Взаимодействие активных красителей с целлюлозой

По характеру взаимодействия с волокном различают две основные группы активных красителей. Первая из них вступает в реакцию нуклеофильного замещения с образованием окрашенного сложного эфира целлюлозы. Вторая — вступает в реакцию нуклеофильного присоединения с образованием окрашенного простого эфира целлюлозы.

Реакция замещения между целлюлозой и активным красителем протекает в щелочной среде при повышеной температуре (для монохлоротрнцательных красителей). Щелочная обработка способствует ионизации гидроксильных групп, так как в реакцию с красителем могут   вступать только ионы   целлюлозы (Целл — О), и, кроме того, нейтрализуется выделяющаяся соляная кислота, реакция идет интенсивнее и становится необратимой.

Реакцию присоединения активизирует щелочная обработка красителя, благодаря чему от красителя (винилсульфоновой группировки) отщепляется остаток серной кислоты, и винил-сульфоновая группа становится активной.

К выбору щелочного реагента и его концентрации в растворе надо подходить очень осторожно, с учетом реакционной способности красителя и возможности при этом гидролиза красителя.

Например, при большом избытке едкого натра в растворе усиливается тенденция к ускорению реакции красителя с водой в ущерб реакции с волокном. При комнатной температуре в присутствии бикарбоната натрия в дихлортриазнновых красителях атомы хлора могут замещаться одновременно гидроксильными группами волокна и воды.

С увеличением щелочности раствора или при повышении температуры может произойти обмен и второго атома хлора с целлюлозой, образуемая с целлюлозой связь отличается высокой устойчивостью в щелочной среде.

Трнхлорпиримидиновые красители реагируют с целлюлозным волокном в более жестких условиях, чем триазиновые. Кроме того, эти красители малочувствительны к потере активности под действием щелочи, их с меньшим риском для гидролиза можно совмещать с едким натром, что является важным при хранении рабочих растворов активных красителей.

Винилсульфоновые красители реагируют с целлюлозой и водой после перевода их в активную форму.

Из описанных выше реакций видно, что наряду с образованием окрашенного соединения целлюлозы с красителем получается еше и нежелательный продукт — гидролизованная форма красителя. Однако активные красители в процессе крашения вступают в реакцию предпочтительнее с целлюлозой, а не с водой, так как концентрация ионов Целл — О выше, чем ионов —ОН воды (константа диссоциации гидроксилов целлюлозы выше, чем воды). Гидроксил целлюлозы (—ОН) обладает большой нуклеофильностью, что также способствует реакции, которая с целлюлозой протекает в 100 раз быстрее, чем с гидроксидом (—ОН-) воды. Благоприятные условия для протекания реакции целлюлозы с активным красителем обеспечиваются достаточно высокой концентрацией красителей, сорбированных вблизи активных центров волокна и их способностью диффундировать в волокно. Реакционная способность целлюлозы повышается с увеличением концентрации ионов Целл0~ (в результате мерсеризации) и уменьшается, если ОН-группы целлюлозы уже заблокированы (препаратами для малосминаемой отделки).

Важной характеристикой активных красителей является их устойчивость в рабочих растворах. Для стабилизации их состояния в растворе добавляют различные стабилизаторы, буферные вещества — моно- и ди-гатрийфосфаты. В красильные системы не рекомендуется вводить вещества, содержащие группы — ОН (крахмал) ,— NH2, —SH.

От прочности связи активного красителя с волокном зависят прочности окрасок к мокрым обработкам и другим воздействиям.

Монохлортрназиновые красители образуют связь с волокном, устойчивую в кислой среде, благодаря электроположительности второго заместителя в триазиновом ядре.

Винилсульфоновые красители с целлюлозным волокном образуют простую эфирную связь, которая разрушается под действием сильных щелочей.

Субстантнвность и сродство активных красителей во многом определяют технологию крашения ими целлюлозных волокон и качество окрасок. На субстантнвность активных красителей главное влияние оказывает строение хромогена, а на прочность фиксации волокном — характер реакционной системы. Винилсульфоновые красители обладают наиболее низкой субстантив-ностью к целлюлозному волокну, но в гидролизованной форме они хорошо отмываются с волокна.

Гидролизованный краситель при крашении сорбируется волокном, но не фиксируется нм. Если его не удалить полностью с волокна, то прочность окраски к мокрым обработкам резко снизится. С повышением температуры промывочных ванн степень удаления с волокна гидролизованного активного красителя увеличивается.






Опубликовано в: Активные красители