СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ КРАШЕНИЯ АКТИВНЫМИ КРАСИТЕЛЯМИ ПУТЕМ ХИМИЧЕСКОЙ ИНТЕНСИФИКАЦИИ

summary

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, проаналізовано сучасний стан проблеми, яка вирішується, сформульовано мету і задачі дослідження, охарактеризовано об’єкт і предмет дослідження, наведено методи дослідження, розкрито наукову новизну та практичну цінність роботи, наведено відомості щодо її апробації.

У першому розділі дисертації представлено літературний огляд, у якому розглянуто проблеми фарбування текстильних матеріалів. Зазначено, що найбільш поширеними для фарбування бавовняних тканин є активні барвники, які утворюють міцний ковалентний зв’язок з целюлозним волокном. Наведено основні властивості активних барвників, теоретичні основи та механізм процесу фарбування.

Розглянуто сучасні напрямки інтенсифікації процесу фарбування активними барвниками. Особливу увагу приділено аналізу переваг та недоліків різних видів інтенсифікації, представлені можливості використання в процесі фарбування інтенсифікуючих агентів органічної природи.

Відмічено, що застосування активних барвників для фарбування текстильного матеріалу має особливість – жорсткі умови промивки, які формують великий обсяг стічних вод і збільшують собівартість технології. Стічні води, які утворюються при фарбуванні, містять широкий спектр забруднень, за рахунок присутності високої концентрації розчинних барвників, неорганічних солей і ТДР. Очищення стічних вод, які містять активні барвники і неорганічні домішки, вимагає додаткових витрат, що зумовлює підвищення собівартості готової продукції.

Проаналізовано існуючі способи очищення стічних вод. Встановлено, що найбільш ефективними є способи, які дозволяють використовувати очищені стоки в замкненому циклі при суттєвому зменшенні потрапляння шкідливих речовин в навколишнє середовище.

В результаті критичного аналізу літературних джерел та узагальнення даних запропоновано шляхи вирішення проблеми підвищення ефективності процесу фарбування за рахунок зниження витрат барвників та використання очищених стічних вод.

У другому розділі наведено характеристику текстильних матеріалів, активних барвників і препаратів, що використовуються в роботі, представлено основні методи дослідження та математичну обробку одержаних результатів. Для дослідження використовували найбільш поширені активні барвники, які застосовуються вітчизняними текстильними підприємствами.

Кількісну оцінку барвника на волокні здійснювали на підставі спектрофотометричного аналізу фарбувальних розчинів. Вимірювання спектрів відбиття і розрахунок колірних характеристик забарвлень здійснювали, використовуючи автоматичну систему об’єктивного вимірювання кольору, до складу якої входять: спектрофотометр Macbeth, Division of Kollmorden Instruments Corporation, IBM-сумісний персональний комп’ютер та пакет прикладних програм для вирішення завдань виробничої колористики.

Визначення коефіцієнтів дифузії барвників здійснювали методом дифузії крізь пористі скляні пластинки (метод Нортопа і Ансона). Радіус частинок барвників розраховували за допомогою рівняння Стокса-Ейнштейна. В’язкість розчинів барвників досліджували за методом Оствальда.

Для якісного та кількісного визначення гідролізованої форми барвника використовували метод паперової висхідної хроматографії.

Термодинамічні показники активних барвників визначали розрахунковим шляхом на основі експериментально одержаних даних досліджень спорідненості до волокна.

Стійкість забарвлень до фізико-механічних впливів оцінювали за методиками, що передбачені державними стандартами.

В роботі досліджували склад стічних вод текстильних підприємств. Аналітичними методами кількісно визначали вміст іонів кальцію, хлорид- і сульфат-аніонів та загальну жорсткість очищених стічних вод.

При обробці експериментальних даних використовували метод математичної статистики, а саме кореляційно-регресійний аналіз. Результати експериментів оброблені з використанням персонального комп’ютеру і програмних пакетів "Curve Expert 1.3", "Мiсrоsoft Office Excel 2003".

Третій розділ присвячений розробці теоретичних аспектів інтенсифікуючої дії органічних сполук при фарбуванні бавовняних текстильних матеріалів активними барвниками. На основі загальних положень теорії фарбування і механізмів інтенсифікації процесу виявлено, що інтенсифікатори мають змінювати стан барвника, структуру волокна, що обумовлює зміну технологічного режиму фарбування. Зменшення розмірів частинок барвника сприятиме прискоренню його дифузійної рухливості в розчині та зростанню ступеня фіксації на волокні, що забезпечує використання органічних спиртів та карбонових кислот. Поверхнево-активні речовини (ПАР) також впливають на поверхню волокна, розширюючи пори та збільшуючи поверхню вибирання барвника з розчину. Підібрані інтенсифікатори дозволяють змінювати технологічний режим процесу фарбування, тривалість процесу та кількість компонентів фарбувального складу, що обумовлює високу ефективність технології.

У підрозділі 3.1 представлено результати дослідження інтенсифікації процесу фарбування бавовняних тканин активними барвниками шляхом введення до фарбувального складу інтенсифікаторів органічної природи з метою підвищення економічної ефективності технології.

Одним з основних факторів ефективності впливу інтенсифікаторів є показник ступеня ковалентної фіксації барвників. Тому початковий вибір інтенсифікуючих агентів здійснювали за ступенем фіксації барвника на волокні.

В якості інтенсифікаторів в роботі використовували органічні речовини різних класів. Встановлено, що максимальне збільшення ступеня фіксації досягається при використанні одно- і багатоатомних спиртів, органічних кислот з довгим вуглецевим ланцюгом, гідроксикислот, амідів і ПАР. Інші досліджені класи органічних сполук не підвищують ступінь фіксації барвника, або сприяють його значному зменшенню. Тому, для подальших досліджень використовували тільки ті речовини, які обумовлюють підвищення ступеня фіксації барвника на волокні: