Обоснование и разработка малооперационных процессов пероксидного беления хлопчатобумажных тканей с использованием комплексообразующих соединений

• Автор: Дерябкина, Екатерина Вячеславовна
• Шифр специальности: 05.19.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 156 с.

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРЫЙ ОБЗОР

1.1. Основные закономерности разложения пероксида водорода

в процессах беления текстильных материалов

1.1.1. Механизмы разложения пероксида водорода в щелочной среде, состав образующихся активных частиц

1.1.2. Пути решения проблемы стабилизации пероксида водорода

1.2. Химические превращения целлюлозы и ее примесей

в пероксидсодержащих системах

2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Характеристика обьектов исследования

2.2. Характеристика используемых химических реагентов

2.3. Режимы обработки хлопчатобумажной ткани
2.3.1.Отварка
2.3.2.Беление
2.4. Методы оценки эффективности беления текстильных материалов
2.4.1. Определение капиллярности
2.4.2. Определение белизны
2.4.3. Определение разрывной нагрузки
2.5. Физикохимические и химические методы исследования гомогенных
и гетерогенных систем
2.5.1. Спектрофотометрическое исследование процесса комплексообразовання
2.5.2. Спектрофотометрическое исследование процесса разрушения хромофорной системы кверцетина
2.5.3. Волюмометрическое определение продуктов разложения пероксида водорода
2.5.4. Определение содержания пероксида водорода в растворах
2.5.5. Определение содержания пероксида водорода при белении ткани
2.5.6. Определение щелочности растворов
2.5.7. Определение силикатнощелочного .модуля
2.5.8. Определение удельной вязкости целлюлозы
2.5.9. Определение концентрации катионов Ее3 в растворе
3. ЭКСЕРИМЕ1 П АЛЫ 1АЯ ЧАСТЬ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Выявление взаимосвязи между природой комплексообразующих соединений и их способностью дезактивировать катионы Си2, Ее и Мп2
3.2. Влияние гидроксила натрия на процесс комплексообразования
Си2 с ОЭДФ
3.3. Сравнительная оценка участия продуктов гетеролитического и гемолитического разложения пероксида водорода при разрушении хромофорной системы флавоноидных красителей и в процессе
беления текстильных материалов
3.4. Разработка технологических регламентов рациональной малосиликатной технологии беления хлопчатобумажных тканей
3.5. Производственная проверка технологических регламентов рациональной бескисловочной технологии беления тканей
различного ассортимента
ВЫВОДЫ
СГ1ИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
АННОТАЦИЯ
Представленная диссертационная работа посвящена разработке малооперационной технологии пероксидного беления хлопчатобумажных тканей с использованием комплексообразующих соединений. Предметом исследования является выявление органических комплексообразователей, способных выступать в качестве стабилизаторов пероксида водорода в условиях высоких до 0С температур и рН.
В ходе выполненных с привлечением современных методов физикохимического анализа экспериментальных исследований установлено, что фосфорсодержащие ко.мплсксоны, присутствующие в пероксидсодержащих растворах, при наличии катионов тяжелых металлов в большей мере способны подавлять катализируемый распад Н2 в процессах беления текстильных материалов, чем их карбоксилсодержащие аналоги. В условиях конкурирующего действия катионов щелочных металлов определено минимально необходимое соотношение между катионами и комплексонами, при котором снижается вероятность образования каталитически активных комплексонатов. Сопоставлена эффективность продуктов гемолитического и гетеролитичсского разложения пероксида водорода в процессах разрушения хромофорной системы окрашенных спутников целлюлозы. Показана возможность применения композиционных стабилизирующих составов при перокендном белении хлопчатобумажных тканей.
Разработана новая ресурсосберегающая, малооперационная технология беления хлопчатобумажных тканей, позволяющая исключить использование коррозионно и экологически опасного реагента, снизить расход хим. реагентов, воды, улучшить санитарногигиенические условия труда в отбельных цехах и на хим. станциях текстильных предприятий.
Диссертационная работа содержит введение, литературный обзор, методическую часть, экспериментальную часть с обсуждением результатов, выводы, список использованной литературы 4 источника и приложения. Основная часть диссертационной работы изложена на 2 страницах машинописного текста, содержит рисунков и таблицы.
ВВЕДЕНИЕ


