Файл: Петерс, Р. Х. Текстильная химия. Очистка текстильных материалов от загрязнений.pdf

Г л а в а 12 ОТБЕЛИВАНИЕ ШЕРСТИ

1. ВВЕДЕНИЕ

Большую часть суконных камвольных тканей из природно-ок- рашенных волокон подвергают заключительной отделке или окра­ шивают без отбеливания. Однако отбеливание требуется для три­ котажной пряжи, фланели, одеял и других изделий перед окраской их в различные цвета.

Отбеливание шерсти проводят в основном двумя реагентами: двуокисью серы и перекисью водорода. Другие белящие агенты обладают темп или иными недостатками. Растворы гипохлоритов применять нельзя ввиду того, что шерсть желтеет и сравнительно легко проходит ее деструкция [20]. В редких случаях применяют перманганат, но он придает волокну ржавую окраску [21]. Хлорит натрия непригоден для шерсти, так как шерсть приобретает розо­ вую окраску, которую необходимо устранять впоследствии раство­ ром бисульфита натрия [7].

2. ОТБЕЛИВАНИЕ ДВУОКИСЬЮ СЕРЫ И СУЛЬФИТАМИ

Наиболее простым способом отбеливания'шерсти является вы­ держка очищенного материала во влажном состоянии в атмосфере двуокиси серы, обычно в течение 12 ч.

Двуокись серы получают обжигом серы в том же помещении, где подвешена ткань, либо в нижнем помещении, из которого газ проникает через отверстия в потолке. Этот способ отбеливания на­ зван «печным». Для отбеливания 100 вес. ч. шерсти сжигают около 6 вес. ч. серы [1, 2].

Вместо этого простого способа в значительной степени приме­ няют двуокись серы в баллонах. Отбеливающее действие этого реагента рассматривается как восстановительный процесс [1, 5].

Хотя «печной» способ сравнительно прост, но он имеет ряд не­ достатков. Во-первых, для достижения хорошей белизны требуется много времени. Скорость отбеливания можно увеличить путем по­ вышения температуры, но этого достичь трудно, так как нелегко выдерживать большой объем газа при постоянной температуре. Кроме того, хотя шерсть сохраняет хороший внешний вид и блеск, эффект отбеливания не стабилен и с течением времени материал приобретает кремовый цвет, по-видимому, вследствие повторного окисления восстановленных природных пигментов. Кроме того, дву­ окись серы обладает хорошим средством к шерсти [4], вследствие чего часть отбеливающего агента удерживается волокном, сообщая ей при старении неприятный запах. Это можно предотвратить пу­ тем промьівки шерсти после «печной» обработки разбавленным раствором таких окисляющих агентов, как перекись водорода или перборат натрия [3].

190

«Печной» способ основан на образовании в материале доста­ точно крепкого раствора сернистой, кислоты, поэтому ткань должна

них является прямая обработка шерсти водным раствором дву­ окиси серы.

По-видимому, более удобным способом является пропитывание шерсти сначала раствором бисульфита натрия с последующим вторичным пропитыванием разбавленным раствором серной кис­ лоты, либо пропитывание подкисленным раствором бисульфита на­ трия. Обычно требуется 20—25% бисульфита от веса шерсти; про­ должительность процесса 2—6 ч.'

При всех этих способах шерсть содержит после отбеливания сернистую кислоту и даже некоторое количество серной кислоты. Поэтому необходимо их удалять путем промывки в чистой воде, а перед окончательной промывкой материал необходимо пропо­ лоскать в разбавленном растворе углекислого натрия.

Учитывая недостатки описанных способов, связанные с примет пением двуокиси серы и сульфитов, в частности, неустойчивость белизны, не приходится удивляться применению других отбеливаю­ щих агентов. В настоящее время двуокись серы заменяют очень широко перекисью водорода.

3. ОТБЕЛИВАНИЕ ПЕРЕКИСЬЮ ВОДОРОДА

Шерсть после очистки можно отбеливать на любой стадии пере­ работки: в виде волокна, пряжи, ткани и других изделий. Выбор очередности .стадии отбеливания зависит от условий производства и применяемых предварительной и последующей обработок. При­ меняют два способа отбеливания:

1)замочка, при которой шерсть погружают в отбеливающую жидкость на сравнительно длительный период времени;

2)пропитывание ткани отбеливающим раствором (при этом от­ беливание проходит во время «вылеживания» или при сушке). По­

лученные результаты определяются типом шерсти, концентрацией

ладывают в соответствующую емкость, содержащую раствор пере­

191

Способ, осуществляемый в присутствии щелочного стабилиза­ тора, т. е. буферной системы для сохранения сравнительно высо­ кой pH, разработан для отбеливания сильно природно-окрашениой шерсти. Однако следует учесть, что в этих условиях может про­ изойти частичная химическая деструкция волокна. В ванну добав­ ляют силикат натрия н кальцинированную соду совместно со сма­ чивающим агентом, чтобы получить pH в пределах 8—10. После отбеливания шерсть тщательно промывают водой, добавляя при последней промывке уксусную или муравьиную кислоту для ней­ трализации адсорбированной волокном щелочи.

