CC BY
47
ПРИКЛАДНАЯ ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
УДК 677.027
И. Ш. Абдуллин, А. А. Азанова, Г. Н. Нуруллина,
Р. Р. Мингалиев
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦВЕТОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ХЛОПЧАТОБУМАЖНОГО ТРИКОТАЖНОГО ПОЛОТНА ПОСЛЕ КРАШЕНИЯ АКТИВНЫМ КРАСИТЕЛЕМ
МАРКИ «РЕМАЗОЛЬ RR СИНИЙ»
Ключевые слова: плазменная обработка, трикотажное хлопчатобумажное полотно, крашение.
Представлены результаты исследования воздействия высокочастотного разряда при пониженном давлении на крашение хлопчатобумажного трикотажного полотна и его цветовые характеристики. Плазменная обработка суровых хлопчатобумажных трикотажных полотен позволяет уменьшить остаточную концентрацию красителя в ванне, повысить интенсивность окраски, а так же исключить технологический этап предварительной подготовки перед крашением в темные цвета.
Keywords: рlasma processing, a cotton knitted fabric, dyeing.
Presents the results of studying the influence of a high- frequency discharge in low pressure on the dyeing of cotton knitted fabric and the color characteristics. Plasma treatment of severe cotton knitted fabric allows to reduce the residual concentration of the dye in the bath, to increase the intensity of colour, as well as to eliminate technological stage of preliminary preparation before dyeing in dark colors.
Введение
В последнее время плазменные технологии находят все большее применение в текстильной промышленности. Кроме России, в настоящее время большая активность во внедрении плазмохимических методов обработки текстиля наблюдается в таких странах как Италия, США, Япония, Китай, Германия, Англия, Южная Корея [1]. В нашей стране имеется положительный опыт внедрения плазменных технологий для обработки в плазме тлеющего разряда шерстяных тканей при подготовке их под печать активными и кислотными красителями. Ведутся научные исследования по применению низкотемпературной плазмы в отделочных процессах текстильного производства [2,3]. Главная причина, заставляющая производителей текстильных материалов обращать внимание на плазмохимические методы, -это их экологическая безопасность. Внедрение плазмохимических технологий на текстильных предприятиях приводит к уменьшению потребления чистой воды на технологические нужды, существенному уменьшению количества сточных вод, заметному сокращению потребления химических реактивов и материалов [1]. Одним из наиболее востребованных и хорошо изученных эффектов плазменной модификации является придание поверхности материала гидрофильности и способности тканям мгновенно смачиваться водой и пропиточными составами. Известны [2,3,4,5] так же эффекты придания тканям с помощью плазмы масло-, водо- и грезеотталкивающих свойств, снижения усадки, улучшения их прочностных свойств и повышение формоустойчивости. Все перечисленные эффекты связаны, в первую очередь, с модификацией волокон и нитей, как структурных элементов, которые при соответствующем расположении (переплетении) образуют тканый материал. Очевидно, что открываются широкие перспективы для применения плазменной технологии в производстве и трикотажных изделий. В связи с вышеизложенным, большой интерес представляло исследование возможности применения неравновесной низкотемпературной плазмы в трикотажном отделочном производстве. Авторами ранее исследовано влияние потока плазмы высокочастотного емкостного (ВЧЕ) разряда при пониженном давлении на гигроскопические
характеристики сурового хлопчатобумажного трикотажного полотна [6]. Целью настоящей работы являлось исследование воздействия ВЧЕ-разряда при пониженном давлении перед крашением на технологические параметры процесса и цветовые характеристики хлопчатобумажного трикотажного полотна.
Экспериментальная часть
Объектом исследования являлось суровое хлопчатобумажное основовязаное трикотажное полотно. Плазменную обработку проводили на опытно-промышленной установке ВЧЕ-разряда с частотой 13,56 МГц в режимах, которые подбирали по данным литературного обзора [4]: давление в вакуумной камере Р - 26,6 Па, расход плазмообразующего газа G - 0,04г/с, продолжительность плазменной обработки t - 1-7 мин., мощность разряда W 1,0 -1,9кВт. После плазменной обработки образцов проводили крашение по типовой технологии активным красителем марки «Ремазоль синий RR». Крашение осуществляли с предварительной отваркой и без нее. Концентрацию красителя в ванне определяли по ее оптической плотности с помощью фотоэлектрического колориметра КФК-2. Цветовые характеристики образцов окрашенных трикотажных полотен определяли с помощью ручного спектрофотометра X-Rite Color Digital Swatch book (за результат принимали среднее значение 9 измерений). Для оценки цветовых характеристик использовали параметры модели цветового пространства CIELAB.
Результаты и их обсуждение
На первом этапе исследовали влияние ряда плазмообразующих газов на результат крашения хлопчатобумажного трикотажного полотна (рис.1). Одним из важнейших факторов, вызывающих увеличение смачиваемости после плазменной обработки, является образование гидрофильных кислородосодержащих групп [7], которое в наибольшей степени обеспечивает кислородная плазма. Однако образование новых кислородосодержащих групп в полимере так же возможно при обработке в смеси газов, где присутствует кислород, например, в воздухе. Увеличение гидрофильности поверхности полимеров так же достигается за счет образования свободных радикалов и, при дальнейшем контакте с кислородом, образования перекисей этих радикалов. В связи с изложенным, интерес представляло использование в качестве плазмообразующих газов - кислорода, воздуха, аргона и смеси аргона и воздуха. На рис.1 видно, что ВЧЕ-плазменная обработка во всех вариантах снижает остаточную концентрацию красителя в ванне. Максимальное ее снижение наблюдается при использовании в качестве плазмообразующего газа кислорода, что объясняется ее интенсивным окислительным воздействием.
