Взаимосвязь электронного строения органических красителей и свойств окрашенных текстильных материалов

• Автор: Егорова, Лариса Робертовна
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 176 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Классические представления о теории крашения.

1.2. Стадии процесса крашения.

1.2.1. Ионная модель процесса крашения

1.2.2. Неионная модель сорбции кислотных красителей полиамидом

1.3. Крашение прямыми красителями.

1.3.1 .Химическая природа и свойства прямых красителей

1.3.2. Теория процесса

1.3.3. Влияние вспомогательных веществ

1.4. Анализ традиционных представлений о механизме крашения
1.5. Электронная теория адсорбции красителей на поверхности волокон
ГЛАВА 2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
2.1. Квантовохимические расчеты молекулярных орбит органических красителей.
2.1.1. Общие представления о неэмпирических и полуэмпирических методах расчета
2.1.2. Применение полуэмпирического метода РМ3 к расчету потенциала ионизации цвиттерионов красителей.
2.1.3. Основные этапы выполнения полуэмпирических расчетов методом
ЫОО1ЫБО.
2.2. Результаты квантовохимических расчетов потенциала ионизации красителей методом РМ3
2.2.1. Потенциал ионизации для кислотных азокрасителей фенильного ряда.
2.2.2. Потенциал ионизации для кислотных азокрасителей нафталинового ряда.
2.2.3. Потенциал ионизации для прямых азокрасителей.
2.2.4. Потенциал ионизации для структурноподобного ряда азокрасителей на основе 43аминофеноксифеноксианилина.
2.2.5. Определение потенциал ионизации из электронных спектров поглощения
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Синтез и исследования красителей.
3.1.1. Методики синтеза красителей
3.1.2. Исследование красителей методами ИК и УФспектроскопии
3.2. Крашение и проведение физикохимических испытаний выкрасок
3.2.1. Крашение шерстяной ткани.
3.2.2. Крашение хлопчатобумажной ткани
3.2.3. Испытания устойчивости окраски к мокрой обработке стирке
3.2.4. Испытания устойчивости к сухому трению.
3.3. Определение устойчивости окраски к физикохимическим испытаниям
3.3.1. Колористическая часть
3.3.2. Измерительновычислительные комплексы для обработки экспериментальных данных
3.3.3. Малые цветовые различия.
3.3.4. Изменение цвета двух образцов.
3.3.5. Расчет координат и характеристик цвета
Выводы.
Список использованной литературы


Общим признаком строения всех кислотных красителей является то, что они, как правило, содержат одну или несколько сульфогрупп и представляют собой сульфопроизводные азокрасителей, антрахиноновых и трифенилметановых красителей. Имеются также представители, относящиеся к сульфопроизводным ксантеновых, азиновых и хинофталоновых красящих веществ. Иногда вместо сульфогрупп молекулы красителей содержат карбоксильные и фенольные группы. В зависимости от сродства красителя к волокну и, как следствие, от способности его мигрировать выравнивать окраску все кислотные красители делятся на три группы, отличающиеся своими свойствами и условиями применения. Различают хорошо, средне, и плохо выравнивающие красители. При крашении бывает трудно получить ровную окраску, так как краситель, адсорбированный волокном, с большим трудом переходит с мест, наиболее интенсивно окрашенных, на менее окрашенные места. В промышленности для получения равномерно окрашенных волокон и тканей применяют выравниватели, уменьшающие или увеличивающие скорость выбирания быстро или медленно выбираемых из ванны красителей 5. Выравниватели, имеющие сродство к красителям, применяются главным образом при крашении кубовыми и кислотными красителями, с которыми они образуют ассоциаты. Основной особенностью кислотных красителей является отсутствие у них субстантивных свойств по отношению к целлюлозным волокнам. Это объясняется тем, что кислотные красители, как правило, не обладают достаточно длинной цепочкой конъюгированных двойных связей, и многие из них не имеют планарного строения. Кислотные красители, являясь натриевыми солями сульфокислот, хорошо растворяются в воде, диссоциируя на ионы натрия и на красящий анион. Как правило, их водные растворы даже при комнатной температуре и в присутствии электролитов не агрегированы или имеют низкую степень агрегации 3,6. Н . Из реакции видно, что ионы водорода подавляют ионизацию карбоксильных групп, вследствие чего понижается отрицательный заряд волокна. Когда все карбоксильные группы будут находится в неионизированном состоянии, положительный заряд достигнет своего наивысшего значения, и волокно поглотит максимально возможное количество анионов красителя. Тот факт, в процессе крашения шерсти кислотными красителями происходит взаимодействие анионов красителей с аминогруппами волокна, Порай Кошиц подтвердил, используя в своих экспериментах не натриевые, а аммонийные соли красителей 1. Высказано предположение, что кислотные красители могут фиксироваться на шерсти не только с помощью солеобразования, но и посредством сил водородной связи и межмолекулярного взаимодействия типа сил Ван дер Ваальса. Избыточное поглощение некоторых красителей можно объяснить также тем, что они являются многоосновными, т. В то же время в реакцию с шерстью они, вследствие пространственных затруднений, вступают частично как одноосновные. Кроме того, при длительном крашении в кипящей ванне, содержащей избыток красителя, который обычно требуется для установления предела насыщения, в условиях сильно кислой среды возможен некоторый гидролиз кератина с разрывом полипептидных цепей и образованию новых аминогрупп. В результате гидролиза повышается кислотная емкость волокна, а следовательно, и фиксация красителя. Наконец, следует иметь в виду и то, что краситель может дополнительно связываться протонированными амидными группами полипептидных цепей кератина, что может иметь место при крашении из сильно кислых ванн при рН2. Это можно видеть на примере синтетических полиамидных волокон капрон, нейлон, которые взаимодействуют с кислотными красителями аналогично белковым волокнам, при этом количество выбранного из ванны красителя резко повышается по мере снижения . Интересно отметить, что при рН23 количество связанного волокном красителя равно 0, гэквкг полиамида, что примерно эквивалентно содержанию концевых аминогрупп в полиамидном волокне. При рН2 наблюдается резкое повышение поглощения красителя из ванны, что обуславливается протонированием амидных групп полипептидной цепи. Вследствии этого они получают положительный заряд и таким образом приобретают способность связывать анионы красителя.