Файл: Лифенцев, О. М. Крашение и печатание тканей путем синтеза пигментов на волокне.pdf

Естественно, что очень трудно подобрать органический раство­ ритель на основе индивидуального химического соединения, кото­ рый бы отвечал всем перечисленным выше требованиям. Однако правильный выбор смеси не представляется простым делом. Поэтому в ряде случаев используют следующий прием: для обес­ печения растворимости фталогена и комплексных соединений полииминоизоиндоленина с металлами применяют дешевые индивиду­ альные растворители типа формамида (левазол F) или мономети­ лового эфира диэтиленгликоля (левазол ND), а для обеспечения восстановительной способности в них вводят добавки глицерина, триэтаноламина, гидрохинона, глюкозы и т. д. При этом прихо­ дится мириться с потерями в выходе синтезируемого на волокне пигмента, обусловленными неполным набором нужных свойств

уиспользуемого органического растворителя.

Втабл. 10 приведены данные о влиянии вида органического растворителя на результаты крашения хлопчатобумажной ткани фталостаном голубым 3G в присутствии медной комплексной соли фталостан К при постоянной концентрации растворителя 80 г/л.

Мочевина в значительной степени отвечает требованиям «иде­ ального» растворителя для фталогенового способа крашения и пе­

способ проявления окраски фталоцианогена голубого 43М при от­ сутствии других, более энергичных восстановителей (рис. 12).

90

ность быстро возрастает и достигает максимального значения при концентрации мочевины более 80 г/л, что сопровождается соответ­ ствующим увеличением выхода пигмента. Повышение содержания мочевины более 160 г/л приводит к снижению выхода фталоци­ анина меди на волокне, но не за счет уменьшения восстановитель­ ной способности мочевины или эффекта перевосстановления, а за счет увеличения смываемое™ пигмента при промывке вследствие перегрузки субстрата средой, в которой протекает синтез.

Аналогичный характер имеют кинетические кривые зависи­ мости выхода фталоцианина меди на волокне от содержания ви-

разола в плюсовочном растворе (рис. 13). Отличие состоит в том, что высокий выход пигмента даже при температуре 100° С дости­ гается при концентрации виразола менее 80 г/л; выше 160 г/л вы­ ход пигмента снижается, что обусловлено теми же причинами, что и в случае применения больших количеств мочевины. Тем не ме­

способствует также применение в качестве органических раство­ рителей тиодигликоля и триэтаноламина. В последнем случае экстремальный характер зависимости выхода пигмента на волокне

91

от концентрации растворителя выражен наиболее резко, поскольку с увеличением щелочности среды, вследствие основного характера триэтаноламина, возрастает количество гидролизованного амино­ иминоизоиндоленина (рис. 14).

43М и медной комплексной соли трилона А способствует увеличе­ нию выхода пигмента на волокне при проявлении окраски в паро-

вом зрельнике. При температурах обработки 130—160° С присут­ ствие виразола не вызывает дополнительного увеличения выхода пигмента, поскольку восстановительная способность мочевины в этих условиях превышает восстановительную способность ви­ разола.

92

Из данных табл. 11 следует, что уже при концентрации виразола в шшсовочном растворе 40 г/л выход фталоцианина меди на волокне и проявление окраски в паровом зрельнике увеличивается вдвое.

43М таких восстановителей, как глюкоза и сернистый натрий, не дает ощутимого эффекта при низких концентрациях. Увеличение концентрации приводит к резкому снижению выхода пигмента на волокне.

3.4.3. Влияние концентрации соли меди и вида

комплексообразователя

Как отмечалось выше, фталоцианины являются солями метал­ лов и своеобразной органической кислоты — тетрабензотетразапорфина. При крашении и печатании целлюлозных тканей исполь­ зуют фталогены, образующие на волокне только внутрикомплексные соли тетрабензотетразапорфина с медью, кобальтом и никелем. Это обусловлено тем, что только фталоцианины меди, кобальта и никеля обладают необходимыми колористическими свойствами и приемлемой технологией синтеза на волокне.

