Влияние окислительно-восстановительных систем на процесс крашения шерстяных текстильных материалов при пониженной температуре

• Автор: Петрова, Оксана Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.04, 05.19.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 225 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1 Строение и свойства шерсти

1.2 Крашение шерсти при температуре ниже 0 С

1.2.1 Физические способы активирования процесса крашения

1.2.1.1 Вакуумирование

1.2.1.2 Электромагнитная обработка воды

1.2.1.3 Плазмохимическая обработка

1.2.1.4 Использование высокочастотного и сверхвысокочастотного нагрева

1.2.1.5 Использование частиц высоких энергий

1.3 Химические методы активации процессов крашения при пониженных температурах
1.3.1 Предварительная обработка шерстяного волокна как средство интенсификации процесса крашения
1.3.2 Применение интенсификаторов в крашении при пониженной температуре
1.4 Применение ферментов при крашении шерстяных материалов
1.5 Применение окислительновоосстановительных реагентов в отделочном производстве текстильных материалов
1.6 Заключение по литературному обзору Глава 2 Методическая часть
2.1 Характеристика объектов исследования
2.1.1 Текстильные материалы
2.1.2 Химические материалы и реактивы
2.1.3 Красители
2.2 Методы исследований
2.3 Методы испытаний текстильных материалов
2.4 Обработка результатов измерений
Глава 3 Экспериментальная часть
3.1 Исследование влияния окислительно
восстановительных систем на процесс низкотемпературного крашения шерсти
3.1.1 Влияние концентрации окислительновосстановительных систем на процесс крашения шерсти кислотными красителями
3.1.2 Влияние концентрации окислительновосстановительных систем на процесс крашения шерсти активными красителями
3.1.3 Влияние температуры на процесс крашения шерсти кислотными и активными красителями в присутствии интенсификаторов
3.1.4 Исследование кинетики выбирания кислотных и активных красителей шерстяным волокном в присутствии редокс систем
3.1.4.1 Расчет константы скорости и энергии активации процесса крашения шерсти кислотными
и активными красителями
3.1.5 Определение содержания кислотных и активных красителей и коэффициенты удельного светологлощения на шерстяном волокне в результате крашения в присутствии редокс систем
3.2 Изучение диффузионных свойств окрашенной шерсти
3.2.1 Исследование поперечных срезов шерстяного волокна
3.3 Определение валкоспособности шерстяных
материалов, окрашенных в присутствии окислительновосстановительных систем
3.4 Обоснование механизма интенсифицирующего
действия окислительновосстановительных систем в
процессах крашения шерсти кислотными и
активными красителями
3.4.1 Определение количества свободных амино и карбоксильных групп в шерстяном волокне
3.4.2 Определение количества образовавшихся органических кисл от
3.4.3 Исследование изменения поверхностных свойств шерстяного волокна методами сорбции паров
бензола, воды и йода
3.4.4 Расчет сродства кислотных и активных красителей
к шерстяному волокну
3.4.5 Исследование электрических свойств внешней поверхности шерстяного волокна
3.5 Определение окислительновосстановительного потенциала редокс систем
3.6 Исследование спектров поглощения красильных растворов в присутствии окислительновосстановительных систем
3.7 Исследование спектров поглощения окрашенных шерстяных текстильных материалов
3.8 Кислотный гидролиз связи активный краситель шерстяное волокно
3.9 Определение спектральных и колористических характеристик окрашенной шерстяной ровницы
3. Влияние окислительновосстановительных
систем на сохранность шерсти в процессе крашения
Определение степени повреждения шерстяной ровницы
Термогравиметрический и дифференциальнотермический анализ шерстяной ровницы, окрашенной с использованием редокс систем
Изучение физикомеханических свойств окрашенной шерстяной ровницы
3. Исследование возможности применения окислительновосстановительных систем при крашении кислотными и активными красителями текстильных материалов из полиамидного волокна, натурального шелка, хлопка и гидратцеллюлозного волокна
3. Оценка потребительских свойств окрашенных текстильных материалов
3. Производственная апробация низкотемпературного крашения шерсти в присутствии редокс систем
Глава 4 Технологическая проводка низкотемпературного крашения шерстяных текстильных материалов
Глава 5 Техникоэкономическое обоснование
низкотемпературного процесса крашения шерсти
Основные выводы
Список используемых источников


Окислители действуют на шерсть в некоторых технологических процессах, а также в условиях влияния атмосферных факторов. При этом затрагиваются преимущественно цистиновые поперечные связи 1. Традиционно шерсть окрашивают при кипении красильных водных растворов в присутствии органических или минеральных кислот. При этом степень повреждения шерстяного волокна в значительной мере определяется температурой красильного раствора и ванны. Наиболее подходящим интервалом значений при температуре 0 С следует считать 3,5 5,0 поскольку в таких условиях обеспечивается достаточно эффективная защита волокна от повреждения и высокая скорость крашения. Очевидно, несмотря на сравнительную устойчивость пептидных связей к действию кислот, в кислых растворах они гидролизуются. Таким образом, высокая температура и кислотность раствора, являясь одними из главных технологических параметров процесса крашения, регулирование которых позволяет значительно ускорять процессы сорбции и диффузии красителя в волокно, одновременно могут стать факторами, приводящими к необратимым процессам деструкции шерстяного волокна. Степень повреждения шерстяного волокна в процессе крашения зависит и от класса используемых красителей. Так, при крашении хромовыми красителями ухудшение физикомеханических свойств более заметно, чем, например, при крашении кислотными. Одним из наиболее эффективных и рациональных путей сохранения или минимального изменения свойств и струюуры кератина шерсти в процессе переработки является использование низкотемпературных способов крашения. Для компенсации уменьшения скорости процесса предлагаются физические и химические способы воздействия на красильную систему, а также совершенствование периодических способов крашения путем снижения модуля ванны или увеличения скорости циркуляции красильного раствора. При крашении шерсти при температурах ниже 0 С возникают новые проблемы достижение равномерной окраски по всему объему текстильного материала, повышение длительности процесса крашения, изменение глубины окрашивания волокна. Крашение при пониженной температуре целесообразно проводить при использовании интенсификаторов. Физические методы воздействия на красильную систему предусматривают использование вакуумирования, высокочастотного нагрева, применение ультразвука, магнитной обработки и повышенного давления, модификацию шерстяного волокна путем обработки низкотемпературной плазмой 3. Химические способы воздействия на красильную систему предполагают добавление в красильные растворы соединений, влияющих или на состояние красителя в растворе, или на структуру волокна. Наибольший интерес представляют препараты или соединения, одновременно активирующие сорбцию красителя путем диспергирования красителя и увеличения размера микропор шерстяного волокна. Эффективность действия отдельных вспомогательных реагентов так высока, что позволяет осуществлять процесс крашения даже при комнатной температуре. Это реализуется в полунепрерывных холодных способах крашения. Однако многие интенсификаторы приводят либо к снижению прочностных показателей, либо ухудшают экологическую обстановку, либо изза неприятного запаха, токсичности требуют специального оборудования. Кроме того, многие интенсификаторы увеличивают продолжительность процесса. Крашение при температуре ниже 0 С имеет большую экономическую эффективность, так как позволяет значительно сократить энергозатраты, расход воды, снизить потери дефицитного дорогостоящего сырья каким является шерстяное волокно, уменьшить объем сточных вод. Снижение температуры только на С позволяет сократить энергозатраты на . По данным международного секретариата шерсти, процесс крашения на холоду самый экономичный, поскольку позволяет экономить более кг жидкого топлива и л воды на 0 кг окрашенной шерсти по сравнению с обычным способом крашения. Кроме того, снижение температуры крашения способствует сохранению прочности волокна и предохраняет волокно от пожелтения 4. Способ крашения при пониженной температуре наиболее целесообразен для волокна, так как обеспечивает его лучшую сохранность и перерабатываемость при последующих производственных процессах.