Исследование влияния пентагидрата сульфата меди и сульфита натрия в составе редокс-системы на процесс крашения шерстяного субстрата кислотными красителями.

*119729*

Захаренков С.А., Кхаддур В., Кудрявцева Е.В, Буринская А.А.

Санкт-Петербургский Государственный Университет Технологии и Дизайна

Исследование влияния пентагидрата сульфата меди и сульфита натрия в составе редокс-системы на процесс крашения шерстяного субстрата кислотными красителями.

Для сравнения действия разных восстановителей в системе с персульфатом аммония проведено крашение согласно описанной в [1] работе A. Kantouch, F. Kantouch и H. El-Sayed, в качестве восстановителя для интенсификации процессов колорирования шерсти кислотными красителями возможно использовать пентагидрат сульфата меди и сульфит натрия. Проведены предварительные обработки материала перед крашением следующими системами: 1) АПС; 2) CuSO₄ (в красильную ванну при 100 ⁰С); 3) CuSO₄ / АПС; 4) CuSO₄ / АПС / тиомочевина; 5) CuSO₄ / АПС / Na₂SO₃.

Каталитическое окисление шерстяной ткани проводилось следующим образом: 1) Обработка в течение 15 минут в ванне, содержащей 10 мг/л сульфата меди при 50 ⁰С, МВ = 25. Затем образцы отжимаются и высушиваются при комнатной температуре; 2) Следующей стадией было окисление в течение 60 мин. при 65 ⁰С в ванне, содержащей АПС (0,005 моль/л), уровень рН установлен с помощью буфера - 5,5. МВ = 25; 3) Обработка сульфитом натрия (5 г/л) при 30⁰С в течение 15 минут, МВ = 25, образцы промыты холодной водой, отжаты под прессом и высушены при 80⁰С; 4) Обработка тиомочевиной (0,05 моль/л) при 30⁰С в течение 15 минут, МВ = 25, образцы промыты холодной водой, отжаты под прессом и высушены при 80⁰С.

Крашение осуществлялось при 70 ⁰С 30 минут, МВ = 25, в присутствии буфера (рН = 5,5) и без него.

Результаты исследований приведены в графическом виде (рис. 1 – 2), а также описаны колористические характеристики и координаты цветности окрашенной шерстяной ткани в системе Lab (табл. 1 – 4).

Рисунок 1 - Спектры отражения шерстяной ткани, окрашенной красителем желтым светопрочным (R – коэффициент отражения окрашенных образцов, %; 1 – предварительная обработка АПС, крашение с буфером (рН = 5,5); 2 – предварительная обработка АПС, крашение без буфера; 3 – добавка CuSO₄ в красильную ванну, обработка при 100 ⁰С; 4 – предв. обработка системой CuSO₄/АПС, с буфером (рН = 5,5); 5 – предварительная обработка системой CuSO₄/АПС, без буфера; 6 – предв. обр. с-мой CuSO₄/АПС/тиомочевина, с буфером (рН = 5,5); 7 – предв. обработка системой CuSO₄/АПС/тиомочевина, без буфера; 8 – предв. обработка с-мой CuSO₄/АПС/Na₂SO₃, с буфером (рН = 5,5); 9 – предв. обработка системой CuSO₄/АПС/Na₂SO₃, без буфера; 10 – крашение по классическому режиму 45 минут при 80 ⁰С).

Рисунок 2 - Спектры отражения шерстяной ткани, окрашенной красителем кислотным зеленым Ж (для расшифровки см. рис. 1)

Таблица 1 - Колористические характеристики и координаты цветности окрашенной кислотным желтым светопрочным шерстяной ткани в системе Lab (для расшифровки номеров образцов см. рис. 1)

Номер образца	Цветовые характеристики					K/S при λ_мах = 500 нм
	Стандартный источник освещения D65/10⁰
	L*	a*	b*	C*	h*
1	74,64	5,27	16,52	17,34	72,32	0,54
2	75,38	0,63	13,07	13,09	87,24	0,35
3	49,56	17,87	42,28	45,9	67,08	9,89
4	63,89	-1,87	25,6	25,67	94,17	1,0955
5	58,16	4,37	33,37	33,65	82,54	2,617
6	41,83	0,12	16,84	16,84	89,58	4,256
7	38,88	10,65	26,05	28,14	67,77	12,18
8	63,4	-2,64	26,22	26,35	95,74	1,108
9	54,95	9,6	37,49	38,7	75,65	4,311
10	69,26	6,19	23,04	23,85	74,96	1,033

Таблица 2 - Колористические характеристики и координаты цветности окрашенной кислотным бордо шерстяной ткани в системе Lab (для расшифровки номеров образцов см. рис. 1)

