Разработка теоретических основ применения гуминовых кислот в крашении и печатании тканей кубовыми красителями

• Автор: Погорелова, Анна Сергеевна
• Шифр специальности: 05.19.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 193 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Физикохимические свойства кубовых красителей и эффективность технологий колорирования текстильных материалов
1.1.1. Способность кубовых красителей к обратимому восстановлению определяющий фактор для формирования

технологий колорирования

1.1.2. Связь между состоянием кубовых красителей в красильной ванне и адсорбционнодиффузионными процессами при крашении текстильных материалов
1.2. Природные гуминовые соединения как возможная альтернатива синтетическим текстильновспомогательным веществам

1.2.1. Происхождение и роль гуминовых соединений в биосфере

1.2.2. Современные представления о молекулярном строении гуминовых соединений

1.2.3. Свойства природных гуминовых веществ, предопределяющие возможность их применения для повышения эффективности процессов отделки текстильных материалов

2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Характеристика объектов исследования
2.1.1. Красители
2.1.2. Химические материалы
2.1.3. Текстильные вспомогательные вещества
2.1.4. Текстильные материалы
2.1.5. Препарат на основе торфяных гуминовых кислот
2.2. Методы и методики исследования
2.2.1. Спектрофотометрическое исследование состояния красителей в растворе
2.2.2. Потенциометрическое исследование реакционной способности серосодержащих восстановителей
2.2.3. Методика количественного определения ронгалита
2.2.4. Исследование кинетики восстановления кислотного красителя ронгалитом
2.2.5. Методика определения цветовых характеристик окрашенных образцов ткани
2.2.6. Методика определения содержания кубовых красителей на ткани
2.2.7. Определение ровняющей способности кубовых красителей
2.2.8. Исследование миграции лейкосоединений кубовых красителей
2.2.9. Изучение реологических свойств печатных красок
2.2 Методика крашения ткани по щелочновосстановительному способу
2.2 Методика крашения хлопчатобумажной ткани по лейкокислотному способу
2.2 Методика печатания ткани по ронгалитнопоташному способу
2.2 Определение устойчивости окрасок к физикохимическим воздействиям
2.3. Оценка погрешностей результатов исследований
2.3.1. Расчет погрешности результатов определения содержания красителей в волокне по методу сернокислых золей
2.3.2. Расчет погрешности определения констант скорости реакции восстановления водорастворимой модели кубовых красителей ронгалитом
2.3.3. Расчет погрешности определения энергии активации реакции восстановления водорастворимой модели кубовых красителей ронгалитом
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Влияние гуминовых кислот на состояние кубовых красителей в водных растворах
ЗЛ.1. Спектрофотометрическая оценка влияния гуминовых
кислот торфа на состояние ионизированной лейкоформы кубовых красителей в водном растворе ЗЛ .2. Изучение действия гуминовых кислот на коллоидные растворы лейкокислот кубовых красителей
3.2. Исследование роли гуминовых кислот в процессах восстановления кубовых красителей
3.2.1. Влияние гуминовых кислот на реакционную способность серосодержащих восстановителей
3.2.2. Кинетика восстановления водорастворимой модели кубовых красителей гидроксиметилсульфинатом натрия в присутствии гуминовых кислот
3.3. Применение гуминовых кислот для повышения эффективности колорирования хлопчатобумажных тканей кубовыми красителями
3.3.1. Реализация теоретических представлений о взаимодействии кубовых красителей с гуминовыми кислотами в растворе при разработке нового состава для крашения тканей
по щелочновосстановительному способу
3.3.2. Взаимодействие лейкокислот кубовых красителей с гуминовыми соединениями в жидкой среде
как основа повышения эффективности крашения тканей по лейкокислотному способу
3.3.3. Оценка эффективности применения гуминовых кислот как катализаторов при печатании тканей
по ронгалитнопоташному способу ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Тем не менее, попытки расшифровать механизм восстановления кубовых красителей никогда не прекращались, при этом наиболее информативным оказался кинетический подход . Первые исследования, направленные на количественное описание кинетики восстановления кубовых красителей, нашли отражение в работах Маршалла и Петерса , Казанской и Беленького . Ими установлено, что скорость восстановления не пропорциональна поверхности частиц красителя, а зависит от его массы согласно уравнению первого порядка. В более поздних публикациях описаны попытки учета искажающего влияния стадий массоперсноса и адсорбции, характерных для гетерогенных процессов . Надо признать, что год от года эти попытки становятся все более успешными . В целом, прогресс в понимании механизмов восстановления кубовых красителей, как правило, был следствием прогресса во взглядах на механизмы функционирования серосодержащих восстановителей. При всей сложности изучения процесса восстановления кубовых красителей, последние имеют ту особенность, что сама реакция восстановления обусловлена лишь наличием в их молекулах карбонильных групп. В качестве модели в принципе может выступать любое соединение, содержащее те же функциональные группы, что и типичные кубовые красители, но хорошо растворимое в воде. Такой подход дает возможность исключить искажающее действие макрокинегических факторов. Первые попытки подобного рода были сделаны Баумгарте , изучавшим реакцию восстановления дитионитом и ронгалитом водорастворимого производного аитрахинона. В дальнейшем этот подход стал широко использоваться как в изысканиях фундаментального характера, так и в работах практической направленности. Именно использование модельных соединений красителей индигокармина и Прямого красного 2С позволило Ивановским физхимикам внести неоценимый вклад в понимание механизма реакции восстановления кубовых красителей производными сульфоксиловой кислоты . Детальное изучение кинетики восстановления указанных красителей ронгалитом позволило представить схему стадий восстановления и вывести соответствующие кинетические уравнения . В дальнейшем предложенный в упомянутых работах химизм восстановления нашел подтверждение в исследованиях ученых других научных школ 2,. Для лучшего понимания практической значимости реакции восстановления кубовых красителей в процессах колорирования текстильных материалов целесообразно провести краткий анализ существующих технологий. Напротив, во втором случае восстановление является по существу лимитирующим процессом, так как протекает одновременно с адсорбцией красителя на волокне и за очень короткий промежуток времени. При таких условиях скорость и степень восстановления красителя могут определить результаты процесса колорирования в целом. Анализ литературных данных показал, что с начала х годов в колорировании тканей кубовыми красителями и, в первую очередь, в печатании, начали преобладать непрерывные технологии ронгалитнопотацдная и двухфазная. Именно с этого момента внимание исследователей к вопросам восстановления значительно возросло 6,. Кроме того, внедрение новых технологий сразу выявило ряд существенных недостатков, присущих применяемым в них восстанавливающим агентам. Так, крайне низкая устойчивость щелочных растворов дитиопита натрия к кислороду воздуха, даже при низких температурах, не позволяла получать высокие степени фиксации красителя на ткани при печати двухфазным способом , несмотря на то, что непроизводительные потери восстановителя компенсировали повышением его концентрации в рабочих растворах. Ронгалит, в отличие от дитионита, устойчив к действию кислорода воздуха при комнатной температуре, по способен восстанавливать кубовые красители только в условиях зреления ткани, что ограничивает его область применения лишь ронгалитнопоташной технологией печати. Однако даже в условиях запаривания реакционная способность ронгалита недостаточно высока, и для достижения приемлемой степени фиксации красителя требуется значительное время тепловой обработки напечатанного материала, что, безусловно, снижает производительность данного способа.