.1984.tb03892.x.

18. Pattison D.I., Rahmanto A.S., Davies M.J. Photo-oxidation of proteins. Photochem. Photobiol. Sci., 2012, vol. 11(1), p. 38-53. doi:10.1039/c 1pp05164d.