CC BY
124. Narayan R., Velayudam G., Chetty O.V.K. // Bull. Elecrtochem. 1992. t.8. №2. P.45-51.
5. Позин Ю.М., Штерцер Н.И., Грилихес Н.Е. Сборник работ по ХИТ. Вып. 4. Л.: Энергия. 1972. 123 с.
6. Феоктистов А.Н. Электрохимическая энергети-ка./Тезисы докладов. 3 Всесоюзная научная конфе-
Кафедра технологии электрохимических производств
ренция. М. 1989. 131 с.
7. Marcus P., Herbelin J.-M. //Corros. Sci. 1993. t.34. №7. P.1123-1145.
8. Флеров В.Н. Химическая технология в производстве радиоэлектронных деталей. М.: Радио и связь. 1988. 17 с.
УДК 677.11.064.1: (677.027.26+677.027.5) О.А. ЛЕЩЕВА, Л.В. ШАРНИНА, Е.Л. ВЛАДИМИРЦЕВА
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРЯМЫХ И АКТИВНЫХ КРАСИТЕЛЕЙ НА СТАБИЛЬНОСТЬ И ОТБЕЛИВАЮЩИЕ СВОЙСТВА ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА В ПРОЦЕССАХ ВЫТРАВНОЙ
ПЕЧАТИ
(Ивановский государственный химико-технологический университет)
Оценено влияние прямых и активных красителей на стабильность и отбеливающие свойства пероксида водорода в составах для совмещенного беления и колорирования льняных тканей. Выбраны марки красителей, обеспечивающие высокую отбеливающую способность пероксида водорода, что сохраняет хромофорную структуру красителей и гарантирует получение расцветок с хорошими колористическими характеристиками в процессах вытравной печати.
На кафедре ХТВМ ИГХТУ разрабатывается технология цветной вытравной печати по серому льну, задачей которой является получение на на-тивном материале расцветок чистых и ярких тонов. Особенность данной технологии заключается в обесцвечивании природных красящих веществ льна и фиксации красителя печатного состава в местах нанесения рисунка. Для этого печатный состав содержит экстремально высокие концентрации красителя, отбеливателя - пероксида водорода и щелочного агента - силиката натрия, играющего роль стабилизатора и активатора беления. В проведенных ранее исследованиях [1,2] оценивалась устойчивость прямых и активных красителей с различным строением хромофора и активного центра, обладающих высокой устойчивостью в агрессивной щелочно-перекисной среде печатного состава при «шоковых» концентрациях компонентов. Однако сами компоненты печатного состава и краситель могут оказывать взаимовлияние.
К сожалению, в литературе не получил широкого освещения вопрос о влиянии красителей на стабильность и отбеливающие свойства перок-сида водорода. Дело в том, что присутствие красителя может дестабилизировать пероксид водорода, активировать его распад по радикальному механизму, что отрицательно может сказаться на его
отбеливающих свойствах, и, следовательно, на чистоте получаемых окрасок [3]. Поэтому актуальность проблемы состоит в необходимости научного обоснования критериев подбора марок прямых и активных красителей, обеспечивающих высокую отбеливающую способность перокида водорода и получения расцветок с хорошими колористическими характеристиками.
В соответствии с выше изложенным, цель настоящей работы состоит в оценке влияния красителей на стабильность и отбеливающие свойства пероксида водорода. В работе было опробовано более 50 марок красителей указанных классов, отличающихся строением хромофора и охватывающих всю цветовую гамму от светлых до темных тонов.
Для выяснения влияния красителей на работоспособность пероксида водорода был поставлен модельный эксперимент, в котором сохранялись концентрационные параметры композиции: отбеливатель (100%) 20г/л - стабилизатор 60г/л -краситель 2г/л, но средой протекания процесса являлся не печатный состав, а водный раствор, содержащий основные компоненты печатного состава, за исключением загустителя, нагретый до температуры 100 °С. Сравнение проводилось с отбеливающим раствором, не содержащим краситель.
В ходе работы оценивали:
• степень разложения пероксида водорода в присутствии красителей, определяемую йо-дометрическим методом;
• устойчивость красителей в агрессивной ще-лочно-перекисной среде, устанавливаемую методом колориметрии.
Результаты исследования показали, что все исследуемые красители по характеру влияния пе-роксида водорода условно можно разделить на три группы (табл.1).
К первой группе отнесены красители, каталитически разлагающие пероксид водорода. К ним относятся активные красители (например, красно-коричневый, фиолетовые 4К и 5К, бирюзовый К) и прямые красители на основе алой и ан-траниловой кислот (рубиновый светопрочный МУ (рис.1), бордо светопрочный СМ и 4ЖМ).
Красители этой группы не могут совмещаться с отбеливающими перекисными растворами, т.к. содержащиеся в них комплексы солей металлов (преимущественно меди) вызывают каталитическое разложение пероксида водорода. Сами красители при этом также разрушаются. Это проявляется во вспенивании состава и обесцвечивании печатной краски.