Номер образца	Цветовые характеристики					K/S при λ_мах = 525 нм
	Стандартный источник освещения D65/10⁰
	L*	a*	b*	C*	h*
1	55,03	31,34	5,73	31,86	10,36	0,2671
2	64,9	16,7	9,27	19,1	29,02	0,305
3	38,12	26,42	18,64	32,33	35,2	5,290
4	50,76	14,98	17,88	23,33	50,06	0,8167
5	42,53	23,25	18,24	29,55	38,11	1,6490
6	35,93	5,89	12,15	13,5	64,12	3,560
7	24,87	21,07	6,02	21,92	15,93	8,46
8	52,08	13,08	20,77	24,55	57,8	0,8268
9	40,82	21,46	19,8	29,2	42,7	2,475
10	48,7	27,5	11,64	29,86	22,94	0,76

Таблица 3 - Колористические характеристики и координаты цветности окрашенной кислотным синим 2К шерстяной ткани в системе Lab (для расшифровки номеров образцов см. рис. 1)

Номер образца	Цветовые характеристики					K/S при λ_мах = 600 нм
	Стандартный источник освещения D65/10⁰
	L*	a*	b*	C*	h*
1	57,22	-1,56	-12,22	12,32	262,74	0,186
2	70,57	-0,87	6,81	6,87	97,32	0,211
3	22,94	3,74	-17,99	18,38	281,75	0,869
4	52,17	-7,9	3,99	8,85	153,2	0,5524
5	45,14	-7,18	-0,67	7,21	185,36	0,69
6	36,77	-1,83	10,8	10,96	99,61	2,568
7	23,34	-1,08	-7,01	7,09	261,21	2,387
8	51,52	-7,49	5,79	9,46	142,3	0,5825
9	32,61	-3,05	-12,09	12,47	255,84	0,7494
10	50,31	-2,84	-9,93	10,33	254,04	0,29

Таблица 4 - Колористические характеристики и координаты цветности окрашенной кислотным зеленым Ж шерстяной ткани в системе Lab (для расшифровки номеров образцов см. рис. 1)

Номер образца	Цветовые характеристики					K/S при λ_мах = 625 нм
	Стандартный источник освещения D65/10⁰
	L*	a*	b*	C*	h*
1	57,17	-37,34	-0,55	37,34	180,84	0,176
2	62,99	-27,03	-0,17	27,03	180,37	0,201
3	36,93	-39,1	4,04	39,31	147,1	0,8583
4	51,32	-35,58	5,88	36,06	170,61	0,5894
5	44,53	-40,2	4,92	40,5	173,02	0,7494
6	34,93	-12,06	9,63	15,43	141,38	2,692
7	28,83	-24,18	4,85	24,66	168,67	2,475
8	49,54	-35,19	6,6	35,8	169,37	0,62
9	41,52	-43,12	3,94	43,3	174,78	0,7822
10	53,16	-38,41	1,5	38,44	177,77	0,2884

Близкий к нейтральному уровень рН остаточных красильных ванн (см. табл. 5) показывает малое наличие кислых продуктов разложения персульфата аммония, что, в свою очередь, говорит о необходимости проведения обработок материалов р-ром АПС непосредственно в красильной ванне для поддержания кислого уровня рН и благоприятного воздействия окислителя на образование радикалов красителя и волокна одновременно.

Таблица 5 - Значения рН остаточных красильных ванн (для расшифровки номеров образцов см. рис. 1)

Номер образца	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
рН_ост	5,5	5,0	5,0	5,0	4,5	5,0	4,0	5,0	4,0	5,5

Следует отметить, что после обработки шерсти раствором пентагидрата сульфата меди волокна приобрели слегка зеленоватый оттенок. Это является следствием того, что раствор соли меди изначально имеет слабую голубую окраску, а шерсть желтовато-кремовый оттенок и при смешении цветов мы и получаем слабую зеленую окраску, которая после обработки ткани тиомочевиной, восстанавливающей присутствующие на ткани соединения, приобретает глубокую бурую окраску.

Авторами (A. Kantouch, F. Kantouch и H. El-Sayed) не указано на значительное изменение в цвете образцов при применении указанных восстановителей, нашими исследованиями этот факт подтверждается при колорировании шерсти способом прямой печати. И из-за отмеченного нарушения колористики нами решено отказаться от продолжения исследований данных редокс-ситем.

Литература:

1. A. Kantouch, F. Kantouch and H. El-Sayled. Surface Modification of Wool Fabric to Improve its Printing with Acid and Reactive Dyes / Textile Research Division, National Research Centre, Dokki, Cairo, Egypt. 2006.

2. Петрова О.В., Буринская А.А., Жукова Н.А. Интенсификация процесса крашения шерсти активными красителями с использованием окислительно-восстановительных систем / Технология текстильной промышленности, 2002, №6, стр. 57 – 59.

3. Петрова О.В. Изменение структуры шерстяного волокна при крашении в окислительно–восстановительной среде / Журнал прикладной химии, 2005, №4, стр. 616 – 618.