Применение красителей - Мельников Б.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Фиброин, как и кератин, является амфотерным полиэлектролитом, способным взаимодействовать как с кислотами, так и с основаниями. Изоэлектрическая точка фиброина лежит в области pH 3,5—4. Полная обменная емкость (по кислоте) у фиброина ниже, чем у кератина шерсти, и составляет 0,2— 0,3 моль/кг.
2*
19
По отношению к химическим реагентам шелк ведет себя аналогично шерсти, за исключением тех специфических реакций, которые характерны только для кератина благодаря наличию в нем серы.
Фиброин выдерживает нагревание до 140 °С, но при 180 °С начинает разрушаться. Он гидрофилен и активно поглощает воду; кондиционная влажность фиброина 11—12%. В воде фиброин набухает, при этом диаметр волокна увеличивается на 18—19%, а длина — на 1—2%.
Действие на фиброин кислот и щелочей в значительной степени зависит от условий обработки: концентрации, температуры раствора и продолжительности процесса.
Разбавленные растворы органических кислот не повреждают фиброин даже при кипячении в течение 1—2 ч. Кратковременная обработка (20—30 мин) этими растворами усиливает природный блеск и характерный гриф шелкового волокна. Разбавленные растворы минеральных кислот (при pH 1,75) даже при непродолжительном кипячении разрушают фиброин. Кислотный гидролиз полипептидных цепей фиброина протекает аналогично гидролизу кератина шерсти. Концентрированные растворы минеральных кислот растворяют фиброин даже при 25 °С.
К действию щелочей фиброин, как и кератин, более чувствителен, чем к действию кислот. В частности, в 5%-ном растворе гидроксида натрия фиброин растворяется при кипячении, а в концентрированном — при 25 °С. Разрушение волокна обусловлено гидролизом макромолекул по амидным связям. Менее разрушительное действие оказывают сода, фосфаты и силикат натрия; минимальна деструкция фиброина в растворах мыла и аммиака.
Фиброин очень чувствителен к совместному действию солнечного света, воздуха и влаги (фотохимическая деструкция), а также к действию окислителей. Считают, что начальной стадией окислительной деструкции фиброина является окисление лервичных гидроксильных групп серина, а также дезаминирование боковых цепей; образующиеся при этом группировки значительно понижают устойчивость пептидных связей в основной цепи фиброина.
Разбавленные растворы пероксида водорода при 60—70 °С и длительности воздействия 1—2 ч не повреждают фиброин и применяются для беления изделий из шелка. Не повреждают шелковое волокно и такие восстановители, как гидросульфит натрия, ронгалит и дитионит* натрия, которые разрушают кератин шерсти.
Фиброин, как и кератин, устойчив к действию плесневых грибков и бактерий, разрушающих целлюлозные волокна.
* Дитионит натрия Na2S204 ранее неверно называли гидросульфитом; его не следует путать с солью NaHSC>3 — гидросульфитом натрия (по номенклатуре IUPAC).
20
1.3. ХИМИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА
1.3.1. Искусственные волокна
К искусственным волокнам относят вискозное, медноаммиачное и ацетатные волокна. Основным сырьем для производства этих волокон служит высококачественная древесная целлюлоза.
При изготовлении вискозного и медноаммиачного волокон из природной целлюлозы получают растворимые производные, из растворов которых формуют волокна требуемой формы, длины, тонины и с нужными физико-механическими свойствами. При формовании таких волокон в осадительной ванне происходит регенерирование целлюлозы, образуются так называемые гидратцеллюлозные волокна. По относительной молекулярной массе, физической структуре, форме упаковки и расположению макромолекул, а также по ряду других особенностей строения волокна из регенерированной целлюлозы существенно отличаются от природных целлюлозных волокон — хлопка и льна.
В отличие от вискозного и медноаммиачного волокон ацетатные волокна построены не из целлюлозы, а из ее эфиров — ди- и триацетатов целлюлозы. При их производстве природную целлюлозу сначала превращают в соответствующие ацетаты и уже из этих продуктов формуют волокна.
Вискозное волокно. Для получения этого волокна древесную целлюлозу обрабатывают 18—20%-ным раствором гидроксида натрия. Получаемую при этом щелочную целлюлозу обрабатывают сероуглеродом и образовавшийся ксантогенат целлюлозы растворяют в разбавленном растворе щелочи. Раствор ксанто-гената целлюлозы — вискозу — после ряда операций (созревание, фильтрация, обезвоздушивание) продавливают через фильеры с большим числом отверстий очень малого диаметра в осадительную ванну, в которой находятся серная кислота, сульфаты натрия и цинка и вода. В осадительной ванне происходят: нейтрализация щелочи с одновременным осаждением ксантогената целлюлозы и его разложение с выделением регенерированной целлюлозы (уравнение 12).
S
I! H0SO4
C6H702(0H)20CSNa ----^
_ п
---V [C6H,02(0H)3U + nNaHS04 + пС% (12)
Свежесформованное волокно для придания требуемых фи-зико-механических свойств вытягивают. В момент вытягивания макромолекулы регенерированной целлюлозы ориентируются вдоль оси волокна. Регулированием состава осадительной ванны и скорости вытягивания нити добиваются получения волокон с такой надмолекулярной структурой, которая наилучшим образом соответствует требованиям дальнейшей переработки и экс-
