Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Литературный обзор
1.1 Классические представления о теории крашения 9
1.2. Стадии процесса крашения ^ И
1.2.1. Ионная модель процесса крашения 13
1.2.2. Неионная модель сорбции кислотных красителей полиамидом 17
1.3. Крашение прямыми красителями 19
1.3.1 .Химическая природа и свойства прямых красителей 19
1.3.2. Теория процесса 22
1.3.3. Влияние вспомогательных веществ 25
1.4. Анализ традиционных представлений о механизме крашения 30
1.5. Электронная теория адсорбции красителей на поверхности вол окон...31
ГЛАВА 2. Обсуждение результатов
2.1. Квантово-химические расчеты молекулярных орбит органических красителей 38
2.1.1. Общие представления о неэмпирических и полуэмпирических методах расчета 38
2.1.2. Применение полуэмпирического метода РМ-3 к расчету потенциала ионизации цвиттер-ионов красителей 47
2.1.3. Основные этапы выполнения полуэмпирических расчетов методом ZINDO-INDO 47
2.2. Результаты квантовохимических расчетов потенциала ионизации красителей методом РМ-3 49
2.2.1. Потенциал ионизации для кислотных азокрасителей фенильного ряда 49
2.2.2. Потенциал ионизации для кислотных азокрасителей нафталинового ряда 52
2.2.3. Потенциал ионизации для прямых азокрасителей 55
2.2.4. Потенциал ионизации для структурно-подобного ряда азокрасителей на основе 4-[3-(аминофенокси)-фенокси]-анилина 59
2.2.5. Определение потенциал ионизации из электронных спектров поглощения 64
ГЛАВА 3. Экспериментальная часть
3.1. Синтез и исследования красителей 69
3.1.1. Методики синтеза красителей 69
3.1.2. Исследование красителей методами ИК- и УФ-спектроскопии 81
3.2. Крашение и проведение физико-химических испытаний выкрасок 92
3.2.1. Крашение шерстяной ткани 92
3.2.2. Крашение хлопчатобумажной ткани 92
3.2.3. Испытания устойчивости окраски к мокрой обработке (стирке) 93
3.2.4. Испытания устойчивости к сухому трению 95
3.3. Определение устойчивости окраски к физико-химическим испытаниям 96
3.3.1. Колористическая часть 96
3.3.2. Измерительно-вычислительные комплексы для обработки экспериментальных данных 99
3.3.3. Малые цветовые различия 100
3.3.4. Изменение цвета двух образцов 101
3.3.5. Расчет координат и характеристик цвета 101
Выводы 109
Список использованной литературы
- Неионная модель сорбции кислотных красителей полиамидом
- Влияние вспомогательных веществ
- Результаты квантовохимических расчетов потенциала ионизации красителей методом РМ-3
- Крашение и проведение физико-химических испытаний выкрасок
Введение к работе
К началу настоящей работы в литературе отсутствовали сведения о возможности прогнозирования физико-химических свойств окрашенного текстильного материала на основе данных по электронному строению молекулы красителя.
При решении поставленной в настоящей работе задачи мы исходили из следующих положений.
Закрепление красителя на волокне является многоступенчатым процессом и представляет собой функционал многих факторов.
Важную роль в этом процессе играют электронные факторы, обусловленные строением молекулы красителя и макромолекулы волокна, поскольку на хемосорбционной стадии процесса крашения реализуется донорно-акцепторный механизм взаимодействия красителя с волокном, сопровождающийся образованием комплекса с переносом заряда (КПЗ): краситель — волокно:
I *
Кр+Вол —> Кр - Вол <- Кр-Вол
Наряду с другими факторами образование КПЗ определяет в конечном итоге результат - закрепление красителя на волокне, при этом электронная система красителя рассматривается как единое целое.
Поскольку процесс взаимодействия красителя с волокном - процесс сложный, с целью исключения влияния других факторов, кроме электронных, например, пространственных и т.д. мы прежде всего провели исследования в ряду структурно-подобных азосоединений.
