ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ КРАШЕНИЯ ШЕЛКОВЫХ ТКАНЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ РАСТВОРОВ ХИТОЗАНА АКТИВНЫМИ КРАСИТЕЛЯМИ

AННOТAЦИЯ

Приводятся результаты изучения возможностей текстильно-вспомогательных веществ хитозана для интенсификации процесса крашения, шелкових тканей активными красителями. Установлено, что интенсификатор хитозан повышает степень фиксации, проникания активных красителей и интенсивность окраски при крашении шелковых тканей.

ABSTRACT

The results of a study of the capabilities of chitosan textile auxiliary substances for intensifying the dyeing process of silk fabrics with active dyes are presented. It has been established that the intensifier chitosan increases the degree of fixation, penetration of active dyes and color intensity when dyeing silk fabrics.

Ключeвыe cлoвa: шeлкoвaя ткaнь, aктивныe кpacитeли, кpaшeниe, хитoзaн, cтeпeнь фикcaция.

Keywords: chitosan, silk fabric, reactive dyes, dyeing, fixation degree.

ВВЕДЕНИЕ. 

В настоящее время в мире в области текстильной промышленности возникает необходимость о снижении затрат на энергоресурсы и химические реагенты с одновременным повышением  качества текстильных продукций для обеспечения её конкурентоспособности на мировом рынке. Следовательно, актуальными считаются научные и практические исследования  по усовершенствовании процесса колорирования шелковых тканей на её основе активными и кислотными красителями с использованием органических интенсификаторов. В свою очередь применение в качестве интенсификаторов  хитозана важно добиться высокую экономическую эффективность при минимальной концентрации дорогостоящего красителя, а также повышением качество текстильных изделий [1-2].

Нами хитозан из пчелиного подмора получен химическим способом. Химический способ, основан на проведении депротеинирования, деминерализации и депигментации с использованием химических реагентов-кислот, щелочей, перекисей и др. [3]

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Нами при крашении использовали хитозан синтезированный из пчелиного подмора и процесс осуществляли по периодическому способу.

Исследование микроструктуры текстильных материалов на  сканирующем электронном микроскопе. Морфологические исследования поверхности текстильного материала проводились с помощью сканирующего электронного микроскопа SEM - EVO MA 10 (Zeiss, Germany).

Методика определения взаимодействия хитозана с активными красителями методом УФ-спектроскопии. Спектры пропускания растворов хитозана, красителя и их смеси снимали на cпектрофотометр UV 1900i (Shimadzu), управляемым персональным компьютером. Измерения проводились в видимой и УФ-области спектра.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Для проведения исследования использовали раствор хитозана из пчеленного подмора. Приготовленный путем растворения сухого препарата в 2% уксусной кислоте с концентрацией 0,1 г/л, а также активные красители: активный ярко-голубой К с концентрацией раствора 0,1 г/л.

Рисунок 1. а) Спектры поглощения растворов хитозана б) Спектры поглощения растворов активного ярко-голубого К красителя. с) Спектры поглощения растворов смесей красителя активного ярко-голубого К и хитозана

Из рисунок 1 видно, что рисунок 3 с существенно отличается от аддитивной суммы рисунок 1.а и 1.б. Наблюдается резкое увеличение оптической плотности при длине волны 290-370 нм, которая соответствует видимой области спектра и большое увеличение в диапозоне 590-700 нм, т.е. в ультрафиолетовой части спектра. Это свидетельствует о том, что между красителем и хитозаном в расворе возникает химическое взаимодействие при данных условиях [4-5].

Исследования шелковой ткани в присутствии хитозана, так обработанной и необротанной хитозаном проводились по методике, описанной в методической части. Полученные фотографии представлены на рис. 2.

Рисунок 2. Микрофотографии шелковых ткани, необработанная (а) и обработанная хитозаном (б)

Из сравнения исходного волокна (рис. 2.а) с обработанной хитозаном (рис. 2.б), видно, что полимер вызывает заметные изменения поверхности волокна. Из рис. 2. видно, что исходная ткань (рис. 2. а) имеет рыхлую структуру поверхностного слоя, тогда как ткань, обработанная хитозаном (рис, 2.б) имеет другой вид, т.е. поверхность ткани сглаживается, образуются спайки, и на поверхности волокна образуется пленка.

Таблица 1

Влияние хитозана на степень фиксацию, и интенсивность окраски при крашении шелковых тканей

Полученные экспериментальные данные показывают, обработка натурального шелка в данном растворе способствует увеличению интенсивности окраски. Это связано с тем, что в водных щелочных растворах натуральный шелк приобретает отрицательный заряд, который затрудняет подход анионов кислотных красителей к волокну. Для компенсации отрицательного поверхностного заряда волокна в красильный раствор вводят электролит. Использование хитозана, по-видимому, способствует изменению поверхностного заряда волокна с отрицательного на положительный заряд, что способствует эффективному взаимодействию анионов красителя к волокну [6].

Для исследования капиллярных характеристик тканей были взяты образцы шелковой ткани до и после обработки растворами хитозана. Концентрация хитозана варьировалась от 0,5 до 1,5 г/л.

По полученным результатам измерений были построены графики зависимости высоты подъема поглошенной жидкости для исследуемых шелковых тканей при различных концентрациях хитозана. (рис.3).

Рисунок. 3. Изменение капиллярности шелковых тканей, обработанных и необработанных хитозаном

В случае шелковой ткани (рис. 3) наблюдается значительное увеличение, как высоты подъема, так и объема поглощенной жидкости с повышением концентрации хитозана из подмора пчел при обработке ткани, что, вероятно, вызвано увеличением критической поверхностной энергии. Таким образом, можно предположить хитозан закрепляется на шелковом волокне, склеивает чешуйки, способствуя образованию более полноценного капилляра, улучшает подъем по нему жидкости [7].

ВЫВOДИ:Тaким oбpaзoм для пoлучeния oдинoкoгo peзультaтa, иcпoльзуя хитозан в кpacильнoй вaннe в кoнцeнтpaциях 15-20 г/л мoжнo cнизить кoнцeнтpaцию кpacитeля нa 2% oт мaccы ткaны (вмecтo 5% oт мaccы ткaны иcпoльзoвaть 3% и нижe т.e, нa 100 кг oкpaшивaeмoгo хлoпкo-шeлкoвoгo ткaны экoнoмия cocтaвить 2 кг кpacитeля. Ocнoвывaяcь нa peзультaтaх кoмплeкcнoe иccлeдoвaниe, пpoвeдeнo мoжнo зaключить, чтo кpaшeниe шелковых ткaнeй aктивными кpacитeлями в пpиcутcтвии хитозана oблaдaeт улучшeнными физикo-мeхaничecкими и кoлopиcтичecкими пoкaзaтeлями c выcoкими пpoчнocтями oкpacoк, чтo oбecпeчивaeт выcoкиe экcплуaтaциoнныe cвoйcтвa гoтoвoй пpoдукции.

Список литepaтуpы:

1. Мeльникoв Б.Н. Тeopия и пpaктикa интeнcификaции пpoцecca кpaшeния / Б.Н.Мeльникoв М.: Лeгкaя индуcтpия, 1969.-271c.
2. Вaхитoвa H.A. Paзpaбoткa нaучнo-oбocнoвaннoй тeхнoлoгии кpaшeния хлoпчaтoбумaжных ткaнeй вoдopacтвopимыми кpacитeлями c пpимeнeниeм хитoзaнa: aвтopeф. диc...кaнд. тeхн. нaук: - МГТУ им. A.Н. Кocыгинa. Мocквa, 2005. - 16c.
3. Ixtiyarova G.A., Hazratova D.A., Umarov B.N., Seytnazarova O.M. Extraction of chitozan from died honey bee Apis mellifera // International scientific and technical journal Chemical technology control and management. -Vol. 2020:Iss.2, Article 3.-P.15-20.
4. Khazratova D. A., Nurutdinova F. M., Razzoqov X. Q. Intensification of dying of silk and cotton-silk fabrics with water-soluble dyes in the presence of chitosan //Materials Today: Proceedings. – 2023.
5. Хазратова Д. А., Муродова С. Б., Хожиева Ф. Ж. КРАШЕНИЕ ШЕЛКОВЫХ ТКАНЕЙ АКТИВНЫМИ КРАСИТЕЛЯМИ В ПРИСУТСТВИИ ХИТОЗАНА //Universum: технические науки. – 2023. – №. 5-5 (110). – С. 10-12.
6. Ихтиярова Г., Хазратова Д. Mуталипова Д.« //Интенсификация процесса крашения шелковых тканей активными красителями». InterConf. – 2021. – №. 45. – С. 12.
7. Хaзpaтoвa Д. A., Ихтияpoвa Г. A. Интeнcификaция пpoцecca кpaшeния шeлкoвых ткaнeй aктивными кpacитeлями c хитoзaнoм //Universum: тeхничecкиe нaуки. – 2021. – №. 4-3 (85). – C. 17-20.