Баданов К.И., Баданова А.К., Кутжанова А.Ж., Баданова Р.Р.

 

Таразский государственный университет имени М.Х. Дулати, г. Тараз, Алматинский технологический университет, г. Алматы,

Республика Казахстан

 

АКТИВАЦИЯ ДИФФУЗИОННО-СОРБЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ КРАШЕНИИ ШЕРСТИ

 

         Научной основой интенсификации процесса крашения является ускорение межфазного переноса и прежде всего диффузия красителей и других диффузантов в структуре кератина. Настоятельным требованием времени является понижение экологической опасности существующей и создание экологически безопасной новой технологии крашения, создание интенсифицированной технологии крашения шерсти кислотными и активными красителями, которая позволит сократить продолжительность крашения, снизить энергоемкость процесса, повысить устойчивость окраски к сухому и мокрому трению, уменьшить свойлачиваемость волокна, улучшить внешний вид изделия и его эксплуатационные свойства [1].

         Изыскание путей интенсификации крашения при одновременном повышении степени полезного использования красителей и снижения уровня загрязнения окружающей среды является задачей чрезвычайно актуальной. При интенсификации химико-технологического процесса следует учитывать его особенности. Если технологию крашения можно отнести к капиллярно-диффузной схеме, когда количество прибывшего капиллярной транспортировкой вещества достаточно для придания минералу нужных свойств (цвета, чистоты, устойчивости и др.) и после кратковременного пребывания в растворе материал направляется в устройство для осуществления фиксации красителя (его диффузии внутрь волокна, закрепления и др.), то способы интенсификации должны быть направлены на подготовку материала, измельчение и дезагрегацию частиц красителя в растворе. Здесь можно выделить физические и химические способы воздействия на материал и растворитель [2].

         Изменением состава красильных ванн, поддерживанием температуры крашения на оптимальном уровне можно достаточно полно реализовать воз­можности интенсификации крашения за счет создания высокой активности молекул красителей. Другим подходом к созданию высокоскоростных способов колорирования шерстяных материалов является использование активации волокнообразующих полимеров и молекул красящих веществ в условиях высокочастотного и микроволнового нагрева, обработке ультразвуком, низкотемпературной плазмой, ультрафиолетовым излучением, гамма- и бетта- радиацией, магнитными полями. Применение этих нетрадиционных приемов позволяет в результате целенаправленного изменения свойств волокон и красителей при более низком уровне термической активации процесса фиксации получить такие результаты по скорости и степени закрепления красителей, качеству окраски и свойствам текстильного материала, которые при традиционных способах нагрева в ряде случаев недостижимы.

         При внедрении новой технологии крашения, либо при использовании новых классов красителей и определения оптимальных условий крашения возникает ряд вопросов технического характера. Исследования влияния параметров крашения шерсти по периодическому способу сопряжены с рядом трудностей, связанных прежде всего с отсутствием модельного красильного оборудования, позволяющего проводить крашение субстратов малого веса в условиях с оперативным изменением условий крашения [3].

         В связи с этим разработка и внедрение в производство установок, позвояющих воспроизводить условия работы промышленного оборудования, а также позволяющие менять условия крашения в широком диапазоне по желанию экспериментатора являются важной научно-технической задачей.

         В ТарГУ им.М.Х.Дулати разработана установка, позволяющая окраши­вать различные субстраты массой от 0,5 до 3 граммов. Предусмотрена пред­варительная подготовка красильного раствора: растворение компонентов рецептуры и красителей при заданной температуре. Это необходимо для предотвращения «сваривания» красителей. Крашение субстрата происходит в другой емкости, а приготовленный красильный раствор подается непосредственно к субстрату. Скорость подачи красильного раствора к окрашиваемому субстрату может варьироваться в широком диапазоне. Конструкцией установки предусматривается специфика окрашиваемого субстрата. Конструкция установки позволяет автоматически поддерживать температуру приготовления красильного раствора и температуру крашения, а также взятие проб остаточного раствора для анализов без останова красильной установки.

         Созданная установка апробирована в химлаборатории при крашении шерстяного волокна различными классами красителей. Было исследовано влияние различных параметров на диффузнонно-сорбционные свойства шерсти. Крашение шерсти проводили в растворах красителей: кислотного бордо, кислотного синего а/х и активного ярко-красного 5СХ. Температуру крашения варьировали от 80 до 90°С. Время крашения варьировали от 40 до 90 минут. Скорость движения красильного раствора относительно образца варьировали в пределах 0,6 - 1,2 м/мин. Результаты крашения оценивали по следующим показателям: остаточному содержанию красителя в ванне; коло­ристическим показателям окраски, измеренным на спектроколориметре «Спектротон» (насыщенности S, светлоте L и цветовому тону T); равномерности прокраса волокна; прочности окраски к физико-механическим и физико-химическим воздействиям. В качестве сравнения использовали образцы, окрашенные по традиционной технологии при 92оС. Полученные экспериментальные данные обрабатывали методом математической статистики на ЭВМ. Предварительно полученные результаты показали, что при использовании данной установки можно интенсифицировать внешнюю диффузию красителя из раствора к волокну, увеличить сорбцию красителей шерстяным волокном и тем самым получать качественные окраски, в частности хорошую равномерность прокраса волокна; полнее выбрать краситель из красильной ванны; менять условия крашения (температуру, скорость подачи раствора, направление подачи раствора); оперативно следить за протеканием процесса крашения путем отбора проб красильного раствора во времени.

         Использование разработанной установки позволит решать возникшие проблемы колорирования различных волокнистых субстратов. Известно, что переход на другой класс красителей требует скрупулезной работы хими­ков-колористов в лаборатории, а также не менее сложную корректировку по­лученных результатов непосредственно в цехе. Применение установки значительно упростит работу специалистов. Разработанная красильная установка позволяет изучать влияние скорости течения красильного раствора на сорбцию красителей при крашении и качество окраски. На данной установке можно задать условия крашения промышленного красильного оборудования периодического действия и провести разработку новой технологии крашения шерсти, либо новой рецептуры крашения без дальнейшей корректировки в условиях предприятия. Использование данной установки в лабораториях красильных цехов позволит ускорить разработку новых рецептов и сократить время  на их реализацию в производство, а изготовление промышленного аналога позволит внедрить в производство принципиально новое красильной оборудование и технологию по крашению шерстяного волокна.

 

Литература

 

1. Баданов К.И., Кауымбаев Р.Т., Баданова Р.Р. Устройство для жидкостной обработки текстильных материалов. А.с №49741. Комитет по правам интеллектуальной собственности Министерства юстиции Республики Казахстан, 2007г.

2. Баданов К.И., Новорадовская Т.С, Чеснокова В.И., Меерсон С.И., Новорадовский А.Г. Использование воды, активированной электромагнитными полями, при крашении шерсти хромовыми красителями //Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности.- 1989.-№4.-С.70-73.

3. Баданов К.И. Использование электромагнитных полей при крашении шерсти хромовыми красителями с целью уменьшения хрома в сточных водах. Рациональное использование отходов производства с применением экологически чистых технологий в текстильной и кожевенно-обувной промышленности // Теэ.докл. Реепубл. Научно-технич. Конф-ции. Джамбул-Алма-Ата.; НПО «Казлегпром», 1990, с.26-27.