Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Товароведение arrow ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ КОЖИ И МЕХА: ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
Посмотреть оригинал

Классификация и характеристика красителей

Обилие и многообразие красителей вызвало необходимость создания классификации, которая отвечала бы целям изучения свойств красителей. Существуют две системы классификации красителей — химическая и техническая. Химическая классификация основана на сходстве химического строения красителей (индигоидные, антрахиноновые и др.), или общности способов их получения и химических свойств (сернистые красители), или на наличии характерных химических группировок (азокрасители, нитрокрасители). Эта классификация необходима при изучении химии и технологии красителей, а также их производстве. Она не отражает ни технических свойств красителей, ни их назначения и способов применения.

По химической классификации красители делят на следующие группы: нитрокрасители, нитрозокрасители, азокрасители, арилметановые, кетониминовые, хинакридоны, хинонимино- вые, антрахиноновые, индигоидные, сернистые, фталциано- вые, полиметиновые, азометиновые, оксикетоновые.

Техническая классификация учитывает факторы, определяющие технологические принципы, способы и области применения красителей, т.е. их химический характер, растворимость и отношение к окрашиваемому субстрату различной природы. К группам, определяющим вышепредставленные свойства красителей, относятся: -NH2; -ОН; -S03H; -СООН; -С1 и др.

Красители, применяемые для крашения природных волокон, а именно кожевенного и мехового полуфабриката, подразделяют следующим образом: кислотные, прямые основные, протравные, металлосодержащие, кубовые, активные, дисперсные, окислительные.

Кислотные (анионные) красители окрашивают белковые (шерсть, шелк, мех, коллаген кожи) и полиамидные волокна в присутствии минеральных или органических кислот. Кислотные красители, являясь натриевыми солями ароматических сульфокислот, хорошо растворяются в воде, диссоциируя на ионы:

Они придают волокнам окраску широкой гаммы цветов и оттенков, обладающих чистотой и яркостью, относительно высокой устойчивостью к мокрым обработкам, действию кислот и щелочей, удовлетворительной устойчивостью к свету. Кислотные красители равномерно окрашивают кожевенный и меховой полуфабрикаты (в том числе и волосяной покров) в разные тона с удовлетворительной глубиной прокрашивания. Ввиду высокой степени дисперсности они легко диффундируют в толщу дермы.

Прямые красители — анионные красители, окрашивающие волокна непосредственно из нейтральных или слабощелочных ванн в присутствии электролитов (хлорида или сульфата натрия). Они также представляют собой соли ароматических сульфокислот или карбоновых кислот R-S03Na и по химической природе аналогичны кислотным красителям, но имеют большую молекулярную массу, иногда выпускаются в виде аммонийных или калиевых солей.

В растворах они обладают сильно выраженной способностью к ассоциации. Вследствие этого диффузионная способность прямых красителей меньше, чем кислотных. Благодаря несложной технологии получения, невысокой стоимости, легкости и универсальности применения прямые красители получили широкое распространение в крашении текстильных и кожевенно-меховых материалов. Для получения более глубокого прокрашивания прямые красители можно применять в комбинации с кислотными, так как прямые красители окрашивают кожу равномерно, однако при самостоятельном применении не дают глубокого прокрашивания.

Протравные красители обладают способностью к комплек- сообразованию с ионами металлов: хромом(Ш), медью(П), железом(Н) и белком. Признаком протравных красителей является содержание в их молекулах двух гидроксильных или гидроксильной и карбоксильной групп в о-положении одна к другой в ароматическом ядре красителя.

Для протравления применяют соли хрома(У1), обычно бихромат натрия (калия). Поэтому процесс протравления называют хромированием, а применяемые красители — хромовыми.

Крашение проводится в кислой среде (pH 4—6). Получаемые окраски исключительно устойчивы ко всем видам физикохимических воздействий. Взаимодействие красителей с атомами хрома сопровождается углублением цвета и изменением оттенка окраски, что создает определенные трудности получения воспроизводимых окрасок. Окраска светостойка, устойчива к мокрому и сухому трению и в процессе облагораживания окрашенного волоса. Значение этих красителей уменьшилось в связи с использованием вредных для здоровья соединений Cr(VI) и с появлением металлосодержащих красителей.

