CC BY
157
где С - концентрация загрязнения в момент времени т и на расстоянии х от середины объекта промывки (предполагая, что объект промывки плоский), Б - коэффициент внутренней диффузии
Начальное условие С(X, 0) = С0, (2)
Граничное условие D дС
дх
= в(Cn - Cp ) = const = N, (3)
где в - коэффициент массоотдачи, Сп - концентрация загрязнения на поверхности ткани, Ср - концентрация загрязнения в промывном растворе, 26 - толщина промываемой
ткани, N - постоянная скорости процесса в первом периоде.
Решение краевой задачи для первого и второго периодов позволило получить уравнения для расчета кинетики в первом и во втором периоде.
На рисунке 3 представлена расчетная кривая кинетики промывки хлопчатобумажной ткани сатин после крашения активным красителем красным и экспериментальные точки. Коэффициент корреляции равен 0,99.
Выводы: 1) проведены экспериментальные исследования процессов крашения и промывки после крашения хлопчатобумажных тканей, в том числе с использованием ультразвука для интенсификации процессов; 2) установлено, что воздействие ультразвука значительно интенсифицирует процесс промывки после крашения и практически не оказывает влияния на кинетику процесса крашения хлопчатобумажных тканей различными красителями; 3) разработано математическое описание кинетики процессов промывки, применённое для расчета промывки хлопчатобумажных тканей после крашения.
Список литературы
1. Кричевский Г. Е. Химическая технология текстильных материалов, том 1, М.,
2000.
S
УДК 677.074
М.К. Кошелева, М.С. Апалькова
Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина, Москва, Россия Средняя общеобразовательная школа № 1145 имени Фритьофа Нансена, Москва, Россия
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА КРАШЕНИЯ ХЛОПЧАТОБУМАЖНЫХ ТКАНЕЙ
The purpose of this work is studying of the technology of dyeing and the laboratory research of the process of dyeing of cotton fabrics.
Целью работы является изучение технологии крашения и лабораторное исследование процесса крашения хлопчатобумажных тканей.
Отделка хлопчатобумажных тканей включает много процессов, каждый из которых имеет своё назначение на пути от суровой ткани к готовому товару. В таблице 1 дана краткая характеристика основных процессов отделочного производства. Все операции имеют большое значение, однако именно на стадии крашения или печатания текстильному материалу придаётся необходимый колористический, эстетический вид. Разнообразие окрасок, узоров практически бесконечно и может удовлетворить вкусы любого потребителя. Поэтому можно сказать, что формирование окраски на текстильном материале является одной из главных целевых функций отделочного производства. Важным этапом является выбор красителя, а их в настоящее время производится более 6-ти тысяч видов. В таблице 2 показана возможность выбора класса красителей для волокон различной химической природы.
Для хлопчатобумажных тканей были выбраны прямые красители, обладающие сродством к целлюлозе. В молекулах этих красителей содержаться сульфогруппы, которые сообщают красителям растворимость в воде. Прямые красители непосредственно, без всяких протрав, окрашивают природные целлюлозные волокна (кроме того, ими можно красить натуральный шёлк и некоторые синтетические волокна). Анализ оборудования для крашения показал, что крашение тканей проводится в аппаратах периодического, полунепрерывного и непрерывного действия. Несмотря на то, что непрерывное крашение является наиболее производительной технологией крашения, достаточно широко применяется периодическое крашение. Аппараты периодического крашения основаны на принципах циркуляции красильный жидкости через текстильный материал или перемещение материала в текстильной жидкости (это красильные барки и роликовые машины - джиггеры). Процесс крашения - это сложный гетерогенный диффузионный процесс. На рисунке 1 представлена схема межфазного переноса красителя.
Рис. 1. Межфазный перенос красителя: 1-дезагрегация агрегата; 2-диффузия в красильной ванне к поверхности; 3-сорбция на поверхности; 4-диффузия в волокне; 5-сорбция в волокне.
Диффузия и сорбция - основные явления, определяющие фиксацию красителя. Фиксация красителя волокном - это конечная цель крашения и итог межфазного мас-сопереноса, который реализуется за счёт сорбции красителя на поверхности волокна.
В лабораторных условиях периодическим способом осуществлялся процесс крашения хлопчатобумажных тканей и изделий прямыми красителями. В таблице 3 представлены технологические режимы процесса крашения ткани диагональ суровая.
Табл. 1. Технологические режимы процесса отделки хлопчатобумажных тканей
Процесс Цель процесса
Подготовка к ко-лорированию Удаление из суровых тканей не волокнистых примесей с целью придания тканям способности быстрого и равномерного смачивания водой и устойчивой белизны
Опаливание Удаление с поверхности ткани пуха, кончиков волокон
Расшлихтовка Удаление из ткани шлихты и водорастворимых примесей
Отварка Удаление неокрашенных естественных примесей целлюлозы
Беление Разрушение окрашенных примесей для придания материалу устойчивой белизны
Мерсеризация Придание тканям блеска и шелковистости, повышение их гигроскопичности, прочности, сорбционной способности
Крашение, печать Получение окраски с заданной колористической характеристикой (интенсивность окраски, цвет, оттенок) и устойчивостью в условиях эксплуатации
Заключительная отделка Улучшение потребительских качеств и внешнего вида тканей
Промывка Процесс удаления загрязнений из текстильного материала (красителя, щелочи и т.д.). Один из самых распространенных процессов в отделочном производстве
Сушка Процесс удаления влаги из текстильного материала
На рисунке 2 представлена кривая кинетики её крашения при рациональных условиях. Важнейшим показателем качества окрашенных тканей и изделий является прочность окраски, которая проверялась в соответствии с ГОСТ 9733.27-83.
Название золокон Строение активных центров Классы красителей (а) и типы связей (б)
1. Целлюлозные 2. Белковые Шерсть Шелк 3. Полиамидные, алифатические и ароматические За. Полиуретановые 1. Ацетатные с н2он* н он* -SH (только шерсть), -NH , -ОН, >NH, =NH, -ОООН, 4CH,-)„ -COOII, -NH,, -CONH-, -NH,, —NH —СО-ll О —О—С—СН3 О совые . а)Прямые, активные, кубовые, сернистые, азоидные, черный анилин; б) Водородные, вал-дер- ваальсовыс, гидрофобные, ковалентные а) Кислотные, кислотно-хромовые, мегаллокомплексные, катионные, активные б) Ионные, координационые, водородные, гидрофобные, ковалентные а) Кислотные, металлокомплексные, активные, дисперсные б) Ионные, водородные, ван-дер-вааальсовые, координационные, гидрофобные, ковалентные а) Дисперсные. б) Водородные, ван—дер—вааль-
3. Полиэфирные З.Полиакрилонит-р ильные 7. Поливинилспир-товые 3. Полиолефиновые — с —о — с н2 — и -(СНГ)П -COOH-.-SO H.-OSO.H, >NH, -СНГСН-, -CsN -он, -о-снго--СНГСНГ, а) Дисперсные б) Водородные, ван-дер-ваальсовые, гидрофобные а) Катионные, кислотные, дисперсные б) Ионные, водородные, ван-дер-ваа ль совые а) Прямые, активные, дисперсные б) Водородные, ковалентные а) Дисперсные, специальные б) Водородные, ван-дер-вааль-совые, координационные
Табл. 3. Технологический режим процесса крашения ткани диагональ суровая
Ткань Состав красильной ванны (% от веса ткани) Модуль ванны, М Температура крашения, t0C Продолжи- тельность крашения, мин
Диагональ суровая • Краситель прямой чистоголубой - 1,5%; • Смачиватель ЭМ-31 - 5г/л; • Вода m = 1:50 t = 60-65°C т = 20 мин и 45 мин
. 1
1
1
О 20 40 60 80 100
с. 2. Содержание красителя на ткани , г/кг УСПЕХИ В химии и химической технологии. Том XXI. 2 007. №11 (79) 100
Выводы.
1. Проведён анализ литературных данных по технологии колорирования хлопчатобумажных тканей.
2. Проведено экспериментальное исследование процесса крашения хлопчатобумажных тканей в лабораторных условиях анилиновыми и прямыми красителями.
3. Проведена графическая обработка результатов исследования кинетики крашения.
Список литературы
1. Отделка хлопчатобумажных тканей. В двух частях: Справочник /Под ред. Б.Н. Мельникова. - М.: Легпромбытиздат, 1991. - 431с.
2. Мельников Б.Н.Применение красителей. Учеб. для вузов/ Б.Н.Мельников, Г.И.Виноградова.- М.: Химия, 1986. - 240с.
3. Кричевский Г.Е. Химическая технология текстильных материалов. Учеб. для вузов в 3-х т. Т.2. М., 2001, 540с.
УДК 677.074
М.К. Кошелева, Д.А. Наумов
Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина, Москва, Россия
ИССЛЕДОВАНИЕ ХЛОПЧАТОБУМАЖНОЙ ТКАНИ КАК ОБЪЕКТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
The purpose of work is the analysis of isotherms sorption of steams cotton fabric after process of a seal and after process of washing for reception of representation about change сорбционных properties. Except for that the knowledge of sorption’s structural characteristics is necessary for the proved choice of a way of an intensification of mass exchanging processes.
Целью работы является анализ изотерм сорбции паров воды хлопчатобумажной тканью после процесса печати и после процесса промывки для получения представления об изменении сорбционных свойств. Кроме того знание сорбционно-структурных характеристик необходимо для обоснованного выбора способа интенсификации массообменных процессов.
Исследовались образцы хлопчатобумажной ткани с поверхностной плотностью 100 г/м2. Для исследования были взяты разные образцы ткани: образец прошедший процесс печати, образец прошедший после печати процесс промывки на линии ЛПС -140-10. Для сравнения изменения сорбционных свойств образцов ткани после различных стадий обработки был исследован образец той же ткани, прошедший только процесс отбеливания. Кроме того, для получения данных о влиянии различных стадий промывки на сорбционную способность хлопчатобумажных тканей были получены изотермы сорбции для образца ткани после печати, прошедшего промывку только в первой и второй промывных ваннах линии ЛПС-140-10.
Экспериментальные изотермы сорбции паров воды выбранными образцами, полученные на вакуумной сорбционной установке с весами Мак-Бэна, представлены на рис.1. Как следует из рис.1 значительное увеличение сорбционной способности всех исследуемых образцов наблюдается в области больших значений относительной влажности, и особенно резкое возрастание сорбционной влажности образцов происходит при величинах относительной влажности от ф = 0,9 до ф ~ 1.
Сравнивая величины сорбционных влажностей для образца хлопчатобумажной ткани после печати, образца хлопчатобумажной ткани после печати, прошедшего две промывные ванны, и образца после печати, прошедшего полностью процесс промывки, следует отметить, что величины их сорбционных влажностей в области малых значений относительной влажности (ф) и вплоть до относительной влажности ф = 0,9 очень близки между собой. В области же больших значений относительной влажности от ф
