Статья: Колорирование смесовой ткани активными красителями в присутствии аминокислот

Российский государственный университет имени А.Н. Косыгина

Колорирование смесовой ткани активными красителями в присутствии аминокислот

Б.Б. Корнев, М.В. Пыркова, В.В. Сафонов

Колорирование смесовых полушерстяных тканей представляет определенные трудности, ввиду различной скорости сорбции волокнами различной природы активных красителей. Введение в красильную ванну аминокислот способствует повышению сорбционных свойств как шерстяного, так и вискозного волокна и получению равномерной окраски с высокими показателями устойчивости к физикохимическим воздействиям.

Ключевые слова: полушерстяная ткань, активные красители, аминокислоты, сорбция, крашение.

KOLORIROVANIYE OF MIXED FABRIC ACTIVE DYES IN THE PRESENCE OF AMINO ACIDS

Kolorirovaniye of mixed half-woolen fabrics presents certain difficulties, in view of various speed of sorption by fibers of various nature of active dyes. Introduction to a tinctorial bathtub of amino acids promotes increase in sorption properties of both woolen, and viscose fiber and receiving uniform coloring with high rates of resistance to physical and chemical influences.

Keywords: half-woolen fabric, active dyes, amino acids, sorption, dyeing.

Современные требования потребителей к качеству текстильных материалов из шерстяных волокон предъявляются к совокупности уникальных потребительских свойств шерстяных материалов, внешнему виду, ровной насыщенной и устойчивой к внешним воздействиям окраске, простоте очистки в бытовых условиях и сохранности формы в процессе стирки. В связи с повышенным спросом на изделия из шерстяных волокон, ограниченности пастбищ и объема выпуска продукции повышается актуальность разработки технологии крашения полушерстяных тканей, обеспечивающей максимальную сохранность исходных физико-механических свойств волокна, повышения качества выпускаемой продукции, расширение ассортимента и экономии ресурсов. Введение вискозной составляющей в шерстяной материал позволяет улучшить свойства шерстяного материала, повысить скорость впитывания водных растворов, снизить заряд статического электричества.

Высокие показатели окрасок к мокрым обработкам достигаются при использовании активных красителей, ввиду того, что они способны вступать в щелочной среде в ковалентное взаимодействие с волокном, содержащим амино- или гидроксильную группу [1]. Существуют различные способы крашения данными красителями, для получения глубоких насыщенных окрасок целесообразно использовать периодический способ. Крашение шерстяных тканей по периодическому способу осуществляется в кипящем красильном растворе в течение длительного времени, поскольку диффузии молекул красителя мешает наружный чешуйчатый гидрофобный слой шерстяного волокна [2]. Однако в процессе периодического крашения структура шерстяного волокна подвергается температурной деструкции, ухудшаются прочностные показатели волокна, материал приобретает желтоватый оттенок, что сказывается на конечном результате. Для снижения степени деструкции волокна применяются различные методики модификации поверхностного слоя шерстяного волокна, используются физические или химические методы интенсификации активации красителя и волокна [3], [4]. Одной из таких методик является введение в красильную ванну аминокислоты, что позволит снизить температуру крашения, повысить сорбцию активного красителя без ухудшения качества окраски, уменьшить содержание красителя в сточных водах.

Целью работы является исследование влияния аминокислот цистина, глицина и аспарагиновой кислоты на накрашиваемость и сорбцию красителей Reactive blue 19 и Reactive red 66 шерстяным и вискозным волокнами. Для разработки рациональной технологии крашения необходимо исследовать такие параметры, которые при высокой скорости крашения обеспечивают получение ровных насыщенных окрасок при максимальной сорбции и фиксации красителя волокном и сведения к минимуму скорости гидролиза активного красителя, то есть нецелевое его использование.