Рис. 1 - Влияние вида плазмообразующего газа на крашение хлопчатобумажного трикотажного полотна активным красителем марки «Ремазоль синий КЯ»
Результаты исследования влияния мощности разряда и продолжительности плазменной обработки представлены на рис.2-3. По ним видно, что наилучшие результаты достигаются при мощности разряда 1,5 кВт и продолжительности обработки 5-7 мин, причем увеличение продолжительности обработки с 5 до 7 мин. существенной роли не играет. Очевидно, именно при этих параметрах плазменного воздействия образуется наибольшее количество гидрофильных кислородосодержащих групп.
Рис. 2 - Влияние мощности разряда на крашение хлопчатобумажного трикотажного полотна активным красителем марки «Ремазоль синий КЯ» (плазмообразующий газ -кислород)
Рис. 3 - Влияние продолжительности плазменной обработки на крашение
хлопчатобумажного трикотажного полотна активным красителем марки «Ремазоль синий ЯЯ» (плазмообразующий газ - кислород)
Таким образом, анализируя данные всех диаграмм по крашению образцов с предварительной отваркой и без нее, можно говорить о том, что плазменная ВЧЕ-обработка позволяет исключить предварительную отварку сурового полотна и приводит к снижению остаточной концентрации красителя в ванне на 40-60%.
Исследовали цветовые характеристики окрашенных образцов трикотажного хлопчатобумажного полотна (табл. 1). Анализируя данные исследования цветовых
характеристик окрашенных образцов можно говорить, что они подтверждают данные исследований кинетики крашения: у образцов с минимальными показателями остаточной концентрации красителя в ванне наблюдаются наименьшие значения светлоты и наибольшие значения насыщенности цветового тона полотна.
Таблица 1 - Цветовые характеристики образцов хлопчатобумажного трикотажного полотна при крашение активным красителем марки «Ремазоль синий ЯЯ»
Предв. Плазмообра Мощность Время ВЧЕ-обработки 1, мин. Цветовые характеристики
отвар- ка зующий газ разряда, кВт Светлота окраски L Насыщенность С Цвет овой тон И
+ - - - 30,36 18,94 255, 11
1,9 5 22,30 18,35 259, 36
кислород 1,0 23,75 18,42 260, 11
1,5 21,66 19,31 255, 86
1 24,91 18,74 255, 36
7 22,23 19,58 254, 91
1,9 5 24,72 18,81 259, 56
1,5 24,25 18,83 259, 64
1,0 26,37 19,12 258, 03
аргон 1,5 5 26,46 18,88 257, 70
аргон- воздух (70:30) 1,5 5 28,07 19,21 257, 26
воздух 1,5 5 25,95 18,87 258, 41
40,44 21,38 251, 60
Заключение
Обработка суровых хлопчатобумажных трикотажных полотен в потоке плазмы ВЧЕ-
разряда при пониженном давлении перед процессом крашения позволяет:
- минимизировать концентрацию красителя и продолжительность процесса;
- исключить предварительный процесс отварки при крашении в темные цвета;
- получать трикотажные полотна с цветовыми характеристиками равными, полученным
по типовой технологии.
Литература
1. Горберг, Б.Л. Использование низкотемпературной плазмы тлеющего разряда низкого давления для обработки текстильных материалов / Б. Л. Горберг, А. А. Иванов, В. А. Стегнин // Сборник трудов V Международного симпозиума по теоретической и прикладной плазмохимии. Т2, Иваново: 2008, С.586 - 589.
2. Шарнина, Л.В. Научные основы и технологии отделки текстильных материалов с использованием низкотемпературной плазмы, новых препаратов и способов колорирования : дис.
... докт.тех.наук: 05.19.02 / Шарнина Любовь Викторовна. - Иваново, - 2006. - 355с.
3. Садова, С.Ф. Использование НТП в отделке шерстяных материалов. Энциклопедия НТП, серия Б, ТХ1-5, М.: Янус-К, - 2006. - 538с.
4. Хамматова, В.В. Регулирование формовочной способности текстильных материалов с использованием плазменных технологий: дис. ... докт.тех.наук: 05.19.01 / Хамматова Венера Василовна - Казань, 2006. - 316 с.
5. Пархоменко, В.Д. Плазмохимическая технология, Т4 / П.И. Сорокаг, Ю.И. Краснокутский и др. -М.: Наука, 1991. - 392 с.
6. Азанова, А.А. Влияние потока плазмы высокочастотного емкостного разряда пониженного давления на целлюлозосодержащее суровое трикотажное полотно / А.А.Азанова, И.Ш. Абдуллин, Г.Н. Нуруллина // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2010. - №10. - С. 868-869.
7. Оулет, Р. Технологическое применение НТП / Р. Оулет, М.Барбье, Р. Черемисинофф.- М.: Энергоатомиздат, 1983. - 144с.
© И. Ш. Абдуллин - д-р техн. наук, проф., зав. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов, проректор по науке КГТУ, [email protected]; А. А. Азанова -канд. техн. наук, доц. каф. моды и технологии КГТУ, [email protected]; Г. Н. Нуруллина - ст. препод. той же кафедры, [email protected]; Р. Р. Мингалиев - асп. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КГТУ, [email protected].
