Влияние органических соединений на диффузионносорбционные свойства галогенпиримидиновых активных красителей Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

В статті досліджено вплив органічних сполук на дифузійно-сорбці онні властивості

галогенпіримі динових активних барвників. Встановлено, що введення до фарбувального розчину досліджуваних інтенсифікаторів забезпечує збільшенню кількості сорбо-ваного барвника

Ключові слова: активні барвники, органічні сполуки

В статье исследовано влияние органических соединений на диффузионно-сорбционные свойства галогенпи-римидиновых активных красителей. Установлено, что введение в красильный раствор исследуемых интенси-фикаторов способствует увеличению количества сорбированного красителя Ключевые слова: активные красители, органические соединения

In the article, influence of organic compounds is investigated on the diffusive-absorption property of reactive dye on a fiber. It is ascertained that introduction to the dye liquor of intensifying agents promotes increase of absorption colouring agent

Keywords: reactive dyes, organic compounds

УДК 677.84

ВЛИЯНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ НА ДИФФУЗИОННОСОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА

ГАЛОГЕНПИРИ-МИДИНОВЫХ АКТИВНЫХ

КРАСИТЕЛЕЙ

Л .А. Нестерова

Кандидат технических наук, доцент, докторант* Контактный тел.: 050-675-98-66 Е-mail: [email protected]

Н.С. Скалозубова

Аспирант* Контактный тел.: 050-722-23-44 Е-mail: [email protected]

Г.С. Сарибеков

Доктор технических наук, профессор, проректор по научной работе и внешним связям, заведующий кафедрой

Контактный тел.: (0552)32-69-08 *Кафедра химической технологии и дизайна волокнистых

материалов Херсонский национальный технический университет Бериславское шоссе, 24, г. Херсон, Украина, 73008

Введение

С учетом сложившейся ситуации легкой промышленности в Украине одной из основных задач, поставленных перед текстильной отраслью, является создание конкурентоспособной текстильной продукции. Исследования ученых направлены на разработку новых технологий, которые значительно сокращают использование электроэнергии и текстильно-вспомогательных веществ. В частности, при крашении хлопчатобумажных тканей активными красителями проводятся исследования относительно снижения энергоемкости технологического процесса и повышения степени фиксации красителя на волокне.

Анализ последних исследований

Известно, что для повышения фиксации активных красителей на волокне предложено использование физических, химических и биохимических методов

интенсификации процессов крашения. В качестве физических методов интенсификации [2] предлагается высокочастотный или микроволновый нагрев, который заключается в преобразовании энергии электромагнитного излучения в тепло непосредственно в материале; обработка низкотемпературной плазмой, которая обеспечивает активацию поверхностного слоя волокон в результате воздействия атомов и ме-тастабильных молекул газа и УФ-излучения плазмы; использование магнитных полей, что позволяет активировать водные красильные растворы в результате целенаправленного изменения структуры воды. Химические способы интенсификации увеличивают смачивающие и пропитывающие способности водных красильных систем путем введения текстильно- вспомогательных веществ. В качестве интенсификаторов рекомендуют алифатические спирты (пропанол, изопропанол) в концентрации до 30% [3], хитозан, который повышает сорбцию красителя волокном [1], производные алкиламина для закрепления на ткани гидролизованные части красителя [3], использова-

ние неводных и смешанных растворителей (жидкий аммиак, моноэтаноламин, диэтиламин, поливинил-пирролидон, пиридин) [6]. Биохимические методы интенсификации процесса крашения активными красителями основаны на действии биологически-актив-ных веществ - ферментов, в частности, предлагается предварительная обработка текстильного материала растворами ферментов [4-5], с помощью, которой увеличиваются пропитывающие способности материала.

Наиболее перспективными при этом являются именно химические методы интенсификации, которые не требуют предварительной обработки материала и наличия дополнительного оборудования.

Цель работы

Цель работы заключалась в разработке эффективного способа крашения активными красителями с применением органических соединений.

сильного раствора количество сорбированного волокном красителя увеличивается на 9,9%.

Результаты исследований

Исследования проводили на отбеленной хлопчатобумажной ткани арт. 3В1-157-4КД. В качестве красителя использовали активный галогенпиримидиновый краситель Drimarene Blue X-BLN, в качестве интенси-фикаторов органические соединения N.1, N.2, N.3. Процесс крашения активными красителями осуществляли периодическим способом, при температуре 95°С, длительность крашения составляла 130 мин.

Предварительными исследованиями нами установлено, что для интенсификации процесса крашения в состав красильного раствора целесообразно вводить органические соединения N.1 (5 г/л), N.2 (3 г/л), N.3 (1 г/л) на начальной стадии крашения одновременно с введением электролита.