Ко второй группе отнесены красители, заметно снижающие устойчивость пероксида водорода. Это, в основном, красители, содержащие в своем составе симметричные ортооксиазогруппы или группы салициловой кислоты (например, прямые коричневые светопрочные 2КХ, ЖХ, желтый светопрочный ЖХ, оранжевый прочный и желтый К).
он
он
ЫаООС
-Ы-N1-
/ \
ЫаОзБ
ЫН2
Таблица 1
Распределение красителей по группам
Группы Влияние на устойчивость пероксида водорода Прямые красители Активные красители
I. Красители, каталитически разлагающие пероксид водорода Бордо светопрочный 4ЖМ Бордо светопрочный СМ Красно-фиолетовый КМУ Рубиновый светопрочный МУ Рубиновый светопрочный СМУ Процион бирюзовый H4GS Активный бирюзовый К Процион голубой Ж Процион зеленый H5-GN Активный фиолетовый 4К Активный фиолетовый 5К
II. Красители, снижающие устойчивость пероксида водорода Желтый К Желтый светопрочный ЗХ Оранжевый ЖХ Коричневый светопрочный 2ЖХ Коричневый светопрочный 2КХ
III. Красители, не снижающие устойчивость пероксида водорода а. Розовый 2C Розовый светопрочный Алый светопрочный Красный светопрочный 2C Красный светопрочный С Конго красный Бордо Оранжевый светопрочный 2Ж Оранжевый прочный Желтый светопрочный О Голубой светопрочный К Голубой светопрочный Голубой К Чисто-голубой Темно-зеленый Оливковый ЗХ Черный светопрочный 23У Диазочерный светопрочный 3 Активный я-красный 6С Цибакрон я-красный Процион красный H8BS Ксирон красный 2B Ксирон ярко-красный 3BH Ксирон красный H3B Ремазоль красный B Остазин золотисто-желтый Остазин ярко-оранжевый H2R Активный оранжевый ЖТ Активный бирюзовый 2ЗТ Дримарен бриллиантовый K5B
б. Активный золотисто-желтый КХ Активный я-оранжевый КХ Активный я-голубой КХ Остазин синий SR
о 100
0,5
0,4
0,2
0,1
10 15 20 25 30
время, мин
Рис. 1 а.- Кинетика разложения пероксида водорода в присутствии красителя прямого рубинового светопрочного МУ; б.- Устойчивость красителя прямого рубинового светопрочного МУ. 1-пероксид водорода; 2-пероксид водорода+ +силикат натрия, 3-краситель +пероксид водорода;
4-краситель+пероксид водорода+силикат натрия.
Эти группы способны образовывать с металлами комплексы. Окраски красителей этой группы в условиях кратковременной фиксации, которая предусматривается технологическим режимом вытравной печати, отличаются меньшей чистотой и яркостью.
К третьей группе относятся красители, которые не снижают устойчивость пероксида водорода. Эти красители, не содержат комплексов солей тяжелых металлов или металлообразующих групп (см. табл. 2).
Таблица 2.
Устойчивость пероксида водорода в стабилизированном растворе.
Наименование красителей Устойчивость разложения пероксида водорода, % от исх.
за 10 мин. за 30 мин.
Раствор без красителя 82,0 51,4
и Прямой алый 82,2 52,0
ите Прямой розовый 2С 83,1 52,3
ас р Конго красный 83,2 51,6
к е Прямой красный светопроч- 80,4 49,4
ный 2С
м « р Прямой оранжевый свето- 85,2 53,0
С прочный 2Ж
и л Цибакрон ярко-красный 81,4 48,0
е т и Остазин ярко-оранжевый H2R 79,3 46,0
с а Активный оранжевый ЖТ 69,2 38,1
кр Активный бирюзовый 2ЗТ 76,0 42,1
е Дримарен бриллиантовый 77,4 42,0
н в Активный ярко-голубойКХ 56,1 37,3
и т Активный золотисто-желтый 50,3 35,1
к < КХ
Причем, эту группу красителей можно разбить на 2 подгруппы:
а). Красители, незначительно повышающие стабильность пероксида водорода, по сравнению с отбеливающим раствором и сохраняющие хорошую фиксацию на волокне. В основном это прямые красители, имеющие линейную структуру с цепочкой сопряженных двойных связей и активные монохлортриазиновые красители, содержащие в качестве активного центра производные хлористого цианура.
Анализируя результаты вытравной печати с этими красителями, нужно отметить ее высокое качество и максимальное приближение к эталону -прямой печати по отбеленному льну, о чем свидетельствуют представленные спектры отражения (рис.2).
70 -■
60 -
50 -гг 40 о: 3020 -
10 -0
400 450 500 550 600 650 700 длина волны,нм
Рис. 2. Спектры отражения тканей, напечатанных красителем прямым красным 2С. 1-прямая печать по отбеленному льну; 2-совмещенный способ по серому льну; 3-прямая печать по серому льну
б). Красители, обладающие хорошей устойчивостью хромофора в присутствии пероксида водорода, но вследствие большей склонности к гидролизу в щелочной среде, теряющие способность фиксироваться на волокне. К этой группе относятся красители, содержащие в своем составе дихлортриазиновую группировку - активные ярко-голубой КХ, ярко-оранжевый КХ, остазин синий и др.
Поскольку печатный состав, содержащий пероксид водорода и силикат натрия, имеет высокую щелочность- (рИ 11), то в этой среде усугубляется процесс гидролиза.
Следовательно, сохраняя хромофорную структуру, но, не имея групп, способных к взаимодействию с целлюлозой, эти красители не фиксируются на волокне. В результате в местах нанесения печатной краски получаем лишь отбеленный рисунок. В связи с этим активные красители группы 3б, обладающие высокой реакционной способностью, и гидролизующиеся в горячих щелочных растворах, в присутствии силикатного стабилизатора, непригодны к работе по новой технологии.
0,6
Q 0,3
о. 80
60
40
20
0
0
0
5
Анализ представленных данных позволяет сделать следующий вывод, что большинство марок прямых и активных красителей (30 из исследуемых 50) обеспечивают высокую отбеливающую способность пероксида в составах для совмещенного беления и колорирования серых льняных тканей и позволяют получать расцветки чистых, ярких тонов. Исключения составляют прямые металлосодержа-щие и активные легкогидролизующиеся красители.
Такой подход к выбору красителей позволит прогнозировать получаемый результат при печатании и обеспечивать требуемое качество наносимых расцветок.
ЛИТЕРАТУРА
1. Шарнина Л.В., Блиничева И.Б., Мельников Б.Н.
Совмещенный способ беления и печатания льносо-держащих текстильных материалов.- Иваново: ЦНТИ. 1996. -2с.- (Информ. лист. №102-96).
2. Лещева О.А., Владимирцева Е.Л., Шарнина Л.В. Оценка пригодности прямых и активных красителей в вытравной печати по природноокрашенным льняным тканям.- В сб.: Тезисы докладов Международной научно-технической конференции «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности». Иваново. 2001.
3. Готовцева Л.А. // Текстильная промышленность.-1979. №7. С. 60.
УДК 519.9
Т.А. АФАНАСЬЕВА, А.Н. ИЛЬЧЕНКО, В.Н. БЛИНИЧЕВ, М.З. ФАЙНИЦКИЙ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА
(Ивановский государственный химико-технологический университет)
Для прогнозирования надежности производства более прочих подходит метод инженерного прогнозирования, основанный на общей теории действий с операторами, разработанный Л.Д. Ландау.
Повышение качества и эффективности производства - это одна из важнейших задач научно-технического прогресса. Поэтому нельзя исключить из круга вопросов обеспечения надежности производства вопросы прогнозирования. Главной целью инженерного прогнозирования является разработка базы для обоснованного планирования и управления народным хозяйством [1]. Исходя из этой общей и главной задачи инженерного прогнозирования, можно определить задачу прогнозирования надежности, как частную, но имеющую весьма важное значение в деле повышения эффективности производства и качества работы.
Задачей прогнозирования надежности является прежде всего определение границ (пределов) устойчивой работы всей системы производства (химико-технологической системы) - ХТС, а также предсказание устойчивости функционирования всех составляющих элементов этой системы на основании современных методов прогнозирования: экономико-математического моделирования и методов прогнозного графа. Экономико-математическое моделирование основывается на системе уравнений с соответствующими ограничениями и условиями оптимизации, в которых прогнозируемые факторы входят в качестве неиз-
вестных величин [2].
Методы прогнозного графа [3] основаны на дальнейшем развитии теории графов и сетевых методов. Сетевые методы были использованы нами при разработке методики исследования и описания надежности.
В основу программного и инженерного прогнозирования положена модификация средств математического моделирования с исследованием операций. Проведенный анализ структуры инженерного прогнозирования позволяет сделать вывод, что именно этот метод больше всего подойдет для прогнозирования надежности производства.
Прогноз развития дефекта должен производиться для химико-технологического оборудования (ХТО), химико-технологических процессов (ХТП) и ХТС раздельно, т.к. он будет зависеть от различного ряда переменных прогнозирования, в число которых входят как типично экономические (объем производства, экономическая эффективность, производительность труда и т.д.), так и технические характеристики (уровень технологии, комплексной механизации и автоматизации, прогрессивность конструкций ХТО и т.д.). При прогнозировании учитывается от 10 до 12 переменных, прогноз по каждой из которых необходимо