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Проблема выявления взаимосвязи между строением (структурой) органического соединения и проявляемыми им свойствами, например, «строение - биологическая активность», «строение -антиокислительные свойства», «строение - цвет» и т.д. продолжает оставаться актуальной, т.к. ее решение для отдельных классов или групп соединений с одной стороны позволяет ответить на фундаментальные вопросы теоретической органической химии, а с другой, практической, повышает эффективность эксперимента по конструированию и синтезу новых, перспективных целевых соединений, сокращает время и расходы на экспериментальные исследования.
Одной из задач, связанных с применением красителей для колорирования тканей является прогнозирование некоторых свойств окрашенных текстильных материалов (устойчивость к мокрым обработкам, сухому трению, действию пота и т.д.) до проведения процесса. Общего подхода к решению обозначенной задачи не существует. В настоящей работе предпринята попытка связать строение молекулы азокрасителя с энергией его донорно-акцепторного взаимодействия с активными центрами макромолекул волокон и, в конечном итоге, с прочностными характеристиками окраски.
ЦЕЛЬ НАСТОЯЩЕЙ РАБОТЫ заключается в разработке методов получения и синтезе структурно-подобных азокрасителей для волокон различных типов, расчете потенциалов ионизации синтезированных красителей, установлении зависимости между найденными электронными параметрами красителя и свойствами окрашенного материала, разработке метода прогнозирования эксплутационных свойств окрашенных текстильных материалов.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Разработаны методики получения и синтезированы структурно-подобные красители различных рядов для крашения тканей из белковых и целлюлозных волокон.
Разработаны методики определения потенциала ионизации молекулы красителя на основе их ЭСП.
На основе обнаруженных корреляционных зависимостей между электронными параметрами молекулы азокрасителя и эксплутационными свойствами окрашенного материала предложен метод прогнозирования эксплутационных свойств окрашенного материала. .
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: "Научно-практической конференции молодых ученых» (Уфа, 2000), Научной студенческой конференции «Актуальные проблемы развития текстильной промышленности» (Москва, 2000), Всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль-2001), (Москва, 2001), Межвузовской научно-технической конференции аспирантов, магистров и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности» (Поиск-2002), (Иваново, 2002), «4-ом Конгрессе химиков-текстильщиков и колористов России» (Москва, 2002), Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях» (Лен-2002), (Кострома,2002), I Международной научно-технической конференции «Перспективы использования компьютерных технологий в текстильной и легкой промышленности» (Пиктел-2003), (Иваново 2003).
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертационной работы опубликовано 14 статей и тезисов докладов на международных и всероссийских конференциях.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертационная работа изложена на 120 страницах машинописного текста и содержит \3_ таблиц и 11 рис. Диссертация состоит из введения, _3 глав, включающих обзор литературы, обсуждения результатов и экспериментальной части, выводов и списка использованной литературы (152_ наименований), 2 приложения.
Выражаю благодарность доктору химических наук, профессору Кобракову Константину Ивановичу за ежедневную помощь и поддержку.
Благодарю профессора Доломатова Михаила Юрьевича за помощь при выполнении работы.
Благодарю кандидата химических наук, доцента Станкевич Галину Сергеевну за помощь при выполнении работы и оформлении диссертации, а также ценные советы при выполнении работы.
Неионная модель сорбции кислотных красителей полиамидом
Немецкие ученые Г. Шрайнер и В. Кемтер опубликовали цикл работ, полностью отрицающих мак-грегоровскую трактовку физико-химических явлений, имеющих место при крашении полиамидных волокон кислотными красителями [10]. Согласно мнения этих авторов, кислотный краситель, проникший внутрь полиамидного волокна, вообще недиссоциирован, а следовательно, незаряжен. В соответствии с этой точки при крашении полиамидных волокон кислотными красителями электрические явления имеют место лишь при переходе диссоциированного кислотного красителя из ванны на наружную поверхность волокна.