Кислотные и металлокомплексные красители (КМК) представляют собой внутрикомплексные соединения, содержащие атом металла. В качестве комплексообразователя обычно применяют соли хрома(Ш), реже — соли кобальта, никеля и меди. Выбор металла для комплексообразования зависит от свойств и строения красителей. В зависимости от числа молекул красителя, приходящихся на один атом металла, различают комплексы состава 1:1 или 1:2, а иногда 2:3.

КМК состава 1:1 содержат одну или две сульфогруппы и принадлежат к сильнокислотным красителям. Окрашивают волокна относительно равномерно только в сильнокислой среде и в присутствии выравнивающих ПАВ. Красители хорошо комбинируются и обеспечивают окраску кожевой ткани мехового полуфабриката и кожи с высокой светостойкостью, а также устойчивостью к мокрому трению.

Фиксация красителей в дерме осуществляется не только за счет образования совокупности связей, возникающих между обычными кислотными красителями и белком, но и в результате вхождения во внутреннюю сферу комплексного соединения карбоксильных и аминогрупп коллагена.

КМК состава 1:2 содержат один атом металла на две молекулы моноазокрасителя. В комплексах содержатся группы алкилсульфонильные -S02CH3, сульфоамидные -S02NH2, которые образуют водородные связи с молекулами воды и способствуют растворению красителей. Некоторые красители содержат также сульфогруппу — они используются для крашения волосяного покрова меховых шкурок.

Широкая цветовая гамма и высокое качество окрасок, технологичность делают металлосодержащие красители одним из наиболее перспективных классов красящих веществ, применяемых для крашения кожи и меха.

Основные (катионные) красители представляют собой соли ароматических оснований, гидролизирующиеся в водном растворе на окрашенный катион и анион (R-NH2HX). При крашении белковых волокон в слабокислой или нейтральной ванне происходит взаимодействие (солеобразование) между отрицательно заряженным волокнистым материалом и катионом красителя. Анионами в основных красителях обычно являются хлориды, гидросульфаты и оксалаты.

Основные красители нельзя применять в смеси с прямыми и кислотными красителями, так как это приводит к коагуляции. Недостатком основных красителей является их слабая устойчивость к действию света и жесткой воды, «бронзирование» окрасок при больших концентрациях красителя. Данные применяются для углубления окрасок после крашения кожи хромового дубления прямыми или кислотными красителями.

Активными называются красители, вступающие в процессе крашения в прочную ковалентную связь с волокном. Благодаря химической связи, при которой активный краситель становится частью макромолекул волокна, окраски устойчивы к мокрым обработкам, трению и действию растворителей.

Активные красители обладают комплексом свойств, отличающих их от других классов красителей: яркостью и чистотой цвета, хорошей растворимостью в воде, простотой и разнообразием методов их применения. Высокое сродство красителей с волокном затрудняет выравнивание окрасок, поэтому при использовании активных красителей в раствор добавляют выравниватели.

Этот комплекс ценных свойств активных красителей делает их наиболее перспективными для крашения кожевенного и мехового полуфабриката.

В общем виде схему строения молекул активных красителей можно выразить общей формулой S-Kp-ZX, где S — группа (или группы), обусловливающая растворимость красителя в воде; Кр — часть молекулы, от которой зависит цвет красителя, хромофорная система; ZX — реакционноспособная группа, благодаря которой активный краситель связывается с волокном, в которой Z — носитель активной группы, X — активная группа.

Активные красители различаются природой реакционноспособных заместителей и группировок, содержащих эти заместители (ZX). Для крашения кожевенного и мехового полуфабриката практический интерес представляют в настоящее время хлортриазиновые и винилсульфоновые активные красители.

Хлортриазиновые активные красители содержат в качестве реакционноспособного заместителя триазиновое кольцо, несущее один или два подвижных (активных) атома хлора. В зависимости от количества атомов хлора в молекуле красителя различают ди- и монохлортриазиновые красители.

