CC BY
23
УДК 677.84
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НЕЙТРАЛЬНОГО ЭЛЕКТРОЛИТА НА СКОРОСТЬ КРАШЕНИЯ ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ АКТИВНЫМИ КРАСИТЕЛЯМИ
-□ □-
У статт1 дослгджений вплив концентрацП хлориду натрю на сорбцю полгфункцитальних активних барвник1в. Встановлено, що введення ттенсифгкатора композицшного складу V.1 забезпечуе скорочення необхдног концентраци електролгту
Ключовг слова: полгфункщональт активна барвники, нейтральний
електролгт
□-□
В статье исследовано влияние концентрации хлорида натрия на сорбцию полифункциональных активных красителей. Установлено, что введение интенсификатора композиционного состава V.1 обеспечивает сокращение требуемой концентрации электролита
Ключевые слова: полифункциональные активные красители, нейтральный электролит
□-□
The influence of concentration of chloride of sodium to the sorption of polyfunctional reactive dyes is investigated in the article. It is established, that introduction аn intensifying agent composite structure V.1 provides reduction of demanded concentration of electrolyte
Keywords: polyfunctional reactive
dyes, neutral electrolyte -□ □-
Введение
Известно [1], что для повышения субстантивности различных классов активных красителей, имеющих невысокое сродство к волокну, необходимо введение от 50 до 100 г/л нейтрального электролита. Не смотря на то, что увеличение концентрации электролита способствует повышению сорбции, возникает риск увеличения количества гидролизованного красиеля, поскольку по закону доннановского равновесия повышенное содержание электролита увеличивает концентрацию ОН- ионов.
Общее количество используемого хлорида натрия (наиболее часто применяемого электролита) оценивается несколькими миллионами тонн в год [2]. Так, потребление соли при крашении активными красителями составляет 1 млн 800 тыс. т. Только незначительная часть этого количества задерживается в установках очистки сточных вод, остальное количество сбрасывается в водоемы, почти не претерпев изменений. Проблема загрязнения воды хлоридами не нова и тре-
А. Н. Кулиш
Аспирант*
Кафедра химической технологии и дизайна волокнистых материалов Контактный тел.: 099-44-689-66 E-mail: culish.aleksa@yandex.ua
Л.А Нестерова
Кандидат технических наук, доцент* Кафедра химической технологии и дизайна волокнистых материалов Контактный тел.: 050-675-98-66 Е-mail: kate-maiden@mail.ru
Е.И. Широкий
Кандидат химических наук, профессор Кафедра пищевых технологий *Херсонский национальный технический университет Бериславское шоссе, 24, г. Херсон, Украина, 73008 Контактный тел.: 066-878-34-44
бует неотложного решения. Наиболее радикальным и экономически целесообразным способом уменьшения хлоридов в стоках красильно-отделочных предприятий является изначальное снижение концентрации электролита в процессе крашения.
Анализ последних исследований
Анализ последних исследований показывает, что проведение процесса крашения с пониженным содержанием соли, возможно, посредством предварительной обработки текстильного материала физическими или биологическими методами [3, 4], которые действуя на поверхность материала, увеличивают смачивающие и пропитывающие способности. Однако следует отметить, что вышеуказанные способы уменьшения количества электролита не нашли широкого практического применения из-за увеличения продолжительности технологического процесса и необходимости использования сложного оборудования. В ранее проведенной
уз
нами работе [5] было установлено, что введение в красильный состав интенсификатора композиционного состава V.!.. способствует повышению интенсивности окраски и увеличению количества ковалентно-фикси-рованного красителя.
Цель работы
Цель работы состояла в снижении количества электролита в процессе крашения активными полифункциональными красителями путем введения интенси-фикатора органической природы.
Результаты исследований
В работе проводилось крашение отбеленной мер-серизированной хлопчатобумажной ткани периодическим способом (Т=60оС, т=90 мин) активным полифункциональным красителем Novacron Ocean S-R, по рецептуре предлагаемой производителем. В процессе крашения определяли сорбцию красителя волокном (г красителя на 100г волокна) колориметрическим способом. На рис. 1 представлены кинетические кривые зависимости сорбции при разных концентрациях электролита.
3 2,5 2 1,5 1
0,5
Я
я й а н я
я я
3
! ! ! ,6 ! ! --*-/ [—4
............f "-"^j^^gj—bs.-H 5
......Урф^ ti
^............,
0 20 40 60 80 100
Время, мин
Рис. 1. Кинетические кривые сорбции: 1 - без электролита; концентрация NaCl: 2 - 10 г/л, 3 - 20 г/л, 4 - 40 г/л, 5 - 60 г/л (базовый), 6 - 80 г/л, 7 - 100 г/л
Анализ кинетических кривых (рис. 1) показывает, что введение в красильный состав всего 10 г/л хлорида натрия способствует увеличению концентрации сорбированного красителя на 0,785 г/100г, относительно образца окрашенного без электролита. Базовый образец ткани, окрашенный с концентрацией соли 60 г/л, на завершающей стадии крашения содержит 2,63 г красителя на 100 г волокна. При последующем увеличении концентрации электролита сорбция красителя волокном увеличивается, при 100 г/л соли на 100г волокна сорбируется 2,78 г красителя.