Свою точку зрения Г.Шрайнер и В.Кемтер попытались обосновать с помощью термодинамики. При этом они вполне справедливо заметили, что в работах по теории крашения несправедливо мало внимания уделяется роли воды в красильной системе. Считалось, что вода - растворитель, иногда -пластификатор волокнообразующего полимера. Г.Шрайнер и В.Кемтер первые заинтересовались ролью водного граничного слоя на поверхности волокна и ролью гидратных оболочек молекул или ионов красителей во время сорбции последнего волокном и переноса в глубь волокна.
Как было подчеркнуто в работе немецких ученых, граничный слой молекул воды на поверхности волокна, образованного неполярным полимером, ведет себя наподобие натянутой мембраны, напряжение которой убывает по мере удаления внутрь жидкости. Образование таких водных оболочек требует затраты, энергии, поэтому они именуются эндотермными.
Шрайнер и Кемтер сформулировали теоретический механизм крашения полиамидного волокна. Согласно их представлениям при обычных для крашения полиамидов значениях рН среды неполярные участки поверхности волокна полностью изолированы от водной фазы эндотермной гидратной оболочкой или, правильнее сказать, граничным слоем воды - такой термин принят в настоящее время в отечественной коллоидно-химической литературе [9,11,12].
Эндотермный граничный слой кое-где разорван экзотермными гидратными оболочками ионизированными аминогрупп. При нейтральном рН неполярный характер волокна должен проявляться особенной ярко. Со снижением рН доля экзотермных островов. По мнению авторов [10], в силу того, что эндотермные оболочки не способны к взаимному проникновению, адсорбция кислотных красителей на поверхности волокна может происходить лишь вблизи ионизированных аминогрупп. Проявление межионного взаимодействия приводит к нарушению структуры гидратных оболочек иона красителя и заряженной аминогруппы и полимера и затем — к образованию солеобразной связи красителя с полиамидом.
Доступ красителя внутрь волокна согласно работе [14] происходит благодаря переходу протона от протонированной амино-группы, вступившей в ионную связь с красителем, к сульфаниону красителя. Вследствие такого перехода протона на поверхности волокна образуется недиссоциированная молекула сульфокислота красителя, которая поглощается микрокаверной и продвигается далее в глубь волокна. Освободившаяся нейтральная аминогруппа вновь способна к присоединению протона. Она или какая-либо другая из нейтральных аминогрупп присоединяет протон, ионизируется и восстанавливает экзотермную гидратную оболочку. Затем весь цикл на наружной поверхности волокна повторяется заново.
Таким образом, по мнению немецких ученых, ионизированные аминогруппы на наружной поверхности полиамидного волокна выполняют в крашении две функции: служат центрами дегидратации анионов красителя; являются переносчиками протонов, необходимых для трансформации анионов красителя в недиссоциированную сульфокислоту. Стремясь подтвердить корректность выдвигаемых ими представлений о механизме крашения полиамидных волокон кислотными красителями, авторы работы [10] поставили серию интересных опытов. В частности, изучили крашение полиамидного волокна красителями - индикаторами, прежде всего фенолфталеином, который в кислотной и нейтральной среде практически бесцветен и электрически нейтрален, а в щелочной среде обладает свойствами анионного красителя. Из-за нерастворимости фенолфталеина в воде при кислой или нейтральной реакции среды все опыты проводили при рН 7, а поскольку ионизация аминогрупп при этом практически подавлена, вместо обычного полиамидного волокна использовали волокно, модифицированное обработкой диметилсульфатом. Поставленные опыты подтвердили, что перешедший на волокно фенолфталеин, несмотря на щелочную реакцию внешней среды, находился в бесцветной форме, а следовательно, был неионизирован.
