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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.10.2024

Просмотров: 113

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

3.

R. G. Fargher, L. R. Hart and

M. E. Probert.

J. Textile

Inst.,

18

(1927)

 

29T. R. G. Fargher and

M. E . Probert. J. Textile

Inst., 18

(1927)

559T.

4.

R. E. Hudson and H.

M. Waddle. Text. Res. J.,

18 (1948)

232.

 

 

5.

P. D. Boyer, H. A. Lardy and

K. Myrback. The

Enzymes,

2nd

Ed.,

Acad.

 

Press, New York, N. Y.,

1953.

 

 

 

 

 

 

 

6.

S. A. Wabaman. J. Am. Chera. Soc,

 

42 (1920) 293.

 

 

 

 

7.

E. Lenk. J. Soc. Dyers Colourists, 58

(1942)

138.

 

 

 

 

8.

W. M. Scott. Ind. Eng.

Chem., 32

(1940)

784; R. L. McEwen, Am. Dyestuff

 

Rep., 32 (1943) 371.

 

 

 

 

 

 

 

 

9.E. Schubert. Textill-Rundschau, 5 (1950) 1.

10.E. Schubert. Textill-Rundschau, 3 (1948) 295, 335.

11.

R. F. Nickerson, T. D. Fontaine and

C. B. Leape. Text.

Res. J., II

(1941)

 

154. W. G. Sink and D. L. Worth. Am. Dyestuff

Rep., 40

(1951) 848.

 

12.

J. A. Clark and G. L. Losie. Textile Ind.,

116 (1952)

110.

 

 

13.British Standards Institute, Handbook No. 11 (1963) 485.

14.L. Wallerstein. Ind. Eng. Chem., 31 (1939) 1218.

15.J. A. D. Hall. Dyer, 125 (1961) 727.

16.J. A. D. Hall. Dyer, 126 (1961) 295.

17.1. Regan. J. Soc. Dvers. Colourists, 78 (1962) 533.

18.

В. L. Browning, L. O. Bublitz and

P.

S. Baber. Tappi, 35 (1952)

418.

19.

W. A. S. White, H. J. Ross and

N.

F.

Crowder.

J. Textile

Inst., 50

 

(1959)

3.

 

 

 

 

 

 

20.

W. J. Tennant. Brit. Pat., 479. 965.

 

 

 

 

 

 

21.

R. Freytag. Teintex, 25 (1961) 323;

Bull.

Inst. Textile

France,

106 (1963)

 

541.

 

 

 

 

 

 

 

22.

L. Chesner. J. Soc. Dyers Colourists,

19 (1963)

139.

 

 

Г л а в а 4 ОЧИСТКА ИЗДЕЛИЙ ИЗ ХЛОПКА

1. ОТВАРКА

Очистку суровых хлопчатобумажных тканей осуществляют пу­ тем отварки и отбеливания.

В зависимости от требований, предъявляемых к готовым тка­ ням, существует большое количество методов очистки тканей. Большую часть хлопчатобумажных тканей отваривают периодиче­ ским методом путем обработки горячей щелочью в варочных кот- \ лах или применяя непрерывный процесс пропитки щелочью с по­ следующей обработкой паром. В некоторых случаях процесс может быть повторен после промежуточной промывки. Качество от­ варки и беления будет зависеть от многих факторов: типа, цвета и загрязненности хлопка, характера крутки, номера пряжи, кон­ струкции ткани и т. д.

Целью беления является извлечение из волокна нецеллюлозных примесей без изменения самой целлюлозы. Наиболее трудно уда­ ляются воск, остатки коробочек и масляные пятна.

Водорастворимые загрязнения перед отваркой удаляются в про­ цессе расшлихтовки. При этом используют щелочные растворы, имеющие восстановительный характер, за счет чего могут возни­ кать нежелательные побочные эффекты, например, некоторые кубо­ вые красители могут переходить в водорастворимую лейкоформу.

34


Эта проблема возникает при отварке пестроткани. Отварке можно подвергать хлопок в виде волокна, ленты, пряжи или ткани. Обычно из-за простоты переработки предпочитают отваривать ткань.

Хлопок, предназначенный для медицинских целей, очищают и отбеливают в виде волокна, в то время, как пряжу для крашения отбеливают в паковках. Из экономических соображений ткань от­ варивают и отбеливают в форме жгута Некоторые ткани тре­ буют обработки расправленным полотном. Качество очистки хлопка оценивают капиллярностью и белизной.

Хлопчатобумажные ткани необходимо тщательно очищать, так как они могут содержать остатки хлопковых семян, шелухи и листьев (пыль и остатки снопов). Такие примеси содержатся в су­ ровой ткани, несмотря на механическую очистку хлопка, примене­ ния операций трепания и прочесывания.

Указанные загрязнения не всегда извлекаются

в

процессе

по­

следующей отбелки и легче удаляются

при щелочной

отварке. В то

же время удалять эти загрязнения

необходимо,

поскольку

они

могут давать на ткани пятна, окрашенные в темные тона. Кроме того, эти загрязнения сорбируют краситель при крашении в боль­ шем количестве, чем целлюлоза.