Сам тетрабензотетразапорфин, или безметалльный фталоцианин, также является высокопрочным пигментом зеленовато-голу­ бого цвета. Для синтеза его на волокне нет подходящих фталогенов, но он всегда образуется в виде примеси к фталоцианинам меди, кобальта или никеля при их получении из фталогенов моно­ молекулярного типа. Как было показано Г. Бауманном [160], при обработке растворами солей металлов тетрабензотетразапорфин, находящийся на волокне, переходит в соответствующий фталоцианин.

В соответствии с механизмом процесса образования фтало­ цианина меди на волокне начальным моментом синтеза является появление в красильном растворе или в печатной краске медного комплекса аминоиминоизоиндоленина состава 2 : 1 . В этой связи

93

с целью получения максимального выхода пигмента представляет интерес использование простых, не комплексных солей, например меди, в количествах, соответствующих стехиометрическому отноше­ нию компонентов в реакции. На практике это возможно в виде двухстадийного способа крашения или печатания.

Сущность способа заключается в том, что ткань предвари­ тельно пропитывают раствором соли меди, сушат и плюсуют рас­ твором или печатают краской, содержащей фталоген. После вто­ ричной сушки ткань обрабатывают в паровом или в термическом зрельнике и промывают.

В табл. 12 приведены результаты двухстадийного крашения хлопчатобумажной ткани, пропитанной раствором уксуснокислой

факт, что выход фталоцианина на волокне в довольно широких пределах значений молярного отношения между аминоиминоизоиндоленином и уксуснокислой медью практически не зависит от температуры. Это возможно только в том случае, если проявление окраски при тепловой обработке осуществляется как реакция ион­ ного характера или как реакция, имеющая очень низкое значение энергии активации.

При двухстадийном способе крашения во время второго плюсо­ вания аминоиминоизоиндоленин, проникая в толщу волокна, реа­ гирует с уксуснокислой медью по механизму ионной реакции с об­

плюсовании. При последующей тепловой обработке происходит го-

94

могенная реакция между медным комплексом и свободными моле­ кулами аминоиминоизоиндоленина с выделением аммиака и вос­ становление образующегося медного комплекса дегидрофталоцианина во фталоцианин. Обе последние реакции могут в принципе соответствовать требованиям, предъявляемым к реакциям, резуль­ тат которых мало зависит от температуры.

Тот факт, что максимальный выход пигмента при термическом способе проявления окраски приближается к теоретическому, сви­ детельствует о доминирующей роли образования медного комп­ лекса аминоиминоизоиндоленина в процессе синтеза фталоцианина меди на волокне. Несоответствие максимального выхода стехиометрическому значению молярного отношения обусловлено пере­ ходом уксуснокислой меди в раствор при втором плюсовании, в результате чего истинное молярное отношение компонентов на волокне превышает величину, рассчитанную из их концентраций в плюсовочных растворах. В случае проявления окраски в паро­ вом зрельнике это несоответствие еще более усугубляется процес­ сом гидролиза аминоиминоизоиндоленина, что приводит к резкому* уменьшению фактической величины молярного отношения компо­ нентов на волокне.

Медный комплекс аминоиминоизоиндоленина почти не подвер­

Экстремальный характер зависимости выхода пигмента от кон­ центрации соли меди в растворе при двухстадийном способе кра­ шения наиболее четко подтверждает высказанное нами положение о том, что процесс синтеза фталоцианина меди на волокне начи­ нается с образования медного комплекса аминоиминоизоиндоле­ нина состава 2 : 1 .

Несмотря на то, что двухстадийный способ позволяет получать высокие выходы пигмента на волокне, возможность его практиче­ ского применения весьма невелика из-за необходимости проведе­

пользовать при одностадийном способе крашения или печатания фталогенами, поскольку образующийся медный комплекс амино­ иминоизоиндоленина нерастворим в воде и выделяется в плюсо­ вочных растворах или в печатных красках в виде осадка. Для со­ хранения -технологических свойств плюсовочных растворов и пе­ чатных красок в их состав вводят органические растворители, способные растворять медный комплекс аминоиминоизоиндоле­ нина, или применяют комплексные соли меди, не образующие при комнатной температуре медного комплекса аминоиминоизоиндоле­ нина в сколько-нибудь заметном количестве.

Комплексные соли меди, пригодные для использования во фталогеновом процессе крашения и печатания целлюлозных тканей, должны соответствовать ряду специфических требований. Во-пер-

95