Файл: Голомб, Л. М. Физико-химические основы технологии выпускных форм красителей.pdf

и концентрации красителя ср в виде кето-формы и восстановителя ск в данном месте равны нулю.

Скорость диффузии (по закону Фика) пропорциональна коэффи­ циенту диффузии D , площади S, через которую идет диффузия,

пградиенту концентрации dcldx. Величина D для данного красителя

ивосстановительной среды постоянна. Величина S для определен­ ного пигмента пропорциональна количеству частиц, т. е. начальной концентрации красителя, которая зависит от его формы и может варьировать от партии к партии.

Градиент концентрации dcldx при диффузии красителя в слое 2 зависит от места, где протекает реакция восстановления, а также от

ное значение па разных гранях. У некоторыхнерастворимых солей рас­ творимость определяется размером частиц [117]; разные кристаллы одного вещества могут различаться между собой по растворимости

[118].Этим объясняется, что скорость восстановления образцов одного

птого же красителя, подвергавшихся диспергированию в течение разных промежутков времени, не является прямо пропорциональной их поверхности [12]. Определяя скорость восстановления кубовых красителей спектрофотометрическим способом [12], не учитывают взаимодействие лейкосоединения с целлюлозным волокном. Между тем диффузия — основной фактор, определяющий скорость восста­ новления. Эта современная трактовка [106, 116] в принципе не отли-

чются от предложенного Беленьким [102] механизма восстановления

ирастворения кубовых красителей. Скорость в таком диффузион­ ном процессе должна быть пропорциональна концентрации частиц красителя, но не всегда достигают повышения скорости восстановле­

136

красителя образование комплексов красители — волокно происходи т равномерно, что способствует более глубокому прокрашиванию. Чем меньше размер частиц красителя, тем эффективнее ошх сорби­ руются и усваиваются волокном в виде лейкосоединепия.

Для установления влияния дисперсности кубовых красителей н их морфологических особенностей на общую скорость проявления окраски использовали метод проявления окраски в расплавленном ме­ талле (см. стр. 89, 90). Влияние кристаллической структуры кубовых красителей на их красящие свойства показано на примере поведения Кубового ярко-зеленого 2Ж (КИ Кубовый зеленый) 24. Этот краси­ тель, производный пирена, отличается тем, что часть его молекулы, состоящая из ядра пирена, имеет плоское строение, а в тех местах, где образуются водородные связи между карбонильными и иминогруппами, оба остатка ж-хлоранилина располагаются по обе стороны плоскости пирена под углом ~130° к последней. Расположение моле­ кул в элементарной ячейке очень сложно, поскольку' сложна упаковка молекул самого пирена [119] и доступ восстановителя к кар­ бонильным группам затруднен. Краситель, выделяемый из трихлорбензола в виде крупных анизометрических четко выраженных иголь­ чатых (l/d = 30-4-2) кристаллов, плохо поддается измельчению и обладает низкой красящей способностью. С помощью конденсацион­ ного способа [120] и дополнительного диспергирования кристаллы приобретают изометрическую (l/d 1) форму и краситель дает зна­ чительно более интенсивные окраски. Это объясняется тем, что в про­ цессе облагораживания краситель переходит в полиморфную форму с аморфизованной поверхностью, благодаря чему карбонильные группы «обнажаются» и вероятность доступа к ним ионов восстанови­ теля в щедочной среде значительно повышается [55].

4.6. МЕТОДЫ АНАЛИЗА КРАСЯЩЕГО ВЕЩЕСТВА В ТВЕРДЫХ ВЫПУСКНЫХ ФОРМАХ

4.6.1. Кубовые красители

Количественное определение красителей при их уста­ новке на типовую концентрацию, анализе исходных паст или вы­ пускных форм выполняется колористическим способом. Содержание красящего вещества, участвующего в воспроизведении цвета, так называемую к р а с я щ у ю к о н ц е н т р а ц и ю , определяют срав­ нительным крашением двух серий из трех выкрасок, различающихся между собой по концентрации на 10%; первая серия окрашивается испытуемым красителем, а вторая — эталоном, обычно типовым образцом [97].

Общепринятый весовой метод определения пигмента в выпускных формах с использованием соляной кислоты и ацетата калия [121] для коагуляции частиц в анализируемых суспензиях иногда очень длителен. Наличие в красителях некрасящих примесей приводит к расхождениям между значением красящей концентрации и содер­ жанием пигмента. Присутствие большого количества анионактивных

1 3 7

ПЛИ в тонкодисперсных порошках и гранулах затрудняет коагуля­ цию частиц красителя, и наиболее тонкие частицы проходят через поры бумажных фильтров, что искажает результаты. Для достиже­ ния более полной коагуляции частиц использовано правило Шульца— Гарди применительно к суспензиям кубовых красителей. Исходя из того, что главной причиной агрегативной устойчивости систем с раз­ мерами частиц 0,2—2,0 мк.м является сольватация последних, в ка­ честве меры устойчивости приняли величину о т н о с и т е л ь н о й с о л ь в а т а ц и и [8], т. е. отношение экспериментально найден­ ной ионной концентрации электролита Гх, вызывающей началь­ ную коагуляцию суспензии, к концентрации Г0, вызывающей такую же коагуляцию несольватированной суспензии при том же ^-потен­ циале: S = Гх/Г„. Наиболее сильное коагулирующее действие ока­ зывают трехвалентные катионы, которые были использованы при получении паст красителей из разбавленных суспензий [122].

Метод коагуляции красителей хлористым алюминием вполне успешно может быть применен при анализе содержания пигмента в пастах для печати (см. стр. 184), по при определении содержания пигмента в порошковых формах из-за образования с ДНФ нераство­ римых солей, оседающих на фильтры, ие удалось получить воспроиз­

красящего вещества в выпускных формах кубовых красителей в виде их лойкорастворов, получаемых в присутствии двуокиси тиомочовипы и диэтилепглнколя [123].

Методика определения. Две навески красителя по 0,0200 г для порошка (или 0,0500 г для паст) затирают с 2—3 каплями диэтилопгликоля и добавляют 50 мл свежеприготовленного восстановитель­

до метки соответствующим восстановительным раствором и замеряют

138

оптическую плотность. Расхождение между пробами ±0,01. Концен­ трацию красящего вещества определяют по заранее построенному градуировочному графику с использованием чистого красителя. Установлено, что лейкорастворы сохраняют свою устойчивость в те­ чение суток и подчиняются закону Ламберта — Вера. Роль диэтилен­ гликоля сводится к ускорению восстановления, а в случае тиоиндигоидов — к устранению возможных смолистых образований лейкосоединепий [111]. Результаты определения красящего вещества

ввыпускных формах, получаемых различными методами, приведены

втабл. 4.12.

4.6.2.Дисперсные красители

Концентрацию красящего вещества в выпускных фор­ мах дисперсных красителей устанавливают фотометрическим методом [39]. Краситель предварительно растворяют в 75%-ных водных рас­ творах ацетона или в чистом ацетоне [99]. Применение летучего растворителя приводит к неточности определения. Приготовление стандартных растворов для построения концентрационных кривых затруднено при использовании выпускных форм, содержащих ве­ щества, нерастворимые в ацетоне.

Фотометрический метод, предложенный автором [124] и использо­ ванный в работах [47, 49, 109, 125, 126], отличается тем, что для опре­ делений пользуются не истинными растворами красителей, а золями. Известные конденсационные способы приготовления гидрозолей (но

139