Отварка в варочном котле

Отварка в котле состоит в циркуляции горячей щелочной жид­ кости через ткань, уложенную в котле в форме жгута. Ткань перед

укладкой

пропускают

через фарфоровое кольцо (диаметр около

15,2 см)

и

затем

 

укладывают

 

 

в котел.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

До

введения

в

котел

ткань

 

 

часто

пропитывают

щелочным

 

 

раствором, а затем

пропускают

 

 

через

отжимное

устройство,

обе­

 

 

спечивающее

отжим

100%.

 

 

 

Котел

состоит

из

вертикаль­

 

 

ной

цилиндрической

железной

 

 

емкости

с

 

перфорированным

 

 

«ложным» дном (рис. 11), куда

 

 

ткань

подается

равномерно вруч­

 

 

ную или

механическим укладчи­

 

 

ком. При

укладке

механическим

 

 

укладчиком

ткань

проходит

че­

 

 

рез длинную трубу (хобот) уклад­

Рис. 11.

Схема варочного котла:

чика,

расположенную

в

верхней

/ — котел;

2 — трубчатый подогреватель;

части

котла.

Хобот

имеет

вра-

3 — н а с о с ;

4 ложное дно; 5 — горловина;

 

6 — спрыск

щательно-поступательное

движе­

 

 

ние, обеспечивающее равномерную укладку ткани в котле. При

использовании такого

механического укладчика щелочную жид­

кость можно вводить

через хобот, таким образом

одновременно

с укладкой может быть осуществлена пропитка.

1

35


Котлы могут быть самых различных размеров; обычно они имеют вместимость 215—5000 кг ткани. Котел среднего размера вмещает 2 т ткани (высота его около 270 см, диаметр 215 см).

Вкотлах простейшей конструкции пар подается через отверстие

вцентре дна и проходит через центральную трубу (рис. 12).

Всовременных котлах используют эффективную принуди­

тельную циркуляцию в сочетании с трубчатым подогревателем (рис. 13).

Имеется много различных конструкций варочных котлов [24].

Pire. 12. Схема варочного вертикаль-

Рис. 13. Вертикальный варочный ко-

ного котла с центральной трубой

тел системы Джефсрерсон-Волкер

Равномерная плотность укладки ткани в котле является очень важным фактором, определяющим равномерность циркуляции ва­ рочной жидкости через ткань, а следовательно, и равномерность отварки. Для предупреждения вертикального перемещения ткани в котле в процессе отварки и, как следствие, образования каналов, можно использовать тяжелый груз, помещаемый сверху.

Когда котел заполнен тканью, то в него вводят соответствую­ щее количество варочной жидкости, подавая ее в направлении снизу вверх с целью вытеснения воздуха из котла. Затем вароч­ ную жидкость нагревают, и она циркулирует через ткань. На этой стадии очень важно удалить из котла весь воздух, так как в при­ сутствии воздуха и горячей щелочи происходит окислительная де­ струкция хлопковой целлюлозы. Необходимо также избегать кон­

такта с воздухом

горячей щелочной ткани

и прополаскивать ее

в горячей воде по

мере удаления щелочной

жидкости.

36

Иногда в варочную жидкость добавляют восстановители: би­ сульфит натрия или гидросульфит для удаления следов кис­ лорода.

Отварку можно Проводить как при атмосферном давлении в от­ крытом котле, так и под давлением. В последнем случае о давле­ нии в котле судят по температуре. Этот метод не достаточно точен, так как четкой зависимости температуры от давления может не быть, если в котле присутствует воздух. Применение термометров для записи температуры циркулирующей жидкости весьма жела­ тельно и используется при определении давления [22].

В варочных котлах часто

применяют давление до 2,1 кг/см2 ,

.что соответствует температуре немного выше 130°С.

Хлопчатобумажные ткани обычно обрабатывают в котле в те­

чение 2—12 ч — в зависимости

от типа ткани (тяжелая ткань или

легкая) и необходимой степени

отварки.

В конце отварки в верхней части котла может накопиться пена. Для устранения ее котел продувают, т. е. при снятии давления про- 'качивают небольшой объем варочной жидкости, который через пропускной клапан в крышке котла уносит с собой в сток пену.

Более легкие ткани обычно отваривают в виде жгута, а более тяжелые ткани, чувствительные к механическим деформациям, об­ рабатывают широким полотном. Для этой цели имеются котлы спе­ циальной конструкции; одним из наиболее известных котлов такого типа является котел Джексона, в котором ткань наматывается на ролики, установленные внутри котла, а затем перематывается с од­ ного ролика на другой, как в роликовой красильной машине [4]. Условия отварки в различных странах различны и соответствуют виду отвариваемой ткани. Некоторые ткани могут быть хорошо очищены при однократной отварке, но более тяжелые ткани тре­ буют двукратной отварки.

