Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up
 

ПРОТРАВНЫ́Е КРАСИ́ТЕЛИ

  • рубрика

    Рубрика: Химия

  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 27. Москва, 2015, стр. 645-646

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




Авторы: А. Я. Желтов

ПРОТРАВНЫ́Е КРАСИ́ТЕЛИ, ани­он­ные, рас­тво­ри­мые в во­де син­те­тич. кра­си­те­ли, в мо­ле­ку­лах ко­то­рых со­дер­жат­ся груп­пи­ров­ки, спо­соб­ные к ком­плек­со­об­ра­зова­нию с ме­тал­ла­ми. На­но­си­мая на во­лок­но на од­ной из ста­дий кра­ше­ния про­тра­ва – соль ме­тал­ла [обыч­но Cr(III), ре­же Al(III), Fe(II), Cu(II)] – об­ра­зу­ет ко­ор­ди­на­ци­он­ные и ко­ва­лент­ные свя­зи с функ­цио­наль­ны­ми груп­па­ми П. к., и фор­ми­ру­ют­ся ин­тен­сив­но ок­ра­шен­ные ме­тал­ло­ком­плек­сы, проч­но удер­жи­вае­мые во­лок­ни­стым ма­те­риа­лом. По хи­мич. строе­нию П. к. в осн. от­но­сят­ся к азо­кра­си­те­лям и ан­тра­хи­но­но­вым кра­си­те­лям, ре­же к триа­рил­ме­та­но­вым кра­си­те­лям, ксан­те­но­вым кра­си­те­лям и азо­ме­ти­но­вым кра­си­те­лям. Азо­со­еди­не­ния мо­гут вклю­чать ос­тат­ки са­ли­ци­ло­вой ки­сло­ты, 8-гид­ро­кси­хи­но­ли­на или со­дер­жать в ор­то-по­ло­же­ни­ях к азо­груп­пе (ко­то­рая в этом слу­чае яв­ля­ет­ся ко­ор­ди­ни­рую­щим ли­ган­дом) груп­пу OH и од­ну из групп OH, NH2, COOH. Про­из­вод­ные ан­тра­хи­но­на в ор­то- и пе­ри-по­ло­же­ни­ях обыч­но со­дер­жат груп­пы OH или ари­ла­ми­но­груп­пу.

По от­но­ше­нию к цел­лю­ло­зе П. к. не про­яв­ля­ют срод­ст­ва и за­кре­п­ля­ют­ся (напр., али­за­рин) толь­ко по­сле на­не­се­ния на во­лок­но алю­ми­ние­во-каль­цие­вой про­тра­вы в ви­де гид­ро­кси­дов этих ме­тал­лов и об­ра­зо­ва­ния не­рас­тво­ри­мо­го ком­плек­са. Из-за слож­но­сти и боль­шой дли­тель­но­сти кра­ше­ния П. к. для хлоп­ка ут­ра­ти­ли своё зна­че­ние.

При на­ли­чии ки­слот­ных групп (SO3H, COOH) П. к. про­яв­ля­ют срод­ст­во к бел­ко­вым и по­ли­амид­ным во­лок­нам, за­кре­п­ля­ют­ся на них за счёт ион­ных свя­зей как обыч­ные ки­слот­ные кра­си­те­ли и на­ря­ду с этим спо­соб­ны реа­ги­ро­вать с сор­би­ро­ван­ны­ми во­лок­ном ка­тио­на­ми Cr(III). Эта важ­ней­шая груп­па по­лу­чи­ла назв. хро­мо­вых или ки­слот­но-про­трав­ных кра­си­те­лей. Кра­ше­ние ими осу­ще­ст­в­ля­ют по трём схе­мам, ко­то­рые раз­ли­ча­ют­ся ме­стом и ор­га­ни­за­ци­ей ста­дии хро­ми­ро­ва­ния в тех­но­ло­гич. це­поч­ке. Это кра­ше­ние во­лок­на с пред­ва­ри­тель­ным, по­сле­дую­щим и од­но­вре­мен­ным хро­ми­ро­ва­ни­ем. В ка­че­ст­ве про­тра­вы обы­ч­но ис­поль­зу­ют вод­ные рас­тво­ры со­лей Cr(VI): ди­хро­ма­ты на­трия, ка­лия, ре­же ам­мо­ния.

Пред­ва­ри­тель­ное хро­ми­ро­ва­ние пе­ред кра­ше­ни­ем про­во­дят ки­пя­че­ни­ем во­лок­на в рас­тво­ре ди­хро­ма­та, при этом вос­ста­нов­ле­ние Cr(VI) в Cr(III) про­те­ка­ет за счёт цис­ти­но­вых групп ке­ра­ти­на шер­сти. Что­бы пре­до­хра­нить шер­стя­ное во­лок­но от окис­лит. де­ст­рук­ции, ре­ко­мен­ду­ет­ся в рас­твор вво­дить сла­бые вос­ста­но­ви­те­ли: тио­циа­нат ам­мо­ния, тио­мо­че­ви­ну, му­равь­и­ную ки­сло­ту. При кра­ше­нии по­ли­амид­но­го во­лок­на при­сут­ст­вие вос­ста­но­ви­те­ля обя­за­тель­но.

Бо­лее рас­про­стра­нён спо­соб с по­сле­дую­щим хро­ми­ро­ва­ни­ем ок­ра­шен­но­го во­лок­на. В ка­че­ст­ве вос­ста­но­ви­те­ля в осн. вы­сту­па­ет кра­си­тель, ос­таю­щий­ся в кра­силь­ной ван­не, об­ра­зо­ва­ние Cr(III) про­те­ка­ет бы­ст­рее и не вы­зы­ва­ет ос­лаб­ле­ние во­лок­на. По­сле­дую­щее ком­плек­со­об­ра­зо­ва­ние кра­си­те­ля про­ис­хо­дит во всём объ­ё­ме во­лок­на, что по­зво­ля­ет по­лу­чать бо­лее рав­но­мер­ные и глу­бо­кие ок­ра­ски. Не­дос­тат­ком обо­их спо­со­бов яв­ля­ет­ся то, что окон­чат. цве­то­вой тон фор­ми­ру­ет­ся толь­ко по­сле за­вер­ше­ния хро­ми­ро­ва­ния и ком­плек­со­об­ра­зо­ва­ния, по­это­му за­труд­ня­ет­ся точ­ное вос­про­из­ве­де­ние же­лае­мо­го от­тен­ка и ин­тен­сив­но­сти ок­ра­ски ма­те­риа­ла.

Кра­ше­ние с од­но­вре­мен­ным хро­ми­ро­ва­ни­ем осу­ще­ст­в­ля­ют в од­ну тех­но­ло­гич. ста­дию с по­мо­щью т. н. од­но­хро­мо­вых кра­си­те­лей. Эти кра­си­те­ли не име­ют суль­фог­рупп (или со­дер­жат толь­ко од­ну суль­фо­груп­пу), в их мо­ле­ку­лах при­сут­ст­ву­ют элек­тро­но­ак­цеп­тор­ные нит­ро­груп­пы, ато­мы га­ло­ге­нов, обес­пе­чи­ваю­щие OH-груп­пам кис­лые свой­ст­ва (при­мер – ок­ра­ши­ваю­щий в ко­рич­не­вый цвет П. к., фор­му­ла I). Бла­го­да­ря та­ко­му стро­е­нию од­но­хро­мо­вые кра­си­те­ли со­хра­ня­ют вы­со­кое срод­ст­во к шер­сти и по­ни­жен­ную ре­ак­ци­он­ную спо­соб­ность по от­но­ше­нию к ка­тио­нам Cr(III), по­это­му со­от­вет­ст­вую­щий ком­плекс об­ра­зу­ет­ся по­сле фи­к­са­ции кра­си­те­ля не­по­сред­ст­вен­но в струк­ту­ре во­лок­на. За­мед­ле­нию ком­плек­со­об­ра­зо­ва­ния спо­соб­ст­ву­ет и при­ме­не­ние в ка­че­ст­ве про­тра­вы (NH4)2Cr2O7, ко­то­рый об­ра­зу­ет ка­ти­он Cr(III) мед­лен­нее, чем Na2Cr2O7.