Чистые растворы пероксида водорода устойчивы длительное время, область наибольшей стабильности . С 2. Их разложение вызывают изменение . В первом случае образуется нуклеофильный пергидрокенл ион за счет удержания общей электронной пары, во втором случае электрофильные радикалы, атомы которых содержат по одному электрону. Считают, что в процессе собственно беления большую роль должны играть нуклеофилы, способные разрушать хромофорную систему лигнина и природных красителей. Напротив, во взаимодействие с ионизированными в щелочной среде гидроксильными группами целлюлозы должны вступать электрофильные радикалы 6,1. Становится очевидным, что эффективность беления и степень сохранности целлюлозы зависят от соотношения нуклеофильных и электрофильных частиц в белящих растворах. Увеличение скорости беления с ростом отбеливающего раствора подтверждает мнение о белящем действии псргидроксилионов. Узкий интервал . НО 9. Превышение сге, повидимому, влечет за собой непроизводительный расход пероксида водорода, например, вследствие рекомбинации пергидроксилионов 4 или их взаимодействия с Н2 5 . Н2 с ЫаОН, т. Реакция гемолитического расщепления пероксида водорода характеризуется сравнительно высокой энергией активации 1 кДжмоль, и ее осуществление возможно при температуре порядка 0С . Однако в присутствии катализаторов разложения данный процесс протекает даже при комнатной температуре. Считают, что наиболее сильными катализаторами разложения пероксида водорода являются катионы переходных металлов, имеющие незаполненные орбитапн. Си7 и Мп2. Эти металлы и их соединения могут поступать в перекисную ванну с технологической водой, тканью, вследствие загрязнения хим. Попадание солей металлов на волокно возможно уже в процессе выращивания хлопка внекорневая подкормка растений хлопчатника соединениями меда, марганца и др. Общее содержание солей переходных металлов в необработанном хлопке может достигать 0. Согласно современным представления о механизме катализа, разложение пероксида водорода под действием катионов осуществляется путем образования промежуточных продуктов или свободных радикалов. Считают, что в случае Яе и Мп2 ведущая роль в катализе принадлежит радикально цепным процессам . Наиболее изучен гомогенный катализ разложения пероксида водорода в присутствии железа. Выявлен ряд аспектов этого катализа разложение пероксида водорода с одновременным окислением иона закисного железа в окненое, механизм гомогенного разложения, вызываемого ионом трехвалентного железа, торможение и усиление этого катализа, разложение под действием железа в комплексной форме. Впервые система Ре НЮ, была исследована Раффом . В дальнейшем наиболее существенный вклад в изучение механизма процесса и установление кинетических закономерностей внесли работы Габера, Вейса , Барба. Бакссндаля с сотр. Пурмаля с соавт. Наиболее убедительные доказательства в пользу реализации радикальноцепного процесса получены методом ингибиторов . Так, например, добавление в систему Не тетранитрометана, который эффективно восстанавливается радикалом ИОу Оу, приводит к появлению на кинетических кривых газовыделения четких, довольно продолжительных, периодов индукции. Эти данные однозначно свидетельствуют о генерации в системе свободных радикалов НО О и реализации радикальноцепного механизма каталитического диспропорцией ирован и я пероксида водорода. Так же найдено, что указанный процесс ингибируется акрилонитрилом, фенолом, метанолом, причем период индукции увеличивается с ростом концентрации введенного в реакционную сферу ингибитора . Доказательства образования гидроксильных радикалов получены на основании изучения окисления системой Те3 Н трихлоруксусной, муравьиной и других органических кислот, а также алканов, осуществляемое ОН радикалами . Кроме того, образование радикалов в системе Ре3 Н2 подтверждено методами ЭПР и хе. В ходе процесса реализуется редоксцикл,
Гс ре2
в результате которого в системе появляется гораздо более активный катализатор разложения пероксида водорода ион закисного железа .