Фізико-хімічне обгрунтування технологій кольорування текстильних матеріалів новими випускними формами органічних барвників

Існування дисперсних антрахінонових барвників у вигляді двох структур (явище прототропії), передбачає їх різну спроможність поглинати кванти світла в видимій області. Довгохвильова смуга в спектрах поглинання дисперсних антрахінонових барвників в видимій області обумовлена електронним переходом, зв'язаним з перенесенням заряду в онієвій структурі, короткохвильова – в хінонній структурі. Деформаційні зміни короткохвильової і довгохвильової смуг в електронних спектрах вказують на положення рівноваги між структурами I і II. Зміщення цієї рівноваги в розчинах можливо при зміні полярності розчинника і водневого показника (pH). 

В розчинах дисперсних барвників антрахінонового ряду в певних умовах можуть утворюватися два типи асоціатів: перший – що складається із хінонних молекул, другий – із онієвих молекул. Асоціати першого типу, які складаються із хінонних молекул, поглинають в більш короткохвильовій області, ніж індивідуальні хінонні молекули барвника. Асоціати, які складаються із онієвих молекул, поглинають в більш довгохвильовій області, ніж індивідуальні онієві молекули. Утворення асоціатів обох типів супроводжується загальним зниженням поглинальної спроможності молекул барвника і проявляється виникненням в спектрах малоінтенсивної смуги або плеча ліворуч і праворуч від основних смуг. 

Молекули дисперсних азобарвників в розчині характеризуються різним недостатком електронної густини на атомі азоту акцепторної нітрогрупи, яка коливається від + до -. При цьому ніяких змін з атомом азоту не відбувається. Тому відсутня стабілізація поляризованих і неполяризованих молекул в розчині дисперсного азобарвника. Внаслідок чого існує одна широка смуга в спектрах поглинання в видимій області. 

Дисперсні азобарвники також як і антрахінонові в певних умовах утворюють два типи асоціатів, які поглинають в більш короткохвильовій і більш довгохвильовій областях, ніж неасоційовані молекули. 

Визначені умови синтезу Дисперсного жовтого пеф у вигляді термостабільних асоціатів першого типу. Дисперсний жовтий пеф виділяється в процесі синтезу у вигляді стійких асоціатів першого типу в присутності оксиетильованих неіоногенних ПАР (ОП-10, ОС-20, проксамін 385). Найвищий вихід барвника одержано в присутності проксаміну 385 (75, 9-77, 2%). Технологія одержання Дисперсного жовтого пеф в стійкій формі запроваджена на Тамбовському АТВТ «Пігмент» з використанням власного авторського свідоцтва СРСР. 

Другим важливим фактором, що суттєвим чином впливає на стійкість порошків і паст кубових та дисперсних барвників в умовах зберігання та рівномірний розподіл суспензії барвника на текстильному матеріалі в процесі фарбування, є природа ПАР, які використовуються для виготовлення випускних форм, та співвідношення полімерних фракцій в їх складі. 

Використання лігносульфонатів натрію, які володіють цінними властивостями (доступність, дешевизна, низька токсичність), в теперішній час викликає практичний інтерес. Вивчено вплив співвідношення полімерних фракцій в лігносульфонатах натрію і ступеню сульфування лігніну на його стабілізуючу спроможність. Стабілізуюча спроможність лігносульфонатів натрію зумовлюється їх поверхнево-активними властивостями, які характеризуються критичною концентрацією міцеллоутворення (ККМ). Для кожного ряду зразків з одним ступенем сульфування з підвищенням вмісту високомолекулярної фракції стабілізуюча спроможність зменшується. З підвищенням вмісту високомолекулярної фракції в лігносульфонаті натрію значення ККМ зростає в кожному ряду. Пониження ступеню сульфування лігносульфонатів натрію, при постійному співвідношенні полімерних фракцій приводить до зниження ККМ і підвищенню поверхневої активності. На основі одержаних результатів, ККМ прийнята як критерій вибору лігносульфонатів натрію з високою стабілізуючою спроможністю. 

Визначено фізико-хімічні показники лігносульфонатів натрію для виготовлення випускних форм кубових і дисперсних барвників. Для барвників з гідрофобною поверхнею частинок розроблено технологію лігносульфоната натрію з низькою молекулярною масою і середнім ступенем сульфування (торгова марка Лігнопол ВФК). 

Для барвників з гідрофілізованою поверхнею частинок розроблено технологію лігносульфоната натрію з низькою молекулярною масою і низьким ступенем сульфування (торгова марка «Десулін ВФК»), який по фізико-хімічним показникам відповідає зарубіжному аналогу Marasperse CB (фірмаєAmerican Can Co., США). Розроблені технології освоєні на ВАТ «Краситель» і АТВТ «Пігмент». 

Розроблено технологію універсального ПАР на основі сульфатного лігніна із вітчизняної сировини (торгова марка “Рубефіл ВФК”), який по фізико-хімічним показникам відповідає зарубіжному аналогу Reax 83A (фірма Vestwaco Co., США). 

З метою визначення оптимального співвідношення полімерних фракцій у Диспергаторі НФ вивчена стабілізуюча спроможність його складових, а також визначені їх ККМ в водних розчинах. Також як і для лігносульфонатів натрію, підвищення низькомолекулярної фракції у Диспергаторі НФ приводить до підвищення його поверхнево-активних властивостей і стабілізуючої спроможності. Завдяки одержаним результатам, встановлені основні показники якості Диспергатора НФ і видані рекомендації по його синтезу. 

Розроблено технологію аніонних ПАР на основі сульфометильованих крезолоформальдегідної (торгова марка «Диспергатор СС») і фенолоформальдегідної (торгова марка «Диспергатор ФС») смол. Розроблені ПАР освоєні на ВАТ «Краситель» і АТВТ «Пігмент». 

Створений асортимент ПАР (диспергатори марок НФ, СС, ФС, Десулін ВФК, Лігнопол ВФК) дозволяє одержувати стійкі в умовах зберігання і процесах застосування, конкурентноспроможні випускні форми кубових і дисперсних барвників. Випускні форми цих барвників, на основі розроблених ПАР, випробувані з позитивним результатом на текстильних підприємствах в фарбуванні текстильних матеріалів і нанесенні візерунка на тканини. 

Третім важливим фактором, що зумовлює стійкість випускних форм кубових та дисперсних барвників в