Немецкие авторы изложили достаточно обширный теоретический и экспериментальный материал, заставляющий, по меньшей мере, усомниться в бесспорности традиционных представлений о диффузии и сорбции кислотных красителей в полиамидных волокнах, в том числе, в правильности применения доннановской модели, развиваемой Мак-Грегором. Окончательно решить, какой из двух механизмов реализуется на практике, можно лишь с помощью детального термодинамического исследования, основанного на значительном экспериментальном материале. Нельзя исключить возможность одновременной реализации обоих механизмов, а также и того, что механизм зависит от марки красителя. До тех пор, пока этот вопрос разрешен, доннановскую модель Мак-Грегора нельзя считать бесспорной для кислотных красителей и полиамидных волокон.
Влияние вспомогательных веществ
При адсорбции красителя к поверхности текстильного волокна происходит диффузия красителя внутрь волокна, при этом заряд на волокне также может влиять на скорость, с которой красители достигают поверхности волокна. Хлопок быстро принимает отрицательный заряд, когда окрашивается анионными красителями, обеспечивая барьер для дальнейшей адсорбции красителя [20,22].
Крашение целлюлозных волокон прямыми красителями зависит в первую очередь от пористой структуры волокон и свойств красителя, таких как диффузия и субстантивность [23].
Текстильно-вспомогательные вещества (ТВВ), используемые в процессе крашения и их взаимодействие с красителями, играют большую роль в достижении ровноты крашения, оказывают влияние на сорбцию красителя, скорость выбираемости красителя из красильной ванны.
Было исследовано влияние присутствия ТВВ в красильной ванне при крашении хлопка прямыми красителями [24]. Изучены явления, происходящие между красителем и вспомогательными веществами. Показано, что механизмы взаимодействия красителя с хлопком зависят от химического строения ТВВ [24-26]. Был исследован процесс крашения в присутствии циклодекстрина, выступающего в роли выравнивающего агента. В результате чего было установлено, что присутствие выравнивающих агентов и тектильно-вспомогательных веществ обеспечивают равномерное окрашивание поверхности текстильного волокна [27,28].
Было определено, что коэффициенты диффузии сильно зависят от концентрации электролитов, находящихся в красильной ванне. Прямые красители в основном содержат две или более сульфогрупп и при диффузии в целлюлозу они должны быть дополнены катионами для сохранения электрической нейтральности, так как целлюлоза не содержит ионные группы при нормальных условиях крашения.
В работах [29,30] была изучена кинетика начальной скорости крашения хлопка прямыми красителями. При этом принималось во внимание влияние электролитов, тип и концентрация красителя, температура процесса. Роль структурных особенностей красителей и влияние различных компонентов в ускорении выбираемости красителя из красильной ванны, была изучена в работе [31]. Влияние хлорида натрия при крашении хлопка прямыми красителями исследовалось в присутствии этанола, как дезагрегирующего агента, адсорбционное равновесие было описано при использовании уравнений Нернста и Ленгмюра [32].
Обсуждено влияние различных электролитов и проиллюстрировано изменение сольватированной оболочки гидрофобной части молекул красителя у поверхности целлюлозного волокна, оказывающее влияние на механизм связывания красителя с волокном [33,34].
Для улучшения накрашиваемости натуральных и синтетических волокон широко применяют неионогенные вспомогательные вещества [35-43]. Была исследована роль полиоксифенилена стеариламина (PSA) в процессе крашения хлопка прямыми красителями [34]. Выведена стехиометрия комплексов, образованных различными красителями с PSA. Спектрофотометрически установлено, что хлопковые волокна, обработанные PSA, имеют большую сорбцию молекул красителей, чем необработанные волокна волокна [41]. Далее показано, что любой PSA, остающийся на ткани после крашения, связывается с красителем и увеличивает устойчивость окрасок к мокрой обработке и действию света [42-43]. То же свойство сохраняется при крашении шерстяного волокна [40].
Кинетика адсорбции неионогенных ПАВ, как вспомогательных веществ для улучшения крашения хлопка в процессе крашения анионными красителями, была изучена Театсарони [44]. Взаимодействие между ПАВ и прямыми красителями и зависимость спектрального поведения красителя от концентрации ПАВ изучены в работах [45,46].
Авторами работ [47,48] показано влияние ионов щелочных металлов, кватеризированного аммониевого иона, бивалентных и тривалентных катионов на адсорбцию прямых красителей хлопком. Установлено, что адсорбция красителя не зависит от заряда присутствующих катионов, а только от их размера.
Были исследованы адсорбционные свойства прямого красителя на хлопковом волокне в присутствии хлорида натрия [49] и мономолекулярный слой волокна, адсорбирующий молекулы красителя. Доступные для адсорбции поверхностные области волокна были рассчитаны методом Джонсона [50]. Для понимания процесса сорбции молекул красителя в волокнах хлопка и вискозы и исследования микроструктуры волокна при различных условиях, использованы различные способы крашения. Методики исследования наглядно проиллюстрированы на тонких срезах хлопкового волокна [51-54]. Измерения сорбирующей способности волокна были выполнены на спектрофотометре Pye Unicam SP UV/VIS. Так же экспериментально было доказано, что хлопок предварительно смоченный водой обладает лучшими сорбционными свойствами.
Результаты квантовохимических расчетов потенциала ионизации красителей методом РМ-3
В целом, оказалось, что приближение MNDO хорошо воспроизводит последовательность уровней молекулярных орбиталей и дает более точные значения валентных углов, чем MINDO/3; а также хорошо описывает отталкивание неподеленных электронных пар за счет учета пространственной направленности р-орбиталей при вычислении двухэлектронных интегралов; теплоты образования; углы между связями; потенциалы ионизации и дипольные моменты. Хорошее согласование результатов MNDO-расчетов с данными эксперимента подтверждается данными Дьюара [134] для более чем 200 соединений. Недостатком подхода MNDO оказалась его неспособность к оценке межмолекулярных взаимодействий, в частности водородных связей в молекулярных системах. Авторам [135] удалось скомпенсировать вклад отталкивания остовов в полную энергию системы, однако при этом использовалась параметризация для пар атомов (как в MINDO/3), а не для отдельных атомов, как в оригинальной версии MINDO.
Попытка улучшения метода MNDO привела к созданию приближения AMI [128], описывающего водородные связи и отличающегося от своего предшественника только определением вклада остов-остовного отталкивания, однако существующая оригинальная параметризация AMI неполна и ограничивается атомами Н, С, N, О [128] и галогенов [136]. Отметим, что некоторая корректировка выражения для отталкивания остовов позволила авторам [137] улучшить результаты расчета (теплоты образования, потенциалы ионизации, дипольные моменты, параметры молекулярной структуры) для ряда органических и азоторганических соединений, Третья попытка параметризации метода MNDO - MNDO-PM3 была предпринята Стьюартом [138]. Использование этой параметризации позволило уменьшить разницу между расчетным и экспериментальным значениями теплот образования для большого числа соединений (порядка 800) (по сравнению с обеими ранее предпринятыми параметризациями). Вместе с тем, авторы [139] указывают, что при расчетах по методу РМЗ имеет место занижение длин (на 0.1-02 А) и энергий (на 4-Ю кДж/моль) водородной связи. Более подробно особенности расчета водородной связи рассмотрены в [140,141]. Однако в настоящий момент метод РМЗ является одним из лучшим методов для расчета систем с водородными и гипервалентными связями.
Рассматривая применимость полуэмпирических методов к расчету межмолекулярных взаимодействий можно сказать, что ранние полуэмпирические методы, такие как MINDO/3 и MNDO, сильно занижали энергию водородных связей, что делало их непригодными для исследования рассматриваемого класса систем. Расчеты в еще более раннем методе CNDO/2 из-за неверного остовного отталкивания очень часто приводят к артефактным структурам. Разумной альтернативой может быть использование соответствующих полуэмпирических методов. Позднее специально были разработаны методы AMI и РМЗ, которые по замыслу создателей должны были успешно описывать системы с водородными связями. К сожалению, в случае AMI это не удалось, и хотя рассчитанные AMI значения энергии водородных связей довольно хорошо совпадают с таковыми, полученными экспериментально [142], предсказываемые AMI геометрические параметры систем не соответствуют действительности, как показано во многих работах.