Винилсульфоновые активные красители в общем виде имеют строение S-Kp-SC^-Cb^-CI-^-O-SC^Na и могут рассматриваться как производные сернокислых эфиров Р-оксиэтилсульфонов. Выпускаемые в такой форме красители неактивны, что позволяет хранить их длительное время без признаков каких-либо химических превращений. Перевод этих красителей в активную винилсульфоновую форму осуществляется в условиях крашения введением в красильный раствор щелочи.

Активные красители при наличии общности свойств благодаря их разнообразному строению имеют различные химические и физико-химические свойства и разную способность связываться с определенными волокнами.

Кубовые красители нерастворимы в воде, слабых щелочах и кислотах. Однако они способны восстанавливаться дитио- нитом натрия и другими восстановителями в щелочной среде с образованием лейкосоединений, способных растворяться в воде. При крашении лейкосоединения сорбируются волокном (волосом), а затем, подвергаясь окислению кислородом воздуха или другими окислителями, превращаются на волокне в исходный нерастворимый краситель.

Окраска меха отличается хорошей светостойкостью, устойчивостью к мокрому и сухому трению. Не все кубовые красители подходят для крашения меха, так как для сохранения свойств волосяного покрова (шелковистости, упругости, рассыпчатости и др.) процесс следует проводить при незначительных концентрациях щелочи и невысокой температуре.

В молекуле дисперсных красителей отсутствуют сульфо-, карбоксильные и другие группы, способствующие растворению их в воде. Поэтому такие красители относят к гидрофобным. Они очень слабо диссоциируют в воде и плохо выбираются волокном из водных суспензий. В красителях содержатся группы, облегчающие их диспергирование в воде, свободные, алкилированные (-NH2, -NHR, -NR2) и особенно оксоалкилированные (NHCH2-CH2OH и др.) аминогруппы.

Окрашивание происходит в тонкодисперсном растворе. Однако в волокно проникают только молекулы, а не агрегаты дисперсных красителей.

Для повышения устойчивости суспензии дисперсных красителей в воде и улучшения растворимости красителей в водный раствор добавляют ПАВ.

Молекулы дисперсных азокрасителей небольшие, содержат одну или две азогруппы. В составе молекул дисперсных красителей производных бензола, нафталина содержится обычно не больше одного кольца. В молекуле дисперсных красителей находятся электронодонорные заместители -ОН или -NR'R", где R' и R" — алкил, реже Н или арил, увеличивающие сродство красителей к волокну и интенсивность окраски. Гидроксильные группы улучшают растворимость дисперсных красителей в горячей воде. Электроноакцепторные группы -N02, -CN, -CF3, -S02, -СН3 и атомы С1, Вг повышают прочность окрасок, уменьшают сублимацию красителей при высокой температуре или термических обработках окрашенного волокна.

Дисперсные красители можно подразделить на следующие группы: дисперсные обычные и диазотируемые; дисперсные металлосодержащие.

Дисперсные красители окрашивают волокно в более или менее равномерный цвет, обладающий удовлетворительной устойчивостью к действию света, сухому и мокрому трению и термомеханическим обработкам.

В отличие от окрашенных органических соединений (готовых красителей) окисляемые красители являются бесцветными или слабоокрашенными органическими соединениями — полупродуктами, неспособными непосредственно окрашивать. Красящие вещества из этих соединений образуются лишь в результате их окисления на волосе пероксидом водорода (иногда бихроматом) при температуре 30°С и pH среды 8,0—

8,5. В результате окисления образуются окрашенные соединения большой молекулярной массы, нерастворимые в горячей воде и органических растворителях. Таким образом, синтез красителя осуществляется на волокне.

Окисляемые красители — органические соединения, полупродукты ароматического ряда, представляющие собой производные главным образом бензола (амины, фенолы, аминофе- нолы), реже нафталина (нафтолы, аминонафтолы).

С помощью окисляемых красителей можно получить окраску, характерную для естественной окраски волосяного покрова пушных шкурок, а также интенсивные черные, коричневые и желтые цвета.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы