В процессе фиксации активных красителей на тканях из капрона, натурального шелка и искусственных волокон не все его молекулы вступают в реакцию образования ковалентной связи. Неполное удаление незафиксированного красителя при промывке приводит к снижению качества окраски и ее прочностных показателей. Для повышения содержания химически- связанного красителя существует радиационная технология [2]. Однако, для фиксации красителя только за счет γ- облучения требуется значительная доза облучения, что может привести к нежелательным изменениям исходных свойств полимера, например, изменению механической прочности. Вместе с тем, применение γ- радиационной технологии может привести к весьма значительному усложнению технологического процесса фиксации красителя из-за токсичности облучения.
В последнее время большое внимание уделяется менее токсичным видам облучения, например, УФО [2]. Данный вид облучения, действуя на макромолекулы полимера может вызывать радикалообразование с последующей их рекомбинацией. При этом установлено [3], что на поверхности некоторых полимеров, например, капрона, при УФ- облучении в течение 1 часа образуется такое же количество макрорадикалов, как и в случае если бы материал облучали на гамма- источнике до дозы 104 Гр. Аналогичные выводы были сделаны в работах [4,5] на основе диэлектрических измерений.
В работе была сделана попытка применить действие УФ- облучения для повышения ковалентной фиксации АК. При этом были объединены два вида воздействия, ведущие к образованию радикалов- механическое напряжение и УФ - облучение.
Концентрацию красителя в исследуемых материалах изменяли содержанием красителя в красильном растворе. Химически непрореагированный краситель удаляли из полимера промывкой в растворе пиридина. Концентрацию красителя, находящегося в пленке как в случае его химической фиксации, так и без нее определяли по изменению коэффициента поглощения в области 400 нм на спектрофотометре [5].
Образцы содержащие различные массовые доли красителя подвергались ориентационной вытяжке на 50 % при комнатной температуре и действию УФ- облучения полным спектром лампы ПРК-7М на расстоянии 300 мм от образцов в течение двух часов. Аналогично облучались окрашенные неориентированные образцы.
Как показали исследования УФ- облучение ПКА пленок приводит к возникновению ковалентных связей между красителем и полимером. По-видимому, при таком воздействии в полимере образуются радикалы, рекомбинация которых способствует образованию сшитых структур, а так же перекисные соединения, способствующие фиксации красителя.
Одновременное действие ориентации и облучения увеличивает выход ковалентно- зафиксированного красителя по сравнению с одним облучением примерно в 3 раза и достигает эффекта, получаемого при применении обычных фиксирующих агентов (например, СаСО3).
Повышение ковалентной фиксации при одновременном воздействии механический нагрузки и УФ- света по-видимому обусловлено значительным повышением концентрации активных радикалов, способных вступать в реакцию образования новых химических связей. Подобный эффект в ПКА наблюдался в [2] при фоторадиационном воздействии и объяснялся фотоинициированием реакций заряженных частиц, образующихся при γ- облучении. В нашем случае заряженные частицы образуются при механическом воздействии.
Для исследования влияния типа фиксации красителя на изменение прочностных свойств окрашенного полимера была исследована зависимость между временем УФ- облучения и величиной электрической прочности ПКА. Результаты такого испытания показали, что УФ-облучение неориентированных образцов, хотя и приводит к некоторой фиксации красителя, ведет к снижению электрической прочности (одновременно снижается и величина напряжения возникновения ионизационных процессов). Обработка ПКА по предлагаемому способу в интервале времен 1,5 - 2 часа приводит к увеличению значения электрической прочности примерно в 3 раза по сравнению с фиксацией одним облучением и достигает значений, больших, чем для пленок, содержащих химически зафиксированный краситель.
Меньшие времена облучения не приводят к достижению значений Епр, характерных пленкам с химически-зафиксированным красителем, а большие являются нецелесообразными, т.к. кривая зависимости Епр = f (t) выходит на насыщение.
Аналогично электрической прочности изменяются и механическая прочность, электрическое сопротивление, напряжение возникновения ионизационных процессов и другие физические характеристики ПКА, что позволяет рекомендовать предложенный способ обработки полимеров для фиксации на них активных красителей. Однотипные закономерности были получены для волокон натурального шелка, шерсти и для пленок поливинилового спирта.
Побочным эффектом такого типа фиксации красителей стало резкое снижение электризации капроновых и ацетатных волокон.
Проблема нейтрализации электростатических зарядов является весьма актуальной не только с гигиенической и взрывоопасной точки зрения, но и в плане повышения производительности текстильного оборудования. Было установлено, что УФ- облучение можно применять для временной нейтрализации зарядов статического электричества, что может найти свое применение в текстильной промышленности.
Для испытаний на окрашенную полиамидную пленку в коронном разряде наносился заряд и исследовалась кинетика его релаксации. Показано, что при воздействии УФ- излучения на окрашенный материал в течение 0,5 - 1 сек на расстоянии 100 мм заряд уменьшается примерно в 23 раза. Таким образом, если применять УФ- излучение в текстильном производстве на участках технологического процесса, сильно электризующих материал, то можно не только добиться повышения прочности окрасок, но и значительно повысить скорость данного процесса.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- 321. Кожахметова К.А., Геллер Б.Э. Радиационно-химическая фиксация дисперсных красителей на шерстяном волокне. В сб: Современные химические и физико-химические методы отделки текстильных материалов. // Тез. докл. Всес. конф. Душанбе, 1980, с. 69.
- Хабаров В.Н., Макаров Е.А., Козлов Л.Л. и др. Влияние добавок красителей на радиационно-химические превращения полиамида. - Химия высоких энергий, 1982, т. 16, № 1, с. 32-36.
- Рогинский В.А., Довбит Е.В., Ершов Ю.А. Влияние активных красителей на образование радикалов в поликапроамиде под действием УФ-света. - ДАН СССР, 1972, т. 205, № 1, с. 130-135.
- Лаврентьев В.В., Нарзуллаев Б.Н., Сармина В.И., Каримов С.Н. Радиационная обработка и электрофизические свойства полиамидных материалов, окрашенных активными красителями. - В кн.: Современные химические и физико-химические методы отделки текстильных материалов. // Тез. докл. Всес. конф. Душанбе, 1980, с. 162.
- Лаврентьев В.В., Сармина В.И., Туйчиев Ш. и др. С.Н., Нарзуллаев Б.Н. Влияние активных красителей на структуру и электрические свойства полимеров. - Пласт. массы, 1978, № 8, с. 72-73.
Библиографическая ссылка
Лаврентьев В.В. О ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ УФ- ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ И УЛУЧШЕНИЯ СВОЙСТВ ОКРАШЕННЫХ ПОЛИМЕРОВ // Современные наукоемкие технологии. – 2004. – № 5. – С. 33-34;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=21942 (дата обращения: 16.04.2024).