Опорядження текстильних матеріалів на основі суміші волокон шерсті та поліаміду
План
1. Основні властивості поліамідного та шерстяного волокон та їх суміші
2. Підготовка виробів із суміші поліамідних волокон з шерстяними
3. Фарбування суміші
.1 Фарбування кислотними барвниками
.2 Фарбування металовмісними барвниками
.3 Фарбування іншими класами барвників
Висновок
Використана література
1. Основні властивості поліамідного та шерстяного волокон та їх суміші
Вовна - це особливе текстильне волокно, яке має унікальну хімічну і фізичну структуру; її багаторазово намагались імітувати штучним шляхом, але завжди безрезультатно.
Вона є природнім кондиціонером повітря, добре поглинає вологу і залишається при цьому сухою. Шерсть зберігає тепло краще синтетики, має природні антибактеріальні і дезодоруючі властивості. Вона довговічна, забезпечує природний захист від ультрафіолетових променів, облагороджує змішані тканини, підвищує їх якість.
Наявність аміно- і карбоксильних груп на кінцях макромолекули кератину і в бокових розгалуженнях обумовлює амфотерні властивості цього волокна.
Як правило, його поліпептидні ланцюги спрощено представляють у формі біполярного іона (К-залишок кератину), який може реагувати як з кислотами, так і з основами.
Хімічні властивості шерстяного волокна і чутливість його до дії різних реагентів визначається наявністю амідних, аміно-, карбоксильних та гідроксильних груп, дисульфідних і пептидних звязків.
При дії світла і атмосферних умов відбувається фотохімічне руйнування шерсті, яке супроводжується розривом дисульфідних звязків, відщепленням сірки та окисленням її до сірчистої і сірчаної кислот, що прискорює гідроліз пептидних звязків.
Поліамідними називають синтетичні волокна, які отримують із полімерів, що складаються із повторюваних простих структурних елементів; поліметиленові ланцюжки із груп (СН2) в цих волокнах звязані між собою амінокислотними групіровками -NH-CO-.
До поліамідних відносяться наступні волокна: капрон, анід, енант, дедерон, перлон (Німеччина), найлон 6 (США), амілан (Японія).
Головний представник поліамідних волокон - капрон. Елементарна ланка капрона складається із пяти метиленових (СН2) і одної амінокислотної групи (-NH-CO-):
-HN-(СН2)5- CO-
З особливостями будови поліамідних волокон повязані їх фізико-механічні і хімічні особливості. Для цих волокон характерна висока міцність при розриві, високі еластичні властивості.
Особливо цінною властивістю поліамідних волокон, яка в значній мірі визначає напрям їх практичного використання, є висока стійкість до витирання. По цьому показнику поліамідні волокна перевершують всі природні і хімічні волокна.
Поліамідні волокна розчиняються в деяких органічних розчинниках - фенолі, крезолі і в холодній концентрованій мурашиній кислоті.
В звязку з наявністю кінцевих аміногруп і карбоксильних груп поліамідним волокнам, як і білковим, властива амфотерність - здатність із розчину звязувати кислоти і луги з утворенням відповідних солей. Для капрона і аніда ізоелектрична зона знаходиться в межах рН 4-5.
Поліамідні волокна стійкі до дії лугів і відновників. Стійкі вони також до дії мікроорганізмів і молі.
Характерним для поліамідних волокон є їх чутливість до дії окислювачів, яка приводить до того, що такі поширені в текстильній практиці окислювачі, як гіпохлорит натрію, пероксид водню, через сильну деструктуючу дію не можуть використовуватись для обробки виробів. Більш легко діють на волокна розчини хлориту натрію (NaClO2).
Поліамідні волокна нестійкі також до дії світла і атмосферних умов. Понижена світлостійкість повязана з окислювальною деструкцією в присутності кисню повітря.
Висока кристалічність, гідрофобність і незначна кількість полярних функціональних груп в складі макромолекул обумовлює обмежене сприйняття поліамідними волокнами барвників.
Отже, серед основних властивостей текстильних матеріалів на основі суміші шерстяного та поліамідного волокон можна назвати міцність, пружність, гнучкість, розтяжність. Вовна надає теплозахисних властивостей, а додаванням до суміші поліамідного волокна забезпечується стійкість до витирання.
В звязку з наявністю кінцевих аміногруп і карбоксильних груп поліамідному волокну, як і шерстяному, властива амфотерність - здатність із розчину звязувати кислоти і луги з утворенням відповідних солей.
2. Підготовка виробів із суміші поліамідних волокон з шерстяними
Технологічний процес підготовки текстильних матеріалів із суміші поліамідних та шерстяних волокон складається із наступних стадій:
видалення місцевих забруднень;
промивання;
розшліхтовування;
вибілювання;
зневоднення.
При промиванні створюються умови для вільної усадки тканини. Стабілізацію тканин доцільно проводити по двостадійному методу шляхом обробки їх у водному середовищі при температурі 50-600С, сушінням на рамі з попередженням та фіксацією на термофіксацій ній рамі.
Вироби зі змішаної пряжи можна піддавати попередньому опалюванню. Для попередження подальшого утворення пілінгованості рекомендується обробка виробів розчином, що містить продукт конденсації формальдегіду з ароматичними сульфокислотами чи силіконовим реагентом. Процес обробки можна поєднати із фарбуванням.
Промивання виробів із суміші ПАМ волокон з шерстяними проводять у мильно-содовому розчині при температурі не вище 400С чи синтетичними миючими засобами при більш високій температурі.
Вибілювання можна проводити перекисом водню з подальшим оптичним вибілюванням. Для цього у розчин вводять 15-20 мл/л перекису водню (35%-го), 1-2 г/л пірофосфату натрію і водний розчин аміаку (до рН=8,5) при температурі 500С на протязі 5 годин чи витримують в розчині при звичайній температурі до 12 годин і промивають. Оптичне вибілювання проводять у нейтральному розчині, який містить 2-3 г/л гідросульфіту, 1,0-1,5% від маси волокна уві текса СF, чи тінопаля WHN на протязі 2 годин при температурі 50-60%, потім промивають обробляють в розчині 0,5-1 мл/л оцтової кислоти (80%-ї) і знову промивають.
3. Фарбування суміші
Із поліамідних волокон у суміші з шерстяними отримують міцні та легкі тканини, які по своєму зовнішньому вигляду нагадують шерстяні. До шерстяного волокна доцільно додавати до 10-15% поліамідного штапельного волокна, що збільшує строк носки виробів у 1,5 рази, а стійкість до стирання в 4,5-5 разів.
Широко відомі панчішно-шкарпеточні вироби із обємних поліамідних ниток у суміші з шерстяними, які дуже еластичні та володіють високою носкою. Додавання 20% нейлонового волокна до шерстяного втричі збільшує тривалість експлуатації шкарпеток.
Вироби із суміші ПАМ волокон з шерстяними можна фарбувати підібраними кислотними та металовмісними барвниками типів 1:1, 1:2, рідше використовують хромові, активні, кубові та інші класи барвників. Фарбування можна проводити одно- і двованними методами.
Труднощі при фарбуванні суміші полягають у тому, що шерстяне волокно може поглинати до 30% аніонних барвників, тоді як для насичення поліамідних волокон достатньо 1-3%.
При фарбуванні вводяться різноманітні допоміжні та резервуючі речовини, які сприяють покращенню рівномірності та однотонності забарвлення.
3.1 Фарбування кислотними барвниками
Хімічна будова кислотних барвників та їх властивості відіграють важливу роль при фарбуванні сумішей. Якщо використовувати суміші барвників з різним числом сульфогруп, то можна досягнути ефекту блокування : барвник швидше вбирається та зафарбовує ПАМ волокна, а інші можуть зафарбовувати шерстяне-отримується зафарбовування обох волокон, але у різні тона. Тому найбільш придатні для фарбування кислотні барвники з однією сульфогрупою. Необхідно враховувати, що шерсть може звязувати до 20-30% кислотних барвників з однією сульфогрупою, найлон 6-біля 4%, а найлон 66-біля3%.
При 1% фарбуванні на ПАМ компоненті зазвичай отримуються більш темні кольори, ніж на шерстяному, так як швидкість поглинная у останнього менша. Однак, якщо в ванну вводять більше 1% барвника, то шерсть профарбовується темніше, тому що її здатність сорбувати барвник значно вище, ніж у ПАМ волокна.
Керувати сорбцією барвника можна, використовуючи резервуючи речовини. Для однотонного фарбування сумішей, які складаються із 50% шерсті та 50% перлона, можна використовувати комбінації трьох кислотних барвників з однією сульфогрупою (жовтого, червоно та синього), з однаковою швидкістю сорбції, попередньо підібравши співвідношення цих барвників.
На сорбцію кислотних барвників шерстяними та ПАМ волокнами впливають умови фарбування, рН середовище, концентрація електролітів та температура розчину.
При однованному способі фарбування в ванну вводять мурашину або оцтову кислоту, електроліт та ін. Фарбування проводять по режиму, звичному для кислотних барвників.
Два рецепта фарбування тканин із суміші шерстяного та капронового волокон наведені нижче (% від маси волокна):
Синій колір
Кислотний синій Ч……………………………………..………3
Кислотний зелений антрахіноновий…………………………0,5
Натрій гідросульфіт….………………………………………..10
Оцтова кислота 30%-ва…………………………………………2
Чорний колір
Кислотний коричневий Ч……………………………………....1
Кислотний жовтий світлостійкий……………………………0,8
Натрій гідросульфі……………….…………………………....10
Оцтова кислота 80%-ва……………………………………...….3
Можна застосовувати холодний плюсовочно-накатний спосіб з обробкою розчином металовмісних чи кислотних барвників. Тканину, яка містить шерстяну пряжу по утку і текстуровані мононитки поліамідного волокна по основі, просочують на плюсовці розчином наступного складу (г/л) :
Кислотний антрахіноновий барвник………………………………...10
Алкілоамід…………………………………………………………......40
Альгінат натрію 5%.............................................................................100
Силіконовий піногасник……………………………………………….2
Мурашина кислота 85%.......................................................................200
Вода………………………………………………………………..…..648
Віджату тканину накатують на ролик, обгортають резиновим чохлом і витримують при температурі приміщення на протязі 24 годин. Після цього тканину промивають у холодній воді, 20 хвилин в холодному розчині нашатирного спирту і 0,5г/л алкілоламіду і знову в холодній воді.
Стійкість забарвлення сумішей волокон до мокрих обробок для світлих та середніх тонів нормальна. Забарвлення в глибокі тона рекомендується обробляти таніном. До недоліків фарбування сумішей кислотними барвниками слід віднести труднощі отримання глибокого забарвлення із-за малого ступеню насичення найлону.
Якщо поліамідному волокну хочуть надати більш темне забарвлення, то можна його додатково підфарбувати дисперсними барвниками. Однак при цьому знижується стійкість забарвлення із-за сорбції барвників шерстю.
3.2 Фарбування кислотними металовмісними барвниками
Металовмісні барвники при фарбуванні сумішей сорбуються головним чином поліамідним волокном. Застосування металовмісних барвників типу комплексів 1:1 і 1:2 можливо тільки при введені в ванну дуже ефективних сповільнювачів. Деякі дослідники відмічають, що якщо вміст поліаміду в суміші перевищує 20%, то доцільне роздільне фарбування компонентів. Роздільне фарбування капронових і шерстяних тканин здійснюють хромоланами і вофоланами. У виняткових випадках можна фарбувати готові вироби із суміші волокон. Однотонне забарвлення бежевого, коричневого та сірого кольору можна отримати за допомогою металовмісних барвників типу 1:1. Регулювання однотонного забарвлення досягається зниженням концентрації кислоти і введенням сповільнювачів.
Інколи при фарбуванні суміші у світлі тона рекомендується застосовувати метало комплексні дисульфобарвники типу 1:1, які поглинаються ПАМ волокнами у меншій кількості ніж моносульфобарвники і в наслідок цього при відповідних умовах дають на ПАМ волокнах забарвлення одного тону із забарвленням шерсті.
Кислотні металовмісні барвники типу 1:2 більш придатні для фарбування сумішей, ніж барвники типу 1:1, так як першими можна фарбувати в середовищі, близькому до ізоелектричного стану шерсті.
Використання металовмісних барвників типу 1:2 повязано з їх структурою та залежить від гідрофільно-гідрофобних властивостей барвників. Інколи для фарбування суміші шерстяного та ПАМ волокна застосовують суміш барвників дисперсних металовмісних з кислотними барвниками. В цьому випадку фарбування проводять у дві стадії: спочатку дисперсними металовмісними барвниками фарбують ПАМ волокна при температурі 1050 С з подальшим додаванням допоміжних речовин у кислому середовищі, потім фарбують шерсть кислотними барвниками по звичайних режимах.
Кислотні металовмісні барвники рекомендуються в основному для фарбування виробів із суміші у темні кольори, так як при фарбуванні у світлі та середні тони шерстяне волокно у суміші зафарбовується дуже слабко. Утворені забарвлення дуже стійкі, і барвник при збільшенні часу фарбування не переходить на шерстяне волокно.
Фарбування кубозолями шерстяних тканин із вмістом капронового волокна до 10% можна проводити джгутових барках за наступним режимом. Тканину обробляють розчином, що містить ПАР та 0,1-0,2 г/л некаля, при кипятінні на протязі 5-10 хв, потім обробляють у розчині сульфату амонію при температурі 45-500 С (10 хв), після чого вводять у ванну розчин кубазолю і ведуть фарбування при температурі 45-500 С на протязі 10 хв з наступним підігрівом ванни впродовж 45-50 хв до температури 96-980 С. При цій температурі фарбують протягом 30 хв, проводять зафарбовування обробкою у розчині хромпіку та сірчаної кислоти спочатку при температурі 40-500 С впродовж 15 хв, а потім при температурі 300 С на протязі 15 хв з подальшим промиванням.
Хромові барвники, не дивлячись на високу стійкість забарвлення виробів, рідко використовуються для фарбування змішаних матеріалів із шерсті та ПАМ волокон. ПАМ волокно відновлюючи ми властивостями не володіє, тому кількість мурашиної кислоти доводиться збільшувати втричі порівняно з необхідною для хромування шерсті, а час хромування подовжити від 20 до 60-90 хвилин. При чому однотонних забарвлень на обох волокнах досягнути не вдається. Перспективним є високотемпературний метод фарбування хромовими барвниками, так як при цьому хромування відбувається значно швидше та при температурі 1200 С скорочується до 15-20 хв.
Поліамідні волокна у суміші з натуральним шовком можна фарбувати деякими кислотними чи прямими барвниками. Інколи використовують кислотні металовмісні барвники 1:1, якими фарбують у кислому середовищі в присутності допоміжних речовин.
Ще можна рекомендувати суміші дисперсних барвників з полісульфоновими кислотними. Також можна використовувати одно ванний спосіб фарбування із застосуванням кислотних моносульфонових і деяких активних барвників.
Висновок
Для отримання гарних результатів в процесі опорядження текстильних матеріалів на основі суміші волокон шерсті та поліаміду були враховані властивості, які притаманні даній суміші та запропоновані відповідні технологічні прийоми.
Надана характеристика процесів підготовки текстильних матеріалів до фарбування, а також сам процес фарбування. Також були розглянуті особливості взаємодії волокон із барвниками, для того щоб підібрати необхідний барвник та отримати забарвлення різноманітних кольорів необхідної яскравості та високої стійкості.
текстильний матеріал шерсть поліамід
Використана література
Андросов В. Ф., Фель В.С. Крашение синтетических волокон. - М.: Легкая индустрия, 1965. - 315 с.
Отделка изделий из полиамидных и полиакрилонитрильных волокон/ В.Ф. Андросов, Е.Е. Старикович, Г.С. Сарибеков. - М.: Легкая индустрия, 1978. - 280 с.
Химическая технология текстильных материалов: Учебник для вузов / Г.Е. Кричевский, М.В. Корчагин, А.В. Сенахов. - М.: Легпромбытиздат, 1985. - 640 с.
Технологія опоряджувального виробництва: Навч. посіб. - К.: Кондор, 2005. - 287 с.: іл.. - Бібліогр.: с.274-275.