Для получения ровных окрасок большую роль играет качество подготовки текстильного материала к процессам колорирования. Любой текстильный материал представляет собой капиллярно-пористое тело способное смачиваться водными растворами, от скорости и глубины смачивания зависит длительность технологических процессов и качество полученной окраски [2]. Определение капиллярных свойств материалов, представленных в таблице 1, показало, что максимальные значения капиллярности у образца из вискозного волокна, а минимальные у образца из шерстяного волокна. Смесовая ткань имеет промежуточные значения, что связано с присутствием в смеске шерстяной составляющей. Следовательно, для повышения диффузии красителя в волокно необходимо частично разрушить поверхностный гидрофобный слой кератина.

колорирование ткань краситель аминокислота

Таблица. 1. Капиллярные свойства текстильного материала

Для модификации чешуйчатого слоя волокна применяли биологически активные соединения (аминокислоты), содержащие две функциональные группировки и являющиеся амфолитами, то соединениями способными ионизироваться в зависимости от кислотности или щелочности среды. Крашение образцов обработанных аминокислотами, проводили в изотермическом режиме при постоянной циркуляции красильного раствора в кислой среде в присутствии нейтрального электролита, выполняющего роль выравнивателя окраски и стабилизирующего скорость диффузии красителя в волокно. Экспериментальные результаты представлены в таблице 2,3.

Таблица. 2. Влияние концентрации аминокислоты цистин на фиксацию активного красителя Reactive blue 19

Таблица. 3. Влияние концентрации аминокислоты глицин на фиксацию активного красителя Reactive red 66

Предварительная обработка ткани в растворе аминокислоты цистин, глицин или аспарагиновая кислота повышает в дальнейшем количество как сорбированного так и фиксированного красителя более чем на 5 %. Наилучшие результаты по ровноте и насыщенности окраски были получены при использовании цистина в концентрации 10 мг/л, возможно это объясняется тем, что аминокислота как и фермент способствует частичной деструкции поверхностного слоя кутикулы. Из представленных выше значений видно, что большая сорбция красителя материалом как из индивидуального волокна, так и из смеси шерстяного и вискозного волокон наблюдается при крашении активным красителем Reactive blue 19 содержащим в качестве реакционноспособной группы винилсульфоновую группировку.

Поскольку не удалость достигнуть полного выбирания красителя из красильной ванны, было рассмотрено влияние различных факторов, таких как природа и концентрация электролита, выравнивателей окраски, кислотность красильной ванны и способ введения аминокислоты, на процесс крашения. Установили, что обработку аминокислотой цистин целесообразно проводить до крашения. Далее подвергали ткань колорированию в красильном растворе, содержащем нейтральный электролит сульфат натрия в концентрации 10 г/л, синтанол и уксусную кислоту 30%-ную в концентрации 0,5 г/л и 0,4 г/л соответственно. Для обеспечения ковалентного взаимодействия между красителем и волокном, которая протекает только в щелочной среде необходимо проводить щелочную обработку, однако при этом происходит деструкция как шерстяной, так и вискозной составляющей ткани. Поэтому для сведения к минимуму данного негативного влияния окрашенную ткань обрабатывали в слабом растворе водного аммиака. Данная технология позволила обеспечить фиксацию красителя на уровне 82% при крашении винилсульфоновым красителем Reactive blue 19 и на уровне 81% при крашении бромакриламидным красителем Reactive red 66 при температуре 60 ^оС, как видно из таблицы 2. Однако строение реакционоспособной группы красителя влияет на сорбцию его волокном, установили, что цистин способствует большей фиксации винилсульфонового красителя, а глицин бромакриламидного, вероятно это связано с изменением поверхностных электрокинетических свойств волокна.

Качество полученной окраски оценивается не только его ровнотой и спектральными характеристиками, но и его устойчивостью к различным физикохимическим воздействиям. Поэтому в дальнейшем окрашенные образцы были подвергнуты испытанию на устойчивость к сухому и мокрому трению, а также воздействию к мыльно-содовому раствору при температуре 40 ^оС. Результаты эксперимента представлены в таблице 4, 5.

Таблица. 4. Показатели устойчивости окрасок окрашенных Reactive blue 19 материалов к физико-химическим воздействиям

Таблица. 5. Показатели устойчивости окрасок окрашенных Reactive red 66 материалов к физико-химическим воздействиям