НАУЧНЫЕ ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ ТЕКСТИЛЬНЫХ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ НА ОСНОВЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ И ПАВ (12.10.2009)

Автор: Одинцова Ольга Ивановна

Влияние свойств препаратов серии полиаминов на эффективность их взаимодействия с активным ярко-красным 5СХ в растворе

Наименование

полиэлектролита Плотность заряда полиэлектролита, мг*экв/г Удельная вязкость 15 % раствора Степень связывания, Ф,% Эффективная концентрация связывания, Сэф., г/л

Полиамин ВМ-1 2,1 1,5 96,0 0,075-0,1

Полиамин ВМ-2 2,1 2,4 96,7 0,075-0,1

Полиамин ВМ-3 1,5 2,5 92,1 0,1

Полиамин НМ-1 3,4 1,8 99,0 0,05-0,1

Полиамин НМ-2 0,96 1,2 86,8 0,2

Каустамин -15 1,4 - 89,5 0,05-0,075

При оценке совокупного технологического эффекта, рассматриваемого с позиции повышения уровня прочностных показателей окраски, степени десорбции активных красителей с текстильного материала в раствор и степени их взаимодействия с полиэлектролитами, установлено, что снижение молекулярной массы до значений 104-105 в случае применения полиэлектролитов, синтезированных на основе эпихлоргидрина, играет положительную роль. Для полиэлектролитов серии ПДАДМАХ такого влияния на изучаемые характеристики не выявлено, что обусловлено химическим строением рассматриваемых соединений и позволяет предположить различные механизмы их взаимодействия с волокнообразующим полимером. Комплексный анализ результатов проведенных исследований и выявленные закономерности позволили сформулировать критерии выбора катионных полиэлектролитов (табл.6) и разработать методологию создания высокоактивных закрепителей-фиксаторов на их основе (рис. 3).

Таблица 6

Критерии выбора катионных полиэлектролитов для разработки высокоактивных закрепителей-фиксаторов

Критерии оценки Наименование полиэлектролита

ПДАДМАХ Праестол 851 ВС Праестол 854 ВС ПК-ХБ ПК Каустамин -15 Полиамин НМ-1

Высокая плотность катионного заряда ПЭ ++ ++ +++ ++ ++ ++ +++

Средняя молекулярная масса 104-105 + + + + + ++ +++

Образование гомогенного раствора +++ + + +++ +++ +++ +++

Равномерность нанесения +++ - - +++ +++ +++ +++

Наличие активных групп, обуславливающих возможность химического взаимодействия с целлюлозой волокна и образование пленки на его поверхности - - - + + ++ +++

Показано, что синтезированный в соответствии с выявленными критериями оценки пригодности катионных полиэлектролитов полиамин НМ-1, обладая оптимальным набором свойств, обеспечивает максимальную степень фиксации активных красителей на текстильном материале.

При проведении дальнейших исследований широко использовался предложенный методологический подход, обеспечивающий разработку высокоактивных препаратов и рациональных с экологической и экономической точек зрения технологий их применения посредством целенаправленного синтеза полиэлектролитов с заданными свойствами и оптимизации температурно-временных и концентрационных параметров по наиболее значимым качественным показателям текстильных материалов.

Рис.3 Методология создания закрепителей-фиксаторов и эффективных технологий их применения

В разделе 4.4 обсуждаются результаты изучения особенностей взаимодействия катионных поверхностно-активных веществ с активными красителями в растворе. Исследовано влияние природы катионных ПАВ на состояние активных красителей в растворе. Выявлено, что поверхностно-активные вещества, относящиеся к алкилдиметилбензиламмоний хлоридам (катапав, алкапав, катамин АБ), наиболее эффективно взаимодействуют с активными красителями (рис.4) по сравнению с кватамином КМ-10, являющимся оксиэтилированным алкиламином. Наличие оксиэтильных групп (-СН2-СН2-ОН) у поверхностно-активного вещества увеличивает значение гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ) и соответственно снижает способность к гидрофобным контактам, которые в данном случае облегчают последующее межмолекулярное взаимодействие партнеров реакции за счет электростатических сил.

Рис.4. Зависимость оптической плотности раствора активного ярко-красного 5СХ от концентрации ПАВ в системе

Наименование ПАВ:

1 - кватамин КМ-10;

2 - катапав;

3 - катамин АБ;

4 - алкапав.

Зависимость оптической плотности раствора красителя в присутствии таких ПАВ проходит через минимум. Повышение концентрации катионного поверхностно-активного вещества в системе приводит к образованию осадка. Дальнейшее увеличение концентрации ПАВ в растворе выше критической концентрации мицеллообразования при соотношении ПАВ: краситель >>> 1 приводит к тому, что система снова становится гомогенной за счет солюбилизации малорастворимого аддукта (рис.4). С помощью методов молярных отношений, спектрофотометрии и ИК-спектроскопии установлен факт получения в ходе реакции активного красителя с алкилдиметилбензиламмоний хлоридом нового химического соединения-комплекса состава 1:1, имеющего следующее химическое строение:

, где R=С10-С16.

В разделе 4.5 суммированы результаты определения возможности закрепления гидролизованного активного красителя с помощью катионных ПАВ и полиэлектролитов. Впервые выполнен комплекс исследований по обоснованию применения катионных текстильных вспомогательных веществ для закрепления гидролизованных форм активных красителей в растворе и на текстильном материале. Анализ результатов изучения поведения гидролизованных красителей в растворе и на волокне выявил максимальную эффективность действия производных алкилдиметилбензиламмоний хлоридов (катапав, кватрекс), в присутствии которых степень связывания красителей варьируется от 50 до 80%. Катионные полиэлектролиты – производные эпихлоргидрина – связывают гидролизованную часть активного красителя в среднем на 60%. Показано, что в случае совместного использования алкилдиметилбензиламмоний хлоридов и полиаминов наблюдается увеличение степени связывания активных красителей в растворе на 20-30%.

Наиболее подробно закрепляющее действие таких композиций изучено на примере системы каустамин – катапав, применение которой эффективно и универсально при связывании винилсульфоновых, дихлортриазиновых и монохлортриазиновых красителей. По степени фиксации (Ф, %) гидролизованных активных красителей на текстильном материале составом, включающим полиамин и алкилдиметилбензиламмоний хлорид, их можно подразделить на 3 группы:1 группа – трудносвязываемые (Ф менее 70%); 2 группа – среднесвязываемые (Ф от 70 до 80%); 3 группа – высокосвязываемые (Ф более 80%). К красителям первой группы можно отнести высокореакционно способный активный ярко-голубой КХ, являющийся дихлортриазиновым красителем производным аминоантрахинона. Вторая группа представлена также дихлортриазиновыми моноазокрасителями активным ярко-красным 5СХ и оранжевым КХ. Третья группа наиболее многочисленна. Она включает красители смесовой зеленый Ж и монохлортриазиновый фиолетовый 4К, который является медьсодержащим азокрасителем, винилсульфоновые азокрасители красно-фиолетовый 2КТ, красно-коричневый 2КТ и винилсульфоновые медьсодержащие: азокраситель активный желтый светопрочный 2КТ и краситель фталоцианинового ряда активный бирюзовый 2ЗТ.

??????b ????$?????* ????$?????

???0?????

???????????$?

???????????$?

???????????$?

???????????$?

???????????$?


загрузка...