Другим способом является использование перекиси водорода концентрации ~0,55% в кислой среде в присутствии муравьиной кислоты ( ~ 1 % ) [10]; pH среды должна быть 4,0—4,5. Такую среду можно применять для непрерывного отбеливания шерстяного во­ локна по обычной технологии очистки. Шерсть переходит из по­ следней коробки промывной секции в коробку, содержащую рас­ твор перекиси водорода. Затем волокно отжимают для удаления избытка жидкости и направляют в сушилку, где происходит окон­ чательное отбеливание. Следует поддерживать постоянными pH среды (кислая) и концентрацию перекиси. Температура ванны должна быть в пределах 16—38° С. Отбеливание продолжают в процессе сушки и после нее-, следы перекиси можно обнаружи­ вать в сухой шерсти в течение 12 дней.

Отбеливание ткани широким полотном или в виде жгута можно проводить как в кислой, так и в щелочной среде. Ткань проходит через пропиточное устройство и отжимные валы; при необходимо­ сти ее выдерживают в течение ночи и высушивают; состав беля­ щей жидкости подобен описанному ранее.

Для отбеливания неплотной -ткани из сильно природпо-окра- шеиного волокна рекомендуется применять другой более интенсив­ ный метод — очищенную шерсть обрабатывают раствором протравы (гидросульфита натрия 2%, сернокислого железа 3%, сульфата аммония 1%, формальдегида 40%-ного 4% и уксусной кислоты для поддерживания pH в пределах 5—6) в течение 2 ч при 65—95° С. Избыток жидкости удаляют и шерсть прополаскивают холодной водой для удаления остатка протравы. Затем производят отбеливание ~ 1 ч при 50° С раствором перекиси водорода (0,8— 1,4%), содержащим гидросульфат натрия, в котором щелочность доведена до рН=9,0 с помощью кальцинированной соды, после чего шерсть тщательно промывают водой. Протрава является смесью восстановительных агентов и, хотя точный механизм ее действия еще не выяснен, этот процесс является, без сомнения, примером активированного восстановительного окисления, при ко­ тором высокореакционноспособные радикалы ( Н О - и НОг)- обра­ зуются в присутствии окислителя. В процессе отбеливания шерсть обесцвечивается окисленной протравой, затем ее обрабатывают

192

Темноокраіііенная шерсть содержит в качестве природного гійі'- мента меланин, возможно комплексно связанный с протеином [2]. Ионы металлов обладают сродством к комплексам; поэтому, когда обработанную шерсть погружают в ванну с перекисью, она «акти­ вируется» адсорбированными солями железа, тесно соприкасающи­ мися с окрашенным материалом, производя при этом сильное отбе­ ливающее воздействие.

Для шерсти, не имеющей ' сильной окраски, следует избегать присутствия активирующих восстановительных агентов; в против­ ном случае повышенная реакционная способность перекиси приве­ дет к деструкции волокна. Так как многие металлы (например, медь и в меньшей степени железо) и их ионы действуют как акти­ ваторы, то должны быть приняты меры для предотвращения вся­ кого контакта с ними: отбеливание следует проводить преимуще­ ственно в сосудах из нержавеющей стали, керамики или дерева. Необходимо принимать такие же предосторожности, как и при от­ беливании перекисью водорода хлопка.

Отбеливающее действие перекиси водорода не очень сильно за­ висит от pH среды [10], но химическое изменение шерсти (прове­ ряют по растворимости в щелочи) меньше в том случае, когда от­ беливание ведут в кислой среде, хотя отбеливающий эффект не столь хорош (табл. 57). Несмотря на это, шерсть обычно отбели­ вают в слабощелочных растворах перекиси водорода с различными стабилизаторами, с добавкой щелочи или без нее. Главными ком­ понентами являются силикат натрия, тринатрийфосфат и пирифоефат натрия.

_\

4. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЦИСТИНА И ШЕРСТИ С ОКИСЛИТЕЛЯМИ

Шерсть сравнительно слабо реагирует с перекисью водорода (исключением является реакция в щелочной среде); обычно ок­ раска разрушается прежде, чем разрушится само волокно. При погружении шерсти в раствор перекиси водорода происходит ад­ сорбция некоторого количества окислителя за счет амино- и иминогрупп [41]; поглощение перекиси водорода возрастает с повыше­ нием ее концентрации; процесс становится обратимым, и перекись водорода удаляется при последующей промывке шерсти.

193