Физико-химические закономерности процессов, протекающих при восстановлении кубовых красителей производными сульфиновых кислот

• Автор: Пушкина, Вера Анатольевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 117 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Строение и физикохимические свойства кубовых красителей

1.2 Стабильность гидрокси и аминометансульфинатов в твердой фазе и в водных растворах
1.3 Кинетика и механизмы редоксреакций, протекающих с участием гидрокси и аминометансульфинатов

1.4 Кинетика реакций восстановления кубовых красителей

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Используемые реактивы и оборудование

2.2 Методика полярографического анализа интермедиатов разложения рогалита

2.3 Методика исследования разложения ронгалита в водном растворе

2.4 Методика исследования кинетики восстановления кубовых красителей в отсутствие диффузионного контроля процесса
2.5 Методика исследования кинетики восстановления кубовых красителей при наличии диффузионных стадий
2.6 Обработка результатов кинетических измерений
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Изучение процесса разложения гидроксиметансульфината натрия в водном растворе
3.2 Математическое моделирование кинетики процесса разложения гидроксиметансульфината натрия в водном растворе
3.3 Кинетика восстановления кубовых красителей в отсутствие диффузионного торможения
3.4 Кинетика восстановления кубовых красителей в условиях, осложненных диффузией
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Целью работы является раскрытие механизмов гомогенных и гетерогенных реакций, протекающих при образовании лейкоформы кубового красителя, разработка подходов к их математическому описанию. В качестве объектов исследования в настоящей работе были выбраны кубовые красители, относящиеся к различным группам тиоиндиго краснокоричневый Ж тиоиндигоидный , яркозеленый С полициклический, броминдиго индигоидный, золотистожслтый ЖХ антрахиноновый. Научная новизна Впервые проведено кинетическое исследование редокспроцессов, протекающих при аэробном разложении водных растворов гидроксиметансульфината натрия, установлен стехиометрический механизм, разработана математическая модель. Исследованы кинетические закономерности гомогенных и гетерогенных реакций, протекающих при восстановлении кубовых красителей гидрокси и аминоалкансульфинатами натрия, установлен механизм процессов, разработана модель кинетики. Практическая значимость. Полученные данные могут быть использованы при оптимизации действующих технологических процессов с участием производных сульфиновых кислот и кубовых красителей. Разработанные экспериментальные и теоретические методы исследований могут быть применены к описанию кинетики других редоксреаций, осложненных диффузионными и адсорбционными стадиями. Апробация работы. Материалы проведенных исследований докладывались и обсуждались на VII Международной конференции Проблемы сольватации и комплексообразования в растворах Иваново, г. II Международной научнотехнической конференции Актуальные проблемы химии и химической технологии. Химия Иваново, г. Международной научнотехнической конференции Достижения текстильной химии в производство Текстильная химия Иваново, , Международной научной конференции Математические методы в технике и технологии ММТТ Смоленск г. Работа выполнена в соответствии с Основными направлениями научных исследований Ивановского государственного химикотехнологического университета, по теме Термодинамика, строение растворов и кинетика жидкофазных реакций. КРАСИТЕЛЕЙ. Кубовые красители по своей значимости в практике колорирования текстильных материалов занимают, безусловно, ведущее место, особенно в крашении и печатании материалов из целлюлозных волокон, а в настоящее время и из смесей целлюлозных волокон с синтетическими. Способность кубовых красителей фиксироваться на волокнах различного химического строения обусловливает важную роль красителей этого класса в текстильной промышленности 1. Следует отметить, что существуют и водорастворимые формы кубовых красителей кубогены 2, но поскольку исследования, проводимые в данной работе, посвящены изучению нерастворимых кубовых красителей, целесообразно более подробно остановится на строении и свойствах красителей именно этого класса. Характерным для молекул кубовых красителей является наличие в хромофорной системе с конъюгированными двойными связями не менее двух кетонных группировок. При действии восстановителей в щелочной среде кегонные группы переходят в энольные с образованием растворимых лейкосоединений 1. В современной технологии используется более 0 марок кубовых красителей. Все они делятся на два класса индигоидные и полициклические. К полициклическим относятся производные антрахинона и циклические хиноны, к индигоидным производные индиго и тиоиндиго. Полициклические в свою очередь подразделяются на 7 групп 2,8 антрахиноназины индантроны аитрахинонпиразины фталоилоксалины ациламииоантрахиноны антрахиноназолы антрахинонакридоны диантрахинониламины антримиды производные антрахинона, конденсированные с пяти и шестичленными изо и гетероциклами. Необходимость перевода кубовых красителей в лейкоформу в процессах крашения и печатания объясняется тем, что частицы гидрофобных красителей в суспензии окружены сольватной оболочкой и не могут приблизиться к поверхности волокна на расстояние, необходимое для возникновения межмолекулярных связей. Только при наличии достаточно интенсивных сил притяжения сродства сольватные оболочки частиц красителя и поверхности волокна деформируются, частицы красителя приближаются к поверхности
волокна на расстояние порядка 23 А и происходит окрашивание.