Последний метод, РМЗ, оказался первой действительно удачной попыткой приблизить результаты полуэмпирических расчетов систем с водородными связями экспериментальным данным и результатам расчетов аЬ initio. 2.1.2. Применение полуэмпирического метода РМЗ к расчету потенциала ионизации красителей.
В данной главе изложены применявшиеся в работе подходы к изучению и постановке компьютерного эксперимента. Постановка задачи включала использование метода РМЗ для расчета потенциала ионизации (ПИ) изучаемых классов красителей.
Выбор метода расчета является важной задачей в компьютерном моделировании физико-химических систем. Сложность заключается в том, что различные полуэмпирические методы при расчете тех или иных величин: энергий, длин связей, спектральных параметров, - дают разные результаты в зависимости от их параметризации.
Результаты расчетов показывают [142], что метод РМЗ может быть применен как для расчетов простых, так и достаточно сложных полициклических систем с водородными связями.
Основные этапы выполнения полуэмпирических расчетов методом ZINDO-INDO. Первая задача вычислителя заключается в выборе типа расчета. Это достигается путем задания ключевых слов, управляющих работой программы. Ключевые слова программа переводит в опции, значения которых контролируют процесс вычислений.
Следующий шаг работы программы - считывание названия задания (используется только для информации и выдается на печать в той же форме, в какой считывается), заряда молекулы и требуемой мультиплетности (синглет, триплет и т.д.). Далее проводится считывание геометрии молекулы, в форме Z-матрицы, включающей атомные номера, длины связей, валентные Ф и двугранные углы. Необходимо отметить, что Z-матрица представляет собой всего лишь геометрический метод определения положения атомов. Расчет всегда приводит к электронной конфигурации наиболее стабильной для данной геометрии молекулы, определенной Z-матрицей.. Номера атомов, заряд молекулы и мультиплетность определяют число электронов в системе и числа заполнения орбиталей. На этой стадии может быть рассчитана энергия отталкивания ядер. Поскольку это число зависит только от типа атомов и их взаимного расположения, оно должно быть одинаковым в различных расчетах для одной и той же структуры. Каждому атому приписывается определенный набор атомных орбиталей.
Крашение и проведение физико-химических испытаний выкрасок
При исследовании окрашенных текстильных материалов, свойств окраски и красителей, распределенных в полимерных материалах, неоценимую помощь оказывают колориметрические методы исследования. Наиболее часто встречаются следующие задачи, которые можно разделить на три группы: измерение цвета, сравнение цвета и аналитические задачи.
Задачи измерения цвета подразумевают спектроскопический и колориметрический анализ отраженного от окрасок света. В задачи сравнения цвета входят приемы определения цветовых различий между образцами и стандартами цвета, определение количественных мер этих различий. Третья группа задач относится к качественному анализу красителей на текстильных материалах.
Международной системой измерения цвета предусмотрено каждый хроматический цвет характеризовать тремя колориметрическими величинами: цветовым тоном, чистотой и светлотой.
Цветовой тон - это качество цвета, по которому его можно приравнять к какому-либо монохроматическому цвету, указывает на длину волны А,, [нм] такого монохроматического излучения, смешение которого в определенной пропорции с белым обеспечивает получение цвета, тождественного в визуальном отношении к данному.
Чистота, Р,% - колориметрическая величина, показывающая степень выражения цветового тона в данном цвете, т.е. можно определить процентное содержание доли монохроматической составляющей в хроматическом цвете.
Светлота, L,% или относительная яркость, определяется в процентном соотношении яркости отраженного (или пропущенного) телом светового потока к яркости падающего, дает степень отличия данной окраски от черного цвета.
Кроме того, что цвет можно выразить цветовым тоном, чистотой и светлотой, международная колориметрическая система МКО предусматривает возможность выражения цвета тремя координатами цвета X, У, Z или двумя координатами цветности (X, У) и светлотой. Координаты цвета - количество трех линейно независимых единичных цветов, оптическое смешