авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |

Теоретическое обоснование и разработка технологий колористической отделки волокнистых материалов на основе высокопрочных, термо-, огнестойких полигетероарилено

-- [ Страница 5 ] --

окрашенного дисперсным красителем в присутствии салициловой кислоты

Смещение, отвечающее колебаниям >С=N- связи гетероциклов, сопровождается уменьшением интенсивности полосы поглощения при концентрации красителя и АКК 7 и 25 % от массы волокна, что объясняется снижением подвижности сегментов волокна, включающих группы -N= и -NH- гетероциклических звеньев. Понижение энергии деформаций проявляется у - N =С< связи в результате ионизации атома азота протоном АКК и последующего присоединения аниона органической кислоты или ионизированного красителя к протонированной иминогруппе бенимидазольного цикла - NН+=С<. Для м-ПАБИ исходных и окрашенных в тех же условиях волокон Номекс наблюдается отсутствие полосы поглощения 2850 см-1 и смещение полосы поглощения 1647 см-1 в короткочастотную зону.

Выполненные исследования позволили рекомендовать к использованию периодический способ крашения ПАБИ материалов в водной дисперсии малорастворимой формы катионных красителей (синий 4К, синий 13, фиолетовый 4С) при температуре 100 оС в присутствии ароматической карбоновой кислоты и гидроксида натрия. В предложенной композиции на ряду с салициловой могут быть использованы бензойная, о-крезотиновая, антраниловая кислоты. Применение в составе для крашения АКК и гидроксида натрия создает необходимые условия для нейтрализации структурно связанной с ПАБИ минеральной кислоты, что способствует повышению гигиенических свойств материала, комфортности изделий бытового назначения.

В главе 4.4 обсуждается применение термодинамической теории необратимых процессов к проектированию технологических операций колористической отделки волокнистых материалов на основе ПГА, включающему определение благоприятного сочетания технологических параметров режима обработки в соответствии с заданными критериями технико-экономической эффективности процесса, а также метамерный и изомерный расчеты. Задача последних состоит в нахождении соотношений концентраций красящих веществ, обеспечивающих совпадение координат цвета окрашенного субстрата и заданного эталона. На примере шести партий швейных ниток СВМ и Тулен решена задача нахождения максимальной скорости изменения энтропии qmax внутри замкнутой системы. В этом случае qmax внутри системы отражает процессы и массо- и теплопереноса, связывая кинетические и термодинамические параметры (факторы оптимизации) операций крашения и промывки.

Предложено использовать два основных цвета ("диаду") двух красителей, смешением которых можно получить наиболее яркие окраски. Цвет арамидных, в том числе гетероциклических термостойких ПАБИ волокон, меняется в пределах от золотисто-желтого до темно-коричневого. Специфическая особенность колорирования этого вида текстильного сырья состоит в том, что третьим хромофорным компонентом триады цветов является хромофорсодержащий ПГА. Оттенок последнего может меняться в пределах одного - трех порогов чувствительности в результате химической активности реакционных центров -N=, -NH- ПАБИ по отношению к ингредиентам обрабатывающего состава. Например, выбор пары катионных красителей розового 2С и синего О обусловлен возможностью достижения окрасок наиболее высокой интенсивности и чистоты цветового тона. На ткани СВМ на основе п-ПАБИ комплексных нитей были получены диаграммы (рис. 16), в которых параметром изменения цвета служило различие значений f (R), равное разности значений f (R) окрашенной ткани и неокрашенной (золотисто-желтой):

lg f(R) = a lg Cp + b. (7)

В уравнении 7 Cp – концентрация красителя в растворе; a и b – постоянные коэффициенты. Проверка соответствия расчетных значений F(R)зрительным ощущениям экспериментальным значениям показала возможность применения предложенного

уравнения для прогнозирования окрасок хромофорсодержащего субстрата на основе полиамидобензимидазола. Эмпирическая линейная зависимость в логарифмических координатах применима для описания интенсивностей окраски при небольших отклонениях значений разнооттеночности E окрашенного волокнистого материала от исходного неокрашенного, принятого за образец сравнения (эталон). В результате лабораторных исследований были изготовлены карты возможных цветов ПАБИ тканей, окрашенных гидролизованными формами катионных красителей и близкими им по свойствам дисперсными красителями. Рис. 16. Зависимость параметра интенсивности окраски f(R)от концентрации в растворе красителей катионных синего О (1) и розового 2С (2).

В главе 4.5 представлены результаты исследований, подтверждающие механизм интенсификации крашения арамидных волокон катионными красителями, содержащими аммониевую группировку в сопряженной системе в присутствии органических добавок различной химической природы: ароматических карбоновых кислот, аминокислот, а также алкилсульфатов, алкилфосфатов и алкилмалеинатов ПАВ (АПАВ) с длиной углеводородной цепи от С3 до С17. Установлено, что перечисленные интенсификаторы оказывают на ПАБИ пластифицирующее действие и образуют с волокном лабильные комплексы по гетероциклам.

По УФ -спектрам остаточной и промывной ванн рассчитана количественная характеристика субстантивности ПАВ по отношению к ПГА - сродство (-), которое представляет собой суммарное понижение энергии 1 моля ПАВ при переходе из рабочего раствора в состояние, связанное полимером взаимодействиями различной природы: ионными связями (-И ), водородными (-Н) и вандерваальсовыми взаимодействиями (-В). Полученны зависимости количества сорбированного АПАВ тремя видами ПГА комплексных нитей при температуре 100 0С и начальном содержании ПАВ С17Н33СОN-(СН3) -(СН2)2 - SO3Na в растворе 2 г/л и МВ 250 (рис. 17), иллюстрирующими долевой вклад слагаемых субстантивности: - = - И -Н -В.

«Нейтральная» зона (рН = 8 - 6), обусловленная буферными свойствами среды во внутреннем объеме волокна, характеризуется насыщением доступных атомов азота, несущих положительный заряд, - центров фиксации АПАВ. Соответствующее повышение субстантивности определяется величиной -и1 в пределах изменения концентрации ПАВ на волокне от С1 до СII (кривая 1). Для сополиарамидных нитей (кривые 2 и 3) участок пропорциональности зависимос-  Зависимость сорбции АПАВ п-ПАБИ (1),-46 Рис. 17. Зависимость сорбции АПАВ п-ПАБИ (1), м-, п-сополиарамидным (2) и арамидным (3) волокнами от рН раствора

-ти СПАВВ = f (рН) охватывает область от 8- 8,5 до6, а узкая «нейтральная» зона имеет слабо кислую реакцию. Применив уравнение Джильберта и Риделла к случаю последовательной сорбции протонов и анионов, рассчитана доля сродства, относящаяся ко взаимодействиям ионной природы (рН 6-9):

-И1=RTln [ ПАВ-/(1- ПАВ-)][Н+/(1- Н+)] - RTln[ПАВ-][H+], (8)

где [ПАВ-] и [H+] - концентрации органических анионов (С17..) и протонов в растворе. Уравнение упрощается для точки на экспериментальной кривой, соответствующей величине сорбции [С11 - (С11 -С1)/2], в которой первое слагаемое обращается в 0: и1= - RTln [+]2 =4,6RT(рН), что составляет 120 кДж/моль. При дальнейшем понижении рН от 6 до 5 (кривая 1) создаются условия для дополнительного протонирования атомов азота, что сопровождается связыванием ионными силами новой порции ПАВ, при этом общее содержание ПАВ в волокне достигает уровня С111. Используя приведенный расчет для второго этапа ионной сорбции, вычислим величину сродства: и11 = 80 кДж/моль. Сродство, проявляемое в результате образования водородных связей и вандерваальсовых взаимодействий, рассчитанное в соответствии с законом Генри для диффузного распределения ПАВ, составляет 7 кДж/моль.

Различие в поведении волокон связано с особенностями их химического строения и межфазным распределением малых ионов Н+ с преобладанием в субстрате в соответствии с рассчитанными константами Доннана.

Анализ данных ЯМР показывает, что упорядочение структуры п-ПАБИ нитей при термической обработке в присутствие рассмотренных добавок красителя и ТВВ связано с наличием в полимере гетероцикла. У п-ПАБИ после термодесорбции примесей по сравнению с исходными образцами время спин-решеточной релаксации протонной намагниченности возрастает шестикратно, что говорит о значительном упорядочении структуры, образовании «сшивок». У образцов Фенилона подобного эффекта не наблюдается. Уменьшение времени спин-спиновой релаксации протонной намагниченности Т2Д сорбированной воды у СВМ волокна, экстрагированного горячей водой, по сравнению с исходным, указывает на значительное уменьшение подвижности молекул воды, что обусловлено увеличением количества доступных сорбционных центров полимера.

АПАВ вступают во взаимодействие с гетероциклами полимера с образованием ионных связей в кислой среде. Увеличение сорбционной емкости ПАБИ под влиянием рассматриваемых агентов согласуется с данными об уменьшении физической плотности обработанных волокон и создает условия для упрочнения полимера за счет образования сшивок по типу полимер-АПАВ -АПАВ-полимер.

Приведенные расчеты и полученные данные о свойствах обработанных арамидных материалов позволили рекомендовать использовать в процессах промывки ПГА волокна слабощелочной раствор для более полного удаления АПАВ. Такое условие позволяет уменьшить вероятность фиксации замасливателей, диспергаторов и выравнивателей анионного типа ионными связями.

Другой практически полезный вывод состоит в возможности изменения физико-химических свойств полимера путем модификации, размещении в надмолекулярной структуре ПГА высокомолекулярных текстильно-вспомогательных веществ, что может быть реализовано в процессах отделки. Это подтверждается актами производственных испытаний об увеличении показателей механической прочности обработанной АПАВ и окрашенной ткани из п-ПАБИ комплексных нитей по основе и утку соответственно на 18-42 и 3-26 % относительно необработанных образцов.

В главе 4.6 научно обоснован и разработан высокотемпературный способ крашения швейных ниток СВМ линейной плотности 59 и 118 текс дисперсным или катионным красителем в присутствии салициловой кислоты при температурах в пределах 110 - 120 °С с последующей промывкой. Рассмотрено влияние различных ПАВ и окислителей на эксплуатационные свойства волокна и возможность их использования в качестве промывных агентов. Предложена технология промывки швейных ниток СВМ, окрашенных дисперсным красителем, в растворе дихлоризоцианурата натрия.

Показана возможность повторного использования остаточных ванн в процессах крашения путем учета расхода ингредиентов составов. В низкомодульных процессах обработки волокнистого материала снижение расхода рабочих растворов позволило сократить объемы остаточных ванн для использования в последующем крашении путем подпитывания концентрированными растворами красителей и ТВВ до требуемого уровня концентраций. Разработан и апробирован графоаналитический метод определения составов остаточных ванн по диаграммам, построенным по данным количественного элементного анализа (рис.18) и данным спектрофотометрии (УФ и в видимом диапазоне) образцов тканей, окрашенных, например, красителем дисперсным синим МА в присутствии диспергатора. Расчет содержания красителя на волокне и в остаточной ванне упрощается за счет исключения этапа определения элементного состава красителя и волокна при наличии базы данных (диаграмм), связывающих концентрацию красителя и вспомогательного агента в полимере (рис.19) с функцией Гуревича-Кубелки-Мунка f(R) в соответствии с соотношением 7. Исходными данными для построения диаграмм служило процентное содержание элементов в составе красителей и вспомогательного агента. На рисунке 18 представлены спектры характеристических линий, по интенсивности которых можно судить о содержании брома в волокне. Данные получены на рентгеновском сканирующий кристалл-дифракционном вакуумном аппарате для спектрального анализа СПЕКТРОСКАН МАКС-GV.

 Характеристические линии-47 Рис. 18. Характеристические линии флуоресцентного излучения образцов ПА ткани, окрашенных 1 и 2 %-ми дисперсиями красителя синего МА Рис. 19. Диаграмма распределения Br на волокне.


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.