По­хо­жи­ми кра­ся­щи­ми свой­ст­ва­ми об­ла­да­ют ки­слот­ные ме­талл­со­дер­жа­щие кра­си­те­ли (напр., зе­лё­ный кра­си­тель стро­е­ния II) – го­то­вые ани­он­ные ком­плек­сы азо­кра­си­те­лей с Cr(III) со­ста­ва 1:1, в ко­то­рых азо­груп­па уча­ст­ву­ет в фор­ми­ро­ва­нии хе­лат­ной сис­те­мы. При кра­ше­нии ими от­па­да­ет не­об­хо­ди­мость в ста­дии хро­ми­ро­ва­ния во­лок­на, но на­ли­чие в ко­ор­ди­нац. сфе­ре хро­ма лег­ко за­ме­няе­мых ли­ган­дов (обыч­но мо­ле­кул во­ды) при­да­ёт из­бы­точ­ное срод­ст­во к бел­ко­вым суб­стра­там. Для по­лу­че­ния глу­бо­ко­го и рав­но­мер­но­го ок­ра­ши­ва­ния во­лок­на про­цесс ве­дут в ре­жи­ме из­ме­не­ния ки­слот­но­сти сре­ды, обес­пе­чи­ваю­щем по­сле­до­ва­тель­ное об­ра­зо­ва­ние ион­ных и ко­ор­ди­нац. свя­зей. Кра­ше­ние на­чи­на­ют при pH 1,7–2 в при­сут­ст­вии ка­тио­но­ак­тив­но­го ПАВ. В силь­но­кис­лой сре­де ами­но­груп­пы во­лок­на ио­ни­зи­ру­ют­ся, об­ра­зуя NH3+-груп­пы, не спо­соб­ные к ко­ор­ди­на­ции с Cr(III), и кра­си­тель за­кре­п­ля­ет­ся толь­ко за счёт ион­ных свя­зей. При про­мыв­ке ок­ра­шен­но­го во­лок­на во­дой ки­слот­ность сни­жа­ет­ся, ами­но­груп­пы ре­ге­не­ри­ру­ют­ся, воз­ни­ка­ют ус­ло­вия для ком­плек­со­об­ра­зо­ва­ния и до­пол­нит. свя­зы­ва­ния кра­си­те­ля с функ­цио­наль­ны­ми груп­па­ми во­лок­на че­рез хро­мо­вый мос­тик.

П. к. разл. ти­пов ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся в прак­ти­ке кра­ше­ния и пе­ча­ти тек­стиль­ных ма­те­риа­лов из шер­сти, а так­же ис­поль­зу­ют­ся для ок­ра­ши­ва­ния фет­ра, ме­ха и хро­мо­вой ко­жи. Для кра­ше­ния шёл­ка и по­ли­амид­но­го во­лок­на при­ме­ня­ют­ся ог­ра­ни­чен­но. Цве­то­вая гам­ма П. к. дос­та­точ­но ши­ро­ка, но не от­ли­ча­ет­ся яр­ко­стью от­тен­ков. Вы­со­кая ус­той­чи­вость по­лу­чае­мых ок­ра­сок к мок­рым об­ра­бот­кам и тре­нию объ­яс­ня­ет­ся проч­ным удер­жи­ва­ни­ем хро­мо­вых кра­си­те­лей си­ла­ми хе­мо­сорб­ции и до­пол­ня­ет­ся ут­ра­той кра­си­те­лем рас­тво­ри­мо­сти (об­ра­зо­ва­нием т. н. хро­мо­во­го ла­ка). По­вы­ше­ние све­то­стой­ко­сти свя­за­но с за­ме­ще­ни­ем при ком­плек­со­об­ра­зо­ва­нии под­виж­ных ато­мов во­до­ро­да у групп, уча­ст­вую­щих в про­цес­сах фо­то­хи­мич. де­ст­рук­ции, а так­же с воз­мож­но­стью от­во­да из­бы­точ­ной све­то­вой энер­гии, по­гло­щае­мой кра­си­те­лем, че­рез «хро­мо­вый мос­тик» в ви­де те­п­ла.

Лит.: Мель­ни­ков Б. Н., Щег­ло­ва Т. Л., Ви­но­гра­до­ва Г. И. При­ме­не­ние кра­си­те­лей. 3-е изд. М., 2010.

Вернуться к началу