Непрерывный процесс отварки

Описанные выше процессы отварки периодические. Однако

возможна непрерывная отварка тканей,

широко -применяемая

в США *. Для этой цели используют

агрегаты системы

Дюпон

(рис. 14), где ткань пропитывают раствором едкого натра

(3—4%)

в специальном устройстве — сатуратуре,

затем

отжимают

до при­

веса, равного 100%, и обрабатывают паром

в

/-образной

камере

из нержавеющей стали, где ткань находится в течение 1 ч.

 

Существуют различные типы аппаратов для непрерывной от­ варки тканей [2].

Хорошая отварка непрерывными методами требует хорошего и быстрого смачивания для равномерного воздействия щелочи на ткань. Непрерывную щелочную отварку применяют как одну из операций перекисного беления.

Щелочная обработка, проводимая в котле, может быть трех типов:

* Непрерывные способы беления хлопка и льна широко используются в СССР.

37


1)последовательная обработка натронной известью;

2)отварка в растворе едкого натра;

3)обработка мылом и содой.

Отварка в растворе натронной извести является способом, ши­ роко применяемым в прошлом. Процесс в основном состоял в от­ варке ткани в известковом молоке. При этом при реакции со свободнымич жирнымн кислотами, содержащимися в хлопковом воске или образующимися при гидролизе воска, могут образовываться нерастворимые известковые мыла.

Последующая отварка в растворе Na2 C03 превращает извест­ ковые мыла в карбонат кальция и водорастворимые щелочные

Рис. 14. Схема одиоіі из секций

агрегата

для непрерывного отбеливания

ткани широким

полотном

системы Дюпон:

/ — ткань: 2 — в а н н а для замочки;

3 сатуратор: 4 запарноіі аппарат (/-Соке);

5,— промывная машина

мыла. Этот способ может быть изменен и улучшен путем введения промежуточной обработки ткани соляной кислотой. В этом случае известковые мыла превращаются в свободные кислоты, а кальций должен вымываться в виде хлористого кальция.

Хотя обработка натронной известью дает очень хорошие ре­ зультаты, этот процесс трудоемкий и не удивительно, что в совре­ менной практике используют отварку в растворе NaOH. Однако для тонких тканей такое условие слишком жестко и для них реко­ мендуется обработка в растворах соды и мыла.

Пестроткань, для которой недопустима десорбция красителя, обычно отваривается этим способом.

Концентрация применяемого раствора составляет приблизи­ тельно 1—2% в зависимости от типа отвариваемой ткани.

При модуле отварки М = 3:1 концентрация едкого натра со­ ставляет приблизительно 3—6% от веса материала.

В непрерывных методах отварки при 100%-ном отжиме после пропитки ткани 3%-ным раствором едкого натра на ткани остается 3% едкого натра от веса материала.

Прн контакте раствора едкого натра с тканью некоторое коли­

чество щелочи адсорбируется,

так как гидроксильные группы

в целлюлозе обладают кислыми

свойствами (27], рК составляет

38


около 14,3. Потенциально хлопок может удерживать довольно зна­ чительные количества щелочи; например, если все глюкозные остатки целлюлозы доступны и если одна из трех гидроксильных групп звена реагирует со щелочью, то количество щелочи, требуе­ мой для нейтрализации половинного количества гидроксилов, со­ ставит 12 г на 100 г целлюлозы. На самом же деле лишь часть остатков глюкозы доступна, так что количество адсорбированной щелочи будет меньше.-При концентрациях едкого натра 1% (рН~13,3) хлопковая целлюлоза будет адсорбировать около 1 г его на 100 г целлюлозы; это составляет одну треть от общего колн-

90и 8070-

Рис. 15. Моющая

способность

мыла (кривая

1)

il алкплсульфата

(кривая 2)

в зависимости

от

величины

pH (кривая

3 контрольный обра­

 

зец — без

мыла)

 

чества едкого натра,

содержащегося в варочной жидкости обычно

в количестве 3 г на 100 г целлюлозы.

 

 

Щелочь требуется

также для

нейтрализации

карбоксильных

групп, содержащихся в небольших количествах в хлопковой цел­ люлозе в пектиновых веществах. Количество щелочи, требуемое

для

этой цели,

составляет около 0,2—0,6 г на

100

г хлопка. При­

сутствующий в

хлопке протеин в процессе отварки

гидролизуется

до

аминокислот

и может нейтрализовать д о і

г едкого натра, на­

ходящегося в волокне.

Следовательно, более половины едкого натра реагирует с цел­ люлозой и ее примесями. Так как целлюлоза является слабой кис­ лотой, то щелочь будет связываться волокном в течение всего про­ цесса отварки. В литературе встречается указание на то, что сни­ жение концентрации едкого натра во время отварки происходит неравномерно: щелочь расходуется на первой стадии очень быстро, а через час уже гораздо медленнее. В табл. 10 приводятся данные об изменении концентрации щелочи в течение двух последователь­ ных процессов отварки и расходе окислителя на титрование ва­ рочной жидкости [6].

39