Вопрос 2. Подготови­тельные операции отделки.

Предварительная отделка необходима для подготовки ткани к последующим операциям и зависит от волокнистого состава ткани.

Предварительная отделка хлопчатобумажныхтканей включает: опаливание (удаление выступающих кончиков волокон), расшлихтовку (удаление шлихты - нанесенной на нити основы в процессе ткачества), отваривание (удаление остатков шлихты, сопутствующих целлюлозе веществ и некоторых механических примесей), отбеливание (химическое и оптическое) – разрушение красящих веществ окислителями и обработку текстильных материалов оптически отбеливающими веществами; мерсеризацию (обработку тканей раствором щелочи определенной концентрации при натяжении).

Предварительную отделку льняныхтканей проводят по схеме хлопчатобумажного производства, но более осторожно, операции повторяют несколько раз, чтобы не разрушить техническое волокно до элементарного и не ухудшить свойства ткани. Кроме того, некоторые льняные ткани подвергают кислованию (обработке слабым раствором серной кислоты) для придания светло-серой окраски и мягкости.

Шерстяные тканив процессе отделки подвергают заварке (обработке камвольных тканей в расправленном виде кипящей водой с последующим охлаждением с целью снятия внутренних напряжений и способности равномерно окрашиваться), мокрой декатировке (обработке тканей горячей водой и паром с целью выравнивания напряжений в ткани и предупреждения образования заломов при дальнейшей обработке), карбонизации (обработке чистошерстяных тканей слабым раствором серной кислоты с целью удаления растительных примесей), валке (обработке тканей водой на специальных валяльных машинах с целью уменьшения усадки и образования войлокообразного застила, полностью или частично скрывающего ткацкий рисунок).

Предварительная отделка шелковых тканей зависит от вида применяемых нитей. Особенность этой отделки для тканей из шелковых нитей являются: отварка их в горячих мыльных растворах с целью увеличения мягкости и блеска и оживление – обработка тканей слабым раствором органических кислот (уксусной) для придания характерного туше (хруста или скрипа), определяемого на ощупь. В процессе предварительной отделки тканей изсинтетических волокони нитей относят термофиксацию, т.е. обработку тканей в расправленном состоянии горячим паром или воздухом для снятия внутренних напряжений, сохранения линейных размеров ткани и формы изделия при носке.

Вопрос 4. Крашение тканей.

Крашение -физико-химический процесс взаимодействия волокнистых материалов с красителем, в результате которого ткань приобретает однородную окраску, устойчивую к различным внешним воздействиям (трению, стиркам, химической чистке, действию света, пота и др.). Ткани, подвергнутые крашению, называются по отделке гладкокрашеными.

Согласно современной теории процесс крашения состоит из четырех ста­дий:

1) краситель в красильном растворе перемещается к поверхности во­ локна;

сорбция красителя поверхностью волокон;

диффузия красителя в структуру волокна;

фиксация красителя на волокне.

В период погружения текстильного материала в раствор красителя от­дельные молекулы или ионы красителя адсорбируются на внешней поверхно­сти волокон. Затем одновременно с адсорбцией происходит медленная диффузия красителя внутрь волокон и фиксация его на внутренней их поверх­ности. Чем меньше размер частиц красителя и больше набухает волокно, тем скорее частицы красителя проникают внутрь волокна.

Крашение текстильных материалов — сложный процесс, зависящий от ряда факторов: структуры материала, вида волокна, диффузионной способ­ности красителя, добавок электролита, температуры красильной ванны и др. Текстильные материалы окрашиваются главным образом синтетическими кра­сителями, которые обеспечивают сочную, глубокую и прочную окраску, без­вредны для человека, не ухудшают свойств волокон.

Применяют следующие группы и классы красителей. Группа раствори­мых в воде красителей: классы •— прямые, кислотные, активные, катионные. Группа нерастворимых в воде красителей: классы — кубовые, сернистые, дис­персные. Группа красителей, образующихся на волокне: классы — азоидные, черный анилин.

Названия красителей имеют определенную систему: первое слово в назва­нии обозначает класс красителя, второе слово указывает его цвет, третье слово уточняет качество окраски, буквы и цифры (марка) характеризуют от­тенок окраски и другие свойства, например прямой желтый светопрочный К.

Прямые красители. Окрашивают целлюлозные, полиамидные и белковые волокна. Обеспечивают яркую, сочную, но неустойчивую к мокрым обработ­кам и свету окраску. Для повышения устойчивости окраски применяется об­работка закрепителями (ДЦУ, ДЦМ и др.).

Кислотные красители. Окрашивают белковые и полиамидные волокна. Обеспечивают яркую, сочную, но неустойчивую к свету, стирке и трению ок­раску. Кислотно-протравные (хромовые) красители окрашивают белковые и полиамидные волокна. Устойчивость получаемой окраски значительно вы­ше, чем при кислотном крашении, однако прочность волокон немного снижа­ется.

Активные красители. Это — красители, содержащие активные группы, об­ладающие способностью вступать в химическое взаимодействие с волокнооб-разующим полимером и образовывать прочные химические (ковалентные) связи. Окрашивают целлюлозные, белковые, полиамидные волокна. Окраска яркая и устойчивая к мокрым обработкам, трению и свету.

Катионные красители. Применяют для крашения полиакрилонитрильных волокон. Получаемая окраска прочная, яркой широкой гаммы цветов.

Кубовые красители. Путем восстановления их переводят в водорастворимые натриевые соли лейкосоединений, которые легко усваиваются волокни­стым материалом. Далее лейкосоединение под действием кислорода воздуха или другого окислителя непосредственно на волокне переходит в исходный краситель. Кубовыми красителями окрашивают целлюлозные волокна, полу­чая широкую гамму цветов и оттенков. Окраска устойчивая, яркая.

Сернистые красители. Как и кубовые, их восстанавливают в натриевую соль лейкосоединения. Натриевая соль хорошо выбирается волокном, после окисления на волокне она переходит в нерастворимое исходное состояние. Сернистыми красителями окрашивают целлюлозные волокна. Цвет окраски тусклый, устойчивость невысокая. При длительном хранении ткани, окрашенные сернистыми красителями, немного теряют прочность вследствие распада красителя и образования серной кислоты.

Дисперсные красители. Крашение проводят суспензиями или дисперсиями. Частицы красителя диффундируют в структуру волокон, где удерживаются силами межмолекулярного взаимодействия. Дисперсными красителями окра­шивают полиамидные, полиэфирные и ацетатные волокна. Окраска устойчи­вая к мокрым обработкам, но недостаточно устойчивая к свету.

Азокрасители. Окрашивание выполняется синтезом красителя непосред­ственно на волокне — сочетанием азо- и диазосоставляющих (азотола и ди-азосоли). Азокрасителями окрашивают целлюлозные волокна. Окраска устой­чивая к мокрым обработкам.

Черный анилин. Окрашивает хлопчатобумажные ткани в черный цвет. Применяется редко, так как процесс получения красителя трудоемкий, а при крашении выделяются токсичные вещества.

Важный момент в крашении является совместимость красителей. С теоретической точки зрения их следует подбирать исходя из сходства их кинетических и термодинамических характеристик. Например, современные исследования показали, что между мембраной клеток шерсти имеется прослойка межклеточного вещества, масса которого составляет 3-4% от массы волокна. Это вещество некератиновой природы, не содержит цистина, гидрофильно и поэтому хорошо растворимо в кислотах, щелочах, легко подвергается действию окислителей и восстановителей. Считается, что диффузия красителей осуществляется через эти межклеточные комплексы. Также полагают, что диффузионные и сорбционные свойства шерстяных волокон управляются липидной составляющей межклеточных комплексов. Для интенсификации крашения шерсти стали применять интенсификаторы для уменьшения деструкции волокна, применяя принцип микрокапсулирования, в частности липосом. Они, с химической точки зрения, представляют собой фосфатидилхолил с двухслойной структурой и туда может помещаться, например, раствор хлора, что уменьшает разрушение шерсти при хлорировании. При крашении кислотными красителями происходит замедление выбирания красителя. Кроме того, усиливается гидрофобное взаимодействие с межклеточным комплексом, что повышает сорбцию красителя. Было доказано методами радиоизотопов и хроматографии, что на поверхности мембраны кутикулы шерстяного волокна образуются тиол-эфирные связи липидов с протеинами. При этом в условиях термообработки волокна фиксируются в изогнутом состоянии, вглубь и с внешней стороны неравномерно, что влияет на прочность изделия. Основное направление развития технологии крашения шерсти связано с модификацией некератиновых участков волокна, например, путем обработки ферментами, полярными органическими растворителями, неводными щелочами, неионогенными и амфотерными ПАВ.

Одним из промышленных неионогенных продуктов – Байлан НТ. Такие интенсификаторы не только увеличивают скорость крашения, но и повышают ровноту крашения.

Важную роль в процессах отделки текстильных материалов играют ПАВ. Количественной характеристикой, обуславливающей области применения ПАВ, является соотношение гидрофильной и гидрофобной частей гидрофильно-липофильный баланс. Для получения ровных окрасок имеет важное значение солюбилизирующая способность ПАВ, т.к. в волокно могут попасть только отдельные молекулы, а не ассоциаты. Другим химическим интенсификатором процесса крашения полиэфирных волокон является гидразин, который вызывает частичное разложение полиэфирного волокна до дигидразида терефталевой кислоты и этиленгликоля с потерей массы.

Перспективным, но гораздо более многотоннажным веществом является хитозан. Это вещество получают обработкой в щелочи хитина – основы панцырей членистоногих, ракообразных. Это биологически чистый продукт, уступающий по объему только целлюлозе. Разница от целлюлозы в том, что у второго углеродного атома вместо ОН-группы имеется СН2-группа. Это обуславливает его растворимость в слабых растворах уксусной кислоты. Вещество обладает уникальными свойствами: это повышение накрашиваемости и малосвойлачиваемая отделка хлопка, и загущающие, бактерицидные, антистатические свойства.