Теория краш ения бум аж н ой массы

вают гексаметафосфатом или тринатрийфосфатом. При растворении целе­
сообразно вначале растереть краситель с пятикратным количеством горя­
чей воды в тонкую пасту, а затем разбавить ее горячей водой до требуемой 
концентрации.
При растворении труднорастворимых основных красителей целесоо­
бразно растереть краситель с двух-трехкратным количеством 30%-ной ук­
сусной кислоты и затем полученную пасту разбавить горячей водой. При 
приготовлении концентрированных растворов прямых красителей для по­
лучения пасты используют 5%-ный раствор кальцинированной соды.
Нельзя совместно растворять или смешивать растворы разных краси­
телей (кислотные с основными, прямые с основными), имеющих разнои­
менные заряды. Прямые красители с кислотными смешивать можно, так 
как они имеют одноименный отрицательный заряд.
Водорастворимые красители - типичные электролиты, при их раство­
рении образуются ионы. Некоторые из красителей имеют константы дис­
социации, близкие константам диссоциации хлористого калия или натрия. 
Чем лучше растворим краситель, тем он больше ионизирован и степень 
его диссоциации выше и, наоборот, чем труднее растворим краситель, тем 
меньше в его растворе ионов и больше агрегированных коллоидных ча­
стиц. На состояние красителей в растворе влияет температура: при низких 
температурах превалирует агрегатное состояние, а при высоких, близких 
к100°С, - ионное и молекулярное[8].
Растворы красителей недостаточно стабильны и при длительном хра­
нении стареют, что связано с агрегацией частиц, потерей ими заряда и коа­
гуляцией, в результате чего из растворов выпадает хлопьевидный осадок.
Старение красителей наступает довольно скоро. Многие основные 
красители уже через 2 4 -3 6
ч
дают значительный осадок, поэтому не ре­
комендуется готовить растворы красителей заблаговременно, ранее чем 
за 3 - 4
ч
до их применения.
О сн овы тео р и и к р а ш е н и я . Чтобы уяснить взаимодействие краси­
телей и волокон при крашении, рассмотрим физико-химические свойства 
окрашиваемых волокон и красителей и их поведение в водных растворах.
Целлюлозное волокно имеет сложное строение, обладает пористой 
структурой с большим числом микроскопических и субмикроскопиче- 
ских пор и большой внутренней поверхностью, способной адсорбировать 
различные вещества. В воде целлюлозные волокна набухают, причем вода 
проникает в поры и капилляры и в неориентированные межмицеллярные 
пространства (аморфные участки), ослабляет и даже разрушает на отдель­
ных участках водородные связи внутри волокна и связывается со свобоД' 
ными гидроксильными группами целлюлозы, что облегчает в дальнейшем 
процесс крашения волокна.
268

В водной среде волокна целлюлозы заряжены отрицательно, что созда­
ет известный барьер для адсорбции волокном красителей с одноименным 
зарядом и, наоборот, способствует притяжению и адсорбции катионных 
красителей.
Исследования показали, что прямые красители связываются преиму­
щественно с первичными гидроксильными группами целлюлозы [7].
При крашении краситель сначала адсорбируется волокном, а затем 
диффундирует с поверхности в глубь волокна до тех пор, пока не наступит 
равновесие между концентрациями красителя в растворе и в волокне, при 
котором краситель равномерно распределяется в толще волокна.
Согласно уравнению адсорбции Ф рейндлиха количество красителя, 
адсорбированного волокном, увеличивается с ростом концентрации краси­
теля в растворе:
т
гле 
х -
количество адсорбированного вещества (адсорбтива); 
т -
количество адсорбируемого вещества (адсорбента); 
с
- равновесная концентрация адсорбтива (красителя); 
а и л - постоянные, определяемые опытным путем.
Наряду с адсорбцией красителей одновременно происходит и диффу­
зия частиц красителей в микро- и субмикроскопические поры волокна, 
благодаря чему краситель прокрашивает волокна во всей его толщине. 
Скорость диффузии красителей в волокна резко увеличивается с ростом 
температуры, например при температуре 100° С она выше, чем при комнат- 
ной температуре, в 6 0 -1 0 0 раз [7]. Скорость диффузии красителя внутрь 
волокна во много раз меньше скорости адсорбции красителя поверхностью 
волокна, так как первый процесс связан с преодолением пространственных 
затруднений и действия отталкивающих сил одноименно заряженного во­
локна. Последние весьма значительны при применении анионных (кислот­
ных красителей), из-за чего адсорбция их волокном очень мала. Процесс 
диффузии красителя можно выразить уравнением Фика:
— =£>— . 
(62) 
d z
d x
2
d c
гДе 
количество продиффундировавшего в единицу времени красителя;
D
- коэффициент диффузии; 
с -
концентрация красителя в волокне;
х -
расстояние, на которое перемещается диффундирующее вещество. 
Можно считать, что коэффициент диффузии 
D
характеризует диф­
фузионную способность красителя и проницаемость волокна. Диффузия 
чрасителей зависит от размеров частиц красителя, величины субмикро-
269

скопических пор волокна, плотности упаковки макромолекул целлюлозы, 
температуры, концентрации, скорости перемешивания и других факторов.
Из уравнения Фика вытекает, что скорость изменения в процессе диф­
фузии концентрации красителя в волокне пропорциональна разнице его 
концентраций на поверхности и внутри волокна. Диффузии красителя 
благоприятствует набухание волокна, молекулярнодисперсное состояние 
частиц красителя в растворе и повышенная температура.
Краситель адсорбируется волокном до тех пор, пока не наступит равно- 
весие между количествами адсорбированного и десорбированного краси­
теля.
Распределение ионов красителя внутри волокна после наступле- 
ния равновесия характеризуется уравнением мембранного равновесия 
Доннана:
К в А в - К р А р ,

жүктеу/скачать 17,63 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: