Содержание к диссертации
Введение
1. Литературный обзор 10
1.1. Строение и свойства шерстяного волокна 10
1.2. Воздействие низкотемпературной плазмы на шерстяное волокно 18
1.3. Красители, используемые для крашения шерсти 33
1.4. Строение и свойства кислотных красителей, используемых для колорирования шерстяных материалов 35
1.4.1. Классификация кислотных красителей 37
1.5. Факторы, влияющие на процесс крашения шерсти 42
1.5.1- Совершенствование способов крашения шерсти 51
1.6. Цвет и технология 56
1.6.1. Цветовые системы и пространства 59
1.6.2. Измерение цвета 62
2. Методическая часть 64
2.1. Объекты исследования 64
2.2. Методы исследования 64
2.2.1. Плазмохимическая обработка текстильных материалов 72
2.2.2. Определение сорбции красителя 72
2.2.3. Крашение шерстяной ткани 74
2.2.4 Методики расчета кажущихся коэффициентов диффузии и энергии активации 75
2.2.5. Определение совместимости красителей методом последовательных выкрасок 76
2.2.6. Определение аминокислотного состава образцов шерсти 77
2.3. Методики определения свойств шерстяного материала 78
2.3.1. Определение содержания влаги в шерстяной ткани 78
2.3.2. Определение капиллярности ткани 78
2.3.3. Определение водопоглощения ткани 78
2.3.4. Определение кислотной емкости шерсти 78
2.3.5. Определение степени повреждения шерстяной ткани в результате плазмохимической обработки 80
2.3.6. Определение тонины волокон шерсти 81
2.3.7. Определение усадки шерстяных образцов при периодическом и непрерывном способах крашения 82
2.3.8. Определение физико-механических показателей 82
2.4. Методики определения цветовых характеристик 83
2.4.1. Определение цветовых характеристик 83
2.4.2. Определение цветового охвата триады красителей 83
2.4.3. Построение цветового треугольника 84
2.5. Испытание устойчивости окрасок к различным физико-химическим воздействиям 84
3. Экспериментальная часть 87
3.1. Исследование возможности крашения шерсти, обработанной низкотемпературной плазмой, по непрерывному плюсовочно-запарному способу 87
3.1.1. Исследование капиллярности шерстяной ткани 87
3.1.2. Исследование водопоглощения шерстяной ткани 89
3.1.3. Определение тонины шерстяного волокна 91
3.1.4. Определение деструкции шерсти в результате воздействия низкотемпературной плазмы 91
3.1.5. Исследование кинетики крашения 93
3.1.6. Определение кажущихся коэффициентов диффузии красителя внутрь волокна и расчет энергии активации процесса диффузии 99
3.2. Разработка непрерывного способа крашения 102
3.2.1. Влияние основных параметров на процесс крашения 102
3.2.1.1. Влияние температуры плюсовочного раствора и длительности пропитки на интенсивность окраски 103
3.2.1.2. Влияние длительности запаривания 116
3.2.1.3. Исследование роли нейтрального электролита 118
3.2.1.4. Влияние концентрации красителя в плюсовочной ванне 124
3.3. Исследование свойств шерстяных материалов 129
3.3.1. Исследование поверхности шерстяного волокна методом растровой электронной микроскопии 129
3.3.2. Физико-механические свойства шерсти 131
3.3.3. Аминокислотный анализ шерстяного волокна 132
3.4. Исследование свойств окрашенных материалов 135
3.4.1. Исследование состояния поверхности окрашенного шерстяного волокна 135
3.4.2. Прочностные свойства окрашенных материалов 136
3.4.3. Определение усадки шерстяной ткани при периодическом и непрерывном способах крашения 143
3.4.4. Определение устойчивости окрасок к физико-химическим воздействиям 144
3.5. Колорирование шерстяной ткани по плюсовочно-запарному способу... 149
3.5.1. Исследование цветовых охватов 150
3.5.2. Построение цветовых треугольников 157
Выводы 160
Список литературы 163
- Воздействие низкотемпературной плазмы на шерстяное волокно
- Методики расчета кажущихся коэффициентов диффузии и энергии активации
- Определение деструкции шерсти в результате воздействия низкотемпературной плазмы
- Исследование поверхности шерстяного волокна методом растровой электронной микроскопии
Введение к работе
Шерсть является одним из наиболее ценных видов натуральных волокон, перерабатываемых мировой текстильной промышленностью.
Крашение и отделка являются важной частью шерстяного производства. Не подлежит сомнению тот факт, что шерстяное волокно для России играло и будет играть в будущем роль одного из важнейших компонентов жизнеобеспечения населения. Климатические особенности страны и давние традиции использования шерсти в одежде и обуви, при украшении жилья и решении массы других задач являются залогом присутствия в экономике страны шерстяной промышленности.
Кислотные красители являются самыми распространенными для колорирования шерстяных материалов. Крашение этими красителями осуществляется по периодическому способу, что связано с большими расходами воды, химических материалов и значительными проблемами по очистке сточных вод. Используемый в настоящее время периодический способ крашения перспективен для колорирования небольших партий, кроме того, при крашении по периодическому способу весьма трудно избежать разнооттеночное отдельных партий. Непрерывный способ крашения, используемый для крашения хлопка, льна и других видов волокон, является экономически выгодным и экологически целесообразным, а также может позволить сохранить ценнейшие свойства шерстяного волокна.
Целью настоящей работы является научное обоснование и разработка технологии колорирования шерсти, подготовленной с использованием обработки низкотемпературной плазмы (НТП) по непрерывному плюсовочно-запарному способу кислотными красителями.
Для достижения поставленной цели в данной диссертационной работе решались следующие задачи:
- исследование различных свойств подготовленных шерстяных
материалов (химических, физико-химических и других), а также свойств
окрашенных тканей;
- исследование влияния основных факторов (концентрации красителя и
электролита, температуры плюсовочной ванны, времени запаривания и др.)
на степень накрашиваемости плазмообработанной шерстяной ткани;
- проведение сравнительного анализа физико-механических и физико-
химических свойств шерсти, окрашенной непрерывным и периодическим
способами;
- исследование возможности колорирования шерстяной ткани
шпосовочно-запарным способом.
Общая характеристика объектов и методов исследования
В качестве объектов исследования использовали шерстяное волокно, а также ткань из указанного волокна.
Эксперимент выполняли с помощью современных методов исследования: химических, физико-химических, спектро фотометрии, растровой электронной и световой микроскопии, высокоэффективной жидкостной хроматографии.
Научная новизна
Теоретически обоснована возможность крашения кислотными красителями шерсти, подготовленной с использованием процессов беления и плазм о обработки, по непрерывному ллюсовочио-запарному способу.
В диссертационной работе впервые:
- изучен процесс крашения шерстяной ткани по непрерывному
плюсовочно-запарному способу и установлено влияние модификации
поверхности волокна под действием низкотемпературной плазмы на
увеличение сорбционно-диффузионных характеристик кислотных
красителей;
- теоретически обоснована и показана важная роль стадии плюсования
в плюсовочно-запарном способе крашения шерстяных материалов;
изучено влияние условий непрерывного способа крашения на прочностные свойства окрашенного волокна;
- исследована возможность колорирования кислотными красителями
шерстяной ткани, обработанной НТИ, по плюсовочно-запарному способу.
Практическая значимость работы
По результатам работы:
Предложен способ крашения шерстяных материалов кислотными красителями по непрерывному плюсовочно-запарному способу. Изучено влияние различных факторов (состава красильных ванн, температуры пропиточного раствора и длительности запаривания) на ингенсивносіь окраски образцов и показатель качества окраски, а также показана значимость стадии плюсования для процесса непрерывною крашения.
Выявлены преимущества непрерывного способа крашения относительно периодического с позиции сохранения свойств волокна, экономии красителя и повышения выхода окрашенной ткани.
Апробация работы
Основные положения и результаты обсуждены и получили положительную оценку:
на II Всероссийской конференции «Прикладные аспекты химии высоких энергий», 26-28 октября 2004, РХТУ им. Д.И. Менделеева, г. Москва.
на Всероссийской научно-технической конференции "Современные технологии и оборудование текстильной промышленности (Текстиль-2004)", 24 ноября 2004 г., МГТУ им. А. Н. Косыгина, г. Москва.
на Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы проектирования и технологии изготовления текстильных
8 материалов специального назначения (Техтекстиль-2005), 19-20 октября 2005 г., ДИТУД, г. Димитровград.
- на Всероссийской научно-технической конференции "Современные
технологии и оборудование текстильной промышленности (Текстиль-2005)",
22-23 ноября 2005 г., МГТУ им. А, Н. Косыгина, г. Москва.
на I Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в индустрии текстиля», апрель 2006 г., МГТУ им. А. Н. Косыгина, г. Москва.
на Всероссийской научной конференции «Дни науки - 2006», 19-22 апреля 2006 г., СПУТиД, Санкт-Петербург.
на Международной научно-технической конференции "Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (Прогресс-2006)", 29-31 мая 2006 г., г. Иваново;
Структура и объем диссертации
Диссертационная работа состоит из введения, литературно-аналитического обзора, методической части, экспериментальной части, выводов и списка литературы.
Во введении приведено обоснование выбора темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследования, показана актуальность, новизна и практическая значимость работы.
В главе первой представлен обзор литературных данных по современным представлениям о строении шерстяного волокна, его свойствам, способам модификации с целью улучшения эксплуатационных качеств, вопросам колорирования указанных волокон.
В главе второй приведены характеристики объектов исследования и методики, использованные при выполнении эксперимента.
Воздействие низкотемпературной плазмы на шерстяное волокно
Нетрадиционные способы обработки текстильных материалов, одним из которых является воздействие на волокно низкотемпературной плазмы, приобретают особую значимость в качестве альтернативы модификации поверхностного слоя волокна химическими методами.
Физико-химическая активность плазмы, известная уже более 100 лет, систематически начала исследоваться с конца 50-х годов прошлого века.
Данный процесс является экологически чистым, экономичным, эффективным и ресурсосберегающим способом модификации с ограниченным воздействием на более глубокие слои, что определяет перспективность его использования в промышленности. Обработка текстильных волокон НТП исследовалась в России, Японии, США, Франции и Польше, но впервые промышленное использование получило в России.
Обработка НТП тканей увеличивает капиллярность и смачиваемость хлопчатобумажных [12-14], льняных [15, 16], синтетических [12-14, 17] и шерстяных [18-37] тканей водой и водными растворами, улучшаются физико-механические и физико-химические показатели, изменяются фрикционные свойства, повышаются адгезионнные характеристики и накрашиваемость плазм ообработанных материалов [33, 34]. При этом не происходит изменения гигиенических свойств волокон. В результате плазмообработки изменяется электрокинетический потенциал шерсти (изоэлектрическая точка смещается в кислую область), с повышением рН снижается -потенциал и возрастает количество отрицательных зарядов в поверхностном слое шерсти на 46% по сравнению с исходной не обработанной [28]; повышается доступность внутренних слоев для диффузии крупных молекул красителей; снижается в 8-15 раз [33] валкоспособность шерсти и в конечном итоге составляет около 2-11% в зависимости от условий обработки. Переработка плазмообработанной гребенной ленты является экономически выгодной вследствие многократного возрастания сопротивляемости пряжи многоцикловым нагрузкам с одновременным повышением ее несвойлачиваемости. Увеличивается микрорельеф поверхности волокна, а чешуйки более плотно прилегают к стволу, что приводит к повышению разрывной нагрузки ленты на 8% и прочности в 2.2 раза, снижается плотность пряжи 10% [26].
Низкотемпературная плазма представляет собой слабо ионизированный газ, получаемый в результате электрического разряда, стационарное состояние которого поддерживается подводом энергии внешнего электромагнитного поля. Степень ионизации газа в неравновесной НТП обычно невелика (порядка 10б - {О"4), концентрация электронов составляет 1015-1018 м", а их средняя энергия 1-Ю эВ (температура 104 -8 10s К). Средняя энергия тяжелых частиц (ионов, атомов, молекул) на два порядка ниже, а их температура может составлять 300-1000 К , причем минимальной температурой 300 К обладают молекулы. В НТП присутствует интенсивное вакуумное ультрафиолетовое излучение.
Так как энергия электронов на два порядка выше средней энергии тяжелых частиц, то химически активные частицы образуются за счет электронных ударов, приводящих к возбуждению молекул газа или их распаду. Активные частицы могут диссипировать при столкновениях с другими частицами в объеме или при попадании на поверхность текстильного материала, контактирующего с плазмой, а также осуществлять гетерогенные химические реакции (особенно интенсивно протекающие в системах при низких давлениях). Характер образующихся частиц зависит от типа газа. Так НТП инертных газов содержит атомы, электроны, ионы и возбужденные атомы, а НТП молекулярных газов (например кислородной) - атомы кислорода в основном и возбужденном состоянии, метастабильные молекулы, ионы 02+, 0+, О , озон и кванты ультрафиолетового излучения [38].
Считают, что обработка в НТП вызывает образование свободных радикалов, накапливающихся в тонком поверхностном слое ( 1 мкм), изменение рельефа и элементного состава (включение О, N и др.) поверхности обрабатываемых материалов.
При воздействии НТП на полимерный материал наблюдается два эффекта: специфический для каждого газа изменения поверхностного слоя толщиной 5 нм и не зависящий от типа газа "глубинный эффект", заключающийся в образовании радикалов, вызывающих процессы сшивки и дегидрирования (может охватывать слой до 5000 нм). Данное деление условно, так как УФ излучение и активные частицы могут инициировать свободно-радикальные процессы в полимере.
При модификации шерсти в основном используется коронный и тлеющий разряды для достижения малосвойлачиваемости, безусадочности, улучшения физико-механических показателей, смачиваемости, накрашиваемое, адгезионных и специальных свойств.
Несмотря на достаточно эффективные результаты, получаемые в лабораторных и промышленных условиях, обработка в коронном разряде нашла ограниченное применение в текстильной промышленности, что связано, по-видимому, с конкуренцией со стороны высокоэффективных химических методов и необходимостью обеспечения защиты от выделяющегося в процессе обработки в коронном разряде при атмосферном воздействии высокотоксичного озона.
В отличие от коронного разряда обработка в тлеющем разряде при пониженном давлении не сопровождается выделением каких-либо токсичных веществ в атмосферу. Кроме того, плазма тлеющего разряда обеспечивает высокие концентрации активных частиц и эффективное воздействие на шерсть так, что даже кратковременная обработка (0.3-2.0 с) позволяет достигать высокой степени несвойлачиваемости.
Процесс воздействия плазмы на полимер многоканален и многостадиен. Возможные варианты процессов в зависимости от условий обработки сводятся к удалению слоя полимера заданной толщины (травление), осаждению пленки с требуемыми свойствами (в плазме полимеризующихся газов), изменению химического состава и структуры поверхностного слоя.
Методики расчета кажущихся коэффициентов диффузии и энергии активации
Расчет относили к моменту времени, необходимому для достижения 50% насыщения волокна красителем [102]. Расчетное уравнение, отвечающее крашению волокон в ванне постоянного состава имеет вид: где D - кажущийся коэффициент диффузии, г - радиус волокна, тт - время половинного крашения.
Расчет энергии активации. Для описания влияния температуры на скорость диффузии красителя в волокне используют уравнение [102]: где Е-энергия активации диффузии; D и D2 - коэффициенты диффузии при температурах Ті и Т2; R - универсальная газовая постоянная.
В красильную ванну, содержащую смесь трех красителей, вносили последовательно (после удаления предыдущего) образцы шерстяной ткани, обработанной низкотемпературной плазмой. Масса каждого образца 0.5 г. Время крашения 20 мин. Перед погружением в красильную ванну образцы выдерживали в дистиллированной воде при температуре последующего крашения ( 95 "С ).
После крашения, промывки и сушки образцы сравнивали между собой. Красители считаются совместимыми, если полученные окраски будут иметь одинаковый оттенок (интенсивность окрасок может быть разной). Это свидетельствует о том, что красители выбираются волокном с одинаковой скоростью. Если оттенок окрасок разный, то красители несовместимы [100].
Гидролиз шерстяной ткани проводили в толстостенных стеклянных ампулах 1.0 х 7.0 см, предварительно промытых смесью (9:1) концентрированных серной и азотной кислот, деионизированной водой и высушенных. Гидролизаты шерсти готовили следующим образом: образец шерсти массой 30 мкг помещали в ампулу и прибавляли гидролизную смесь в следующих соотношениях 12 М НС1 : трифторуксусная кислота (2 : 1 по объему) с добавлением 0.001% по объему Р- меркаптоэтанола. Гидролиз проводили в запаянных ампулах при температуре 155С в течение 60 мин[103]. После охлаждения до комнатной температуры ампулу вскрывали, растворы количественно переносили в конические колбы и упаривали досуха на приборе Speed Vac Concentrator (Англия) при температуре 65С. Остаток кислоты удаляли добавлением в колбочки 2-3 раза деионизированной воды с последующим упариванием раствора досуха. Сухой остаток дважды растворяли в 0.1 Н НС1 и центрифугировали в течение 5 мин при 5000 об/мин [104].
Анализ аминокислотного состава полученных гидролизатов проводили методом высокоэффективной жидкостной хроматографии в обращенной фазе на аминокислотном анализаторе фирмы Hkachi-835 (Япония) в режиме свободных аминокислот на колонке 0.26 х 15 см стандартным методом для анализов белковых гидролизатов. Для калибровки прибора использовали стандартную смесь аминокислот, содержащую по 3 нмоль каждой аминокислоты [105]. Количественный обсчет результатов и интерпретацию хроматограмм проводили автоматически с помощью компьютера.
Навеску волокнистого материала Зг, взвешенного на аналитических весах с точностью до 0.0005 г, помещали в бюкс и высушивали в сушильном шкафу сначала 1ч. при температуре 70С, а затем в течение 4ч - при 105С. После охлаждения в эксикаторе в течение 30-45 мин взвешивали. Высушивание и взвешивание повторяли несколько раз до получения навески постоянной массы. По разности масс определяли количество влаги, находящейся в образце. Результаты выражали в % [106]. Эксперимент выполняли с 5 повторениями. Ошибка не превышала 5%.
Для определения капиллярности полоску ткани длиной (по основе) 30 см и шириной (по утку) 5 см подвешивали за один конец над кристаллизатором с раствором бихромата калия с концентрацией 3 г/л (ГОСТ 3816-61), а другой конец опускали в раствор и вели наблюдение за поднятием окрашенной жидкости по полоске ткани [106]. На основе полученных данных, определенных как среднее из пяти повторений, строили график зависимости подъема жидкости от времени. Ошибка составляла не более 3%. Данные были обсчитаны на ПЭВМ по программе "Kapillar" [107].
Объем поглощаемой тканью жидкости был измерен на установке, разработанной на кафедре АФКХ. Схема установки представлена на рисунке 1. Подробнее описание метода приведено в работах [108, 109, 110].
Для определения кислотной емкости на аналитических весах взвешивали образцы шерстяной ткани массой 1 г с точностью до 0.0003 и помещали в конические колбы емкостью 100 мл, мерной пипеткой на 50 мл заливали образцы 0.05 Н раствором соляной кислоты, выдерживали в темноте 6 часов при температуре 18С. Далее из колбы отбирали пипеткой 20 мл жидкости и титровали ее 0.05 Н раствором щелочи в присутствии фенолфталеина до появления бледно-розовой окраски. Результаты определяли как среднее значение из трех параллельных определений. Ошибка определения не превышала 3%. Зная исходную концентрацию раствора кислоты и концентрацию раствора кислоты в конце опыта, по разности рассчитывали количество кислоты, связанной волокном. Результаты выражали в грамм-эквивалентах в пересчете на 100 г абсолютно сухого волокна [106].
Определение деструкции шерсти в результате воздействия низкотемпературной плазмы
Происходящие в шерсти деструктивные изменения могут быть оценены различными методами, наиболее используемыми из которых являются химические, в том числе определение растворимости в различных реагентах. Протекание деструкции шерсти подтверждается повышением растворимости в 4 Н растворе НС1 (табл. 5). В зависимости от обработки, масса отбеленного и плазмообработанного образца снижается на 7,2% по сравнению с отбеленным. Выше было сказано, что беление и плазмообработка сопровождаются некоторой деструкцией шерсти -деструктивные изменения в процессе плазмообработки затрагивают тонкий поверхностный слой. Это сопровождается выделением газообразных продуктов деструкции, в частности СО, С02, Ы2, Н2 и др. [30]. Мочевино-гидросульфитный реактив (МГР) воздействует в первую очередь на дисульфидные группы. Растворимость отбеленного и плазмообработанного образца по сравнению с отбеленным повышается на 12,5%. Вероятно, это связано с воздействием плазмы на цистиновые связи в эпикутикуле и «а»-слой экзокутикулы шерсти, как было рассмотрено в литературном обзоре. Рассмотренные процессы могут быть результатом превращения свободных радикалов образующихся с большим выходом на атоме серы дисульфидных групп. При крашении по периодическому способу в присутствии даже незначительного количества кислорода в системе может происходить окисление как боковых, так и полипептидных цепей. Но под действием пара, горячей воды, нагревания способны образовываться новые межцепные поперечные связи (сшивки) и при этом растворимость в МГР и щелочи может падать.
Важной величиной, которая показывает максимальное количество красителя, которое может быть связано шерстью, является кислотная емкость. Плазмохимическая обработка шерстяной ткани приводит к изменению кислотной емкости, что свидетельствует о протекании деструкции пептидных связей с образованием новых N-концевых аминогрупп. Результаты определения кислотной емкости показали некоторое ее повышение в случае исследования плазм о обработан ной шерстяной ткани в сравнении с только отбеленной - с 0,07952 эквЛООг (для только отбеленного образца) до 0,08208 эквЛООг (плазмообработанный образец). Как было указано ранее, в результате воздействия плазмы тлеющего разряда происходят значительные изменения поверхностной клеточной мембраны эпикутикулы и «а»-слоя экзокутикулы, которые являются основным барьером для диффузии крупных молекул красителя. Для оценки влияния плазмообработки на интенсификацию процесса диффузии кислотных красителей внутрь волокна, была исследована кинетика крашения отбеленной и отбеленной плазмообработанной шерстяной ткани различными красителями. Кинетику крашения оценивали по определению содержания красителя (в мг/г шерсти) в тщательно промытых образцах путем колориметрирования окрашенных гидролизатов на спектрофотометре КФК-2 при длине волны, соответствующей максимуму поглощения. Изучение кинетики крашения шерсти проводили с использованием следующих кислотных красителей: - ярко-красный 4Ж - желтый К - Дешер синий 3 - красный 2С - ярко-синий ф. «Ciba» (Neolan blue A-R ) - желтый светопрочный - синий аитрахиноновый К - фиолетовый аитрахиноновый - ярко-синий аитрахиноновый Исследование проводили в изотермическом режиме, как описано в методической части. Из кинетических кривых, представленных на рис. 6-11, видно, что как при температуре 75С, так и при 92С скорость крашения плазмообработанных образцов выше, чем отбеленных. В результате плазмообработки, процесс крашения резко интенсифицируется, особенно при повышении температуры до 92"С.
Исследование поверхности шерстяного волокна методом растровой электронной микроскопии
В разделах 3.1.1. и 3.1.2. обсуждался вопрос о повышении капиллярности и водопоглощения плазмообработанного волокна. С помощью растровой электронной микроскопии возможно более полно объяснить, а также проиллюстрировать полученные результаты. На Рис. 32 представлены микрофотографии поверхности (х 2000) отбеленного (а) и отбеленного плазмообработанного (б, в, г) волокон. Как видно на Рис. 32а, поверхность только отбеленного волокна представляет собой плотно прижатые к друг другу чешуйки. Это и создает препятствия для проникновения воды и красильных растворов внутрь волокна. Поверхность плазмообработанного волокна, в отличие от только отбеленного, не имеет такой четкой и плотной структуры клеток чешуйчатого слоя - наблюдается разрушение концов чешуек, края их несколько приподняты; также на поверхности плазмообработанного волокна появляются микротрещины (Рис. 32е). представлена микрофотография типичного вида шерстяного волокна, обработанного НТП, в месте разрыва. Видно, что клетки кутикулы легко отслаиваются от коркового слоя, что подтверждает существенные изменения, происходящие в кутикуле за счет модификации. Процессы деструкции в кутикуле являются и существенной причиной повышения скорости диффузии внутрь волокна. Легкость отслаивания кутикулы также свидетельствует о поверхностном воздействии плазмы и отсутствии сшивок между кутикулой и кортексом, как это и было установлено ранее [18]. В результате такого изменения состояния поверхности - деструкции, мы и наблюдаем существенное увеличение параметров, исследованных в разделах 3.1.1. и 3.1.2., а также повышение коэффициентов диффузии при крашении волокна.
Очевидно, что шерстяное волокно в результате крашения претерпевает изменения, приводящие к ослаблению волокна. Прочностные показатели изменяются за счет изменения состояния чешуйчатого слоя волокна и деструкции кератина. Для того, чтобы установить воздействие только условий крашения и исключить влияние собственно красителя, была проведена обработка шерсти в условиях крашения, но без красителя. Определение физико-механических показателей волокна (Табл. 8) проводили на приборе AGS-10 KNG фирмы SHIMADZU (Япония). Результаты показали, что обработка шерсти в условиях крашения (без красителя), как и ожидали, несколько снижает разрывное напряжение - на 6% по утку и на 15% по основе в случае периодического крашения; при непрерывном способе наблюдается снижение на 4,5% по утку и на 5,5% по основе. Относительное удлинение в условиях крашения, но без красителя (как по периодическому, так и по непрерывному способам), снижается незначительно - на 4,5% по периодическому способу и на 2,5% по непрерывному. Таким образом, условия крашения по периодическому способу оказывают большее повреждающее воздействие, чем по непрерывному.
Для более достоверного определения степени повреждающего воздействия на шерсть условий крашения, был проведен аминокислотный анализ шерстяных волокон, обработанных как указано выше. Анализ проводили по методике описанной в методической части на аминокислотном анализаторе Hitachi 835 (Япония) стандартным методом с автоматическим обсчетом хроматограмм на компьютере. Аминокислотный анализ образцов, обработанных в условиях непрерывного и периодического крашения в красильных ваннах, содержащих все необходимые реагенты, но без добавления красителя по сравнению с исходной отбеленной и плазмообработанной шерстяной тканью, показывает, что большая сохранность аминокислот (по суммарному количеству) наблюдается при непрерывном способе крашения. Условия обработки по периодическому способу крашения приводят к уменьшению количества аминокислот, особенно треонина (-5%), серина (-6,1%), глицина (-6%), аланина -7,2%), гистидина (-5%), лейцина (-5,5%) и аргинина (-6%). Сопоставление результатов основных физико-механических показателей и данных аминокислотного анализа показывает, что шерсть претерпевает изменения в условиях крашения по периодическому способу. Длительная обработка в кипящей водной среде приводит к разрушению пептидных связей, а также ряда боковых радикалов указанных аминокислот. Условия непрерывного крашения позволяют уменьшить процесс деструкции кератина при крашении, и, тем самым, обеспечить большую сохранность аминокислотного состава и прочностных свойств шерсти. Таким образом, быстрое смачивание шерстяной ткани, подготовленной с использованием процессов беления и плазмообработки, водой и водными растворами, позволяет окрашивать ткань по непрерывному плюсовочно-запарному способу, при котором наблюдается наименьшее повреждение шерстяного волокна.
