Баданов К.И.

Таразский государственный университет имени М.Х. Дулати, г. Тараз, Республика Казахстан

Применение магнитной активации воды в крашении шерсти для снижения сброса вредных веществ в сточные воды

Крашение шерсти хромовыми красителями в силу большей экономичности и высокой устойчивости окрасок к машинной стирке сохраняет ведущее место. В качестве проблем их использования можно отметить следующие: трудность получения заданного оттенка и достижения точного соответствия цвету эталона, его воспроизводимости; ограниченность гаммы цветов; высокое содержание ионов хрома в сточных водах; повреждение шерстяного волокна, вызывающее ухудшение переработки в прядении.

Соли шестивалентного хрома являются токсичными для многих живых организмов, включая и те организмы, которые используются при биологической очистке сточных вод. Максимальная концентрация в сточных водах ограничена до 0,5 мг/л для шестивалентного хрома и 2-5 мг/л для трехвалентного хрома.

Возможность снижения температуры хромирования при крашении шерсти хромовыми красителями в основном определяется энергией химической реакции превращения шестивалентного хрома в трехвалентный. Дальнейшее совершенствование и интенсификация всех стадий крашения хромовыми красителями должно быть направлено на использование не только химических, но и физических способов воздействия на красильную систему, в частности электромагнитной активации водных сред в крашении, так как известно, что активированная магнитными полями водная среда способствует ускорению многих химических реакций.

В данной работе изучена возможность снижения температуры крашения и хромирования за счет использования магнитноактивированной водной среды.

Обработку воды магнитными полями проводили по схеме, представленной на рис. 1.

Рис.1 Схема установки для магнитной обработки водных сред

1- расходная емкость с водной средой; 2 - центробежный насос; 3 - магнитный аппарат; 4 - регулятор напряжения.

Водную систему из расходной емкости (1) прокачивали через магнитный аппарат (3) центробежным насосом (2). Скорость протекания водной среды (v) рассчитывали по формуле:

где V - объем воды, заполнивший мерную емкость за время измерения, м³;

F - площадь поперечного сечения рабочего зазора в центре канала

аппарата, м² ;

t - время заполнения мерной емкости, с.

Скорость протекания воды в магнитопроводе регулировали изменением напряжения (U) на электрообмотках центробежного насоса. Cкорость движения воды изменяли в пределах от 0,5 до 10 м/с. Для увеличения времени пребывания водной среды в магнитном поле обработку проводили в режиме циркуляции. Температура обрабатываемой водной среды 18-20°С.

В проведенных исследованиях изучена возможность снижения температуры крашения и хромирования за счет использования магнитноактивированной водной среды. Для крашения использовали гребенную ленту мериносовой шерсти и красители хромовый синий 2К, хромовый желтый К. Выполнена серия опытов по крашению шерстяного волокна при содержании красителя 1,5% от массы волокна по следующим режимам:

1- крашение по типовому режиму при 100^оС в неактивированной воде;

2- крашение при 80оС и хромировании при 100^оС в неактивированной воде;

3-крашение и хромирование при 80^оС в неактивированной воде;

4- крашение и хромирование при 80^оС в магнитноактивированной воде.

На примере красителей хромового синего 2К и хромового желтого К по спектрам отражения (рис.2, 3) показано, что при крашении и хромировании в магнитноактивированной воде при 80^оС и в не активированной воде при 100^оС получены идентичные окраски.

Рис.2. Спектры отражения образцов шерсти, окрашенных красителем

хромовым синим 2К

Рис.3. Спектры отражения образцов шерсти, окрашенных красителем

хромовым желтым К

Из рисунков видно, что спектры отражения образцов, окрашенных в магнитноактивированной воде при 80^оС (4) и в неактивированной при 100^оС мало отличаются друг от друга. Снижение температуры крашения и хромирования без магнитной активации водной среды дает большое различие в окрасках образцов, о чем свидетельствуют спектры (3) отражения окрашенных образцов. Снижение температуры крашения до 80^оС без снижения температуры хромирования также не дает хороших результатов. Спектры отражения образцов (2), окрашенных по режиму 2 сильно отличаются от спектров образцов, окрашенных по стандартному режиму при 100^оС. Установлено положительное влияние магнитной активации воды на смачивание и набухание шерсти при крашении шерстяного волокна. В случае использования магнитноактивированной воды увеличивается набухание шерстяного волокна, тем самым увеличивается внутренний объем волокна, доступный для сорбции красителя, улучшаются условия диффузии красителя и дихромата калия в волокно. Увеличение степени набухания волокна обеспечивает рост внутреннего объема полимера, доступного для адсорбции красителей. Магнитноактивированная вода способствует снижению температуры крашения и хромирования до 80-85^оС и ускорению процесса их диффузии, следовательно снижается количество красителя и дихромата калия в остаточной ванне, что положительно сказывается на снижении количества вредных веществ в сточных водах.

Литература

1. Welham A.C. Aduances in afterchrome dyeinq of wool // Jornall of the Society of Dyers and colourst. –1986. - № 4 –p.126-131

2. Spinaci P., Ciccrelo N. Dyenq With chrome Dyers: Yow temperature chrominq and elimination of chrome residuers from Water Effluets // 12 the Conqress of the Jnternational Federation of Textile Chemist and Colourists. 10-13 juni 1981. Budapest, 1981-19p.