Известно, что крашение активными красителями проходит в две стадии [4]. На первой стадии происходит сорбция и диффузия красителя в волокно, на второй - взаимодействие с субстратом в присутствии щелочного агента. Количество красителя, который взаимодействует с волокном, зависит не только от реакционной способности красителя, но и от скорости диффузии красителя в волокно. В связи с этим, в качестве параметра оценки эффективности действия интенсификаторов на процесс крашения, определяли сорбцию красителя волокном за определенные промежутки времени, путем измерения оптической плотности растворов спектрофотометрическим методом.

На рис. 1 представлены кинетические кривые сорбции активного красителя Drimarene Blue X-BLN.

Анализ данных (рис.1) показывает, что при введении интенсификатора N.1 (5 г/л) в состав красильного раствора количество сорбированного волокном красителя увеличивается на 24,5%, по отношению к показателю без применения интенсифицирующих агентов.

Кинетические кривые сорбции активного красителя Drimarene Blue X-BLN с применением интенсифика-тора N.2 (3 г/л) представлены на рис. 2.

Согласно полученным результатам (рис.2), при введении интенсификатора N.2 (3 г/л) в состав кра-

«

н

о

Is

3

&

ю

ft

о

О

Время, мин

Рис.1. Кинетические кривые сорбции активного красителя Drimarene Blue X-BLN: 1 — без введения интенсификатора, 2 — с введением интенсификатора N.1

На рис.З представлены кинетические кривые сорбции активного красителя с введением интенсификато-ра №З (l г/л).

Результаты исследований (рис.З) свидетельствует о том, что при введении интенсификатора №З (l г/л) в состав красильного раствора увеличивается количество сорбированного красителя на l2,4%, сравнительно с базовой технологией.

Время, мин

Рис.2. Кинетические кривые сорбции активного красителя Drimarene Blue X-BLN: 1 — без введения интенсификатора, 2 — с введением интенсификатора N.2.

Время, мин

Рис.3. Кинетические кривые сорбции активного красителя Drimarene Blue X-BLN: 1 — без введения интенсификатора, 2 — с введением интенсификатора N.3.

.уз

По кинетическим кривым сорбции путем определения времени половинного крашения проведен расчет коэффициентов диффузии.

В табл. l представлено влияние исследуемых органических соединений на коэффициент диффузии активного красителя Drimarene Blue X-BLN.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что применение в качестве интенсификаторов процесса крашения исследуемых органических соединений N.l (5 г/л), N.2 (З г/л), КЗ (l г/л), способствует увеличению коэффициентов диффузии и уменьшению времени половинного крашения.

Таблица 1

Коэффициент диффузии активного красителя Drimarene Blue X-BLN

Интенсифи- катор Концентрация интенсифика-тора, г/л Время половинного крашения, Tl/2, мин D-10-10, см2/с

Без интенси-фикатора - 28 l,50

N.l 5 г/л l7 2,47

N.2 З г/л l9 2,2l

КЗ l г/л l7 2,47

Выводы

На основании проведенных экспериментальных исследований можно сделать вывод, что применение интенсифицирующих агентов N.1 (5 г/л), N.2 (3 г/л), N.3 (1 г/л) для процесса крашения активным галоген-

пиримидиновым красителем Drimarene Blue X-BLN позволяет увеличить количество сорбированного красителя в волокно, и соответственно снизить время половинного крашения.

Литература

1. Мельников, Б.Н. Теория и практика интенсификации процессов крашения / Б.Н. Мельников, П.В. Морыга-нов. - М. : Легкая индустрия, 1969. - 272 с.

2. Отделка хлопчатобумажных тканей. В 2 ч. Ч. 1. Технология и ассортимент хлопчатобумажных тканей: справочник / под ред. Б. Н. Мельникова. - М.: Легкомбытиздат, 1991. - 432 с.

3. Кротова, М.Н. Применение производных алкиламинов в процессах закрепления окрасок текстильных материалов, колорированных активными красителями / М.Н. Кротова, Е.Ю. Куваева, О.И. Одинцова, Б.Н. Мельников // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2006. - № 6. - С. 68 - 70.

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. Сафонов, В. В. Электронная теория адсорбции красителей на текстильных волокнах / В. В. Сафонов, Н. К. Лаврова // Химическая промышленность. - 1991. - № 7. - С. 16-19.

6. Houshyar Shadi, ^eatme^ of cotton with chitosan and its effect on dyeability with reactive dyes / Shadi Houshyar, S. Hossein Amirshahi // Iranian Polymer Journal. - 2002. - Volume 11, Number 5. - р. 295-301.

3