Для интенсификации процесса крашения в красильную ванну по базовому режиму вместе с электролитом (С=60 г/л) был введен интенсификатор композиционного состава V.1. На рис. 2 представлены кинетические кривые сорбции активного полифункционального красителя Novacron Ocean S-R.
и о о
<и Я
к
о «
i ^- /■N _____ ,-- ь-■
------------ j х— ...........
1
0 20 40 60 80 100
Время, мин
Рис. 2. Кинетические кривые сорбции: 1 - 100 г/л NaCl, без интенсификатора; 2 - 60 г/л NaCl и 5 г/л V.1
Анализ кинетических кривых (рис. 2) свидетельствует о том, что введение интенсификатора V.1 в количестве 5 г/л при базовом содержании электролита повышает сорбцию и приравнивает ее значению сорбции с концентрацией хлорида натрия 100 г/л.
С целью сокращения концентрации электролита в красильный состав вводили интенсификатор V.1, снижая содержание соли от 10 до 100%.
На рис. 3 представлены кинетические кривые сорбции активного красителя Novacron Ocean S-R с уменьшением соли на 20% (48 г/л), 45% (33 г/л) и 60% (24 г/л) от концентрации по базовой технологии.
3 2,5 2 1,5
es £
U 1 Я 1 К
О
« 0,5
............
3 4
i_____
40 60
Время, мин
80
100
Рис. 3. Кинетические кривые сорбции: 1 — базовое содержание соли; снижение концентрации NaCl на: 2 - 20%, 3 - 45%, 4 - 60%
Анализ данных (рис.3) показывает, что при уменьшении концентрации соли на 20% количество сорбированного волокном красителя составляет 2,75 г/100г, при 45% - 2,64 г/100г, дальнейшее снижение приводит к уменьшению показателя сорбции. Так, при сокращении концентрации электролита на 60% количество сорбированного красителя составляет 2,45 г/100г.
По кинетическим кривым сорбции путем определения времени половинного крашения был рассчитан коэффициент диффузии.
В таблице 1 представлено влияние электролита и интенсификатора на коэффициент диффузии активного красителя Novacron Ocean S-R.
0
0
0
20
Таблица 1
Коэффициент диффузии активного красителя Novacron Ocean S-R
Состав Концентрация, г/л D40-10, см2/с
10 1,27
20 1,90
Хлорид натрия 40 2,00
60 2,10
80 3,00
100 3,50
Хлорид натрия V.! 60 5 3,52
Хлорид натрия 33 5 2,20
Без электролита - 1,11
Результаты, представленные в табл. 1 свидетельствуют о том, что повышение концентрации хлори-
да натрия способствует увеличению коэффициента диффузии. Установлено, что образец, окрашенный без введения электролита, имеет наименьший коэффициент диффузии - 1,11 см2/с. Введение интенсификатора композиционного состава при базовом содержании соли (60 г/л) увеличивает коэффициент диффузии в 1,68 раз относительно стандартного образца. При снижении количества электролита на 45% (33 г/л) коэффициент диффузии соответствует значению базового образца - 2,20 см2/с.
Выводы
Исследовано влияние концентрации хлорида натрия на сорбцию активного полифункционального красителя Novacron Ocean S-R.
Установлено, что введение интенсификатора композиционного состава V.1 позволяет снизить концентрацию электролита на 45%.
Литература
1. Отделка хлопчатобумажных тканей. В 2 ч. Ч. 1. Технология и ассортимент хлопчатобумажных тканей: справочник / под ред. Б. Н. Мельникова. - М. : Легкомбытиздат, 1991. - 432 с.
2. Ягер К.А. Активные красители CIBACRON LS - снижение потребления электролитов в периодическом способе крашения / К.А Ягер, И.С. Ковш, С.С. Щукин // Текстильная промышленность - 1997. - №2. - с. 25-27
3. Мельников Б.Н. Теория и практика интенсификации процессов крашения / Б.Н. Мельников, П.В. Морыганов. - М.: Легкая индустрия, 1969. - 272 с.
4. Сафонов В. В. Влияние ферментов и аминокислот на крашение целлюлозных текстильных материалов водорастворимыми красителями / В. В. Сафонов, И. М. Шкурихин // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2001. - № 1. -С. 43-46.
5. Науковi розробки молодi на сучасному етат: тези доповщей Х всеукрашсько! науково! конференцп молодих учених та студенев (кв. 2011) / гол. ред. комюп Злотенко Б.М. - К. 2011. - Т. 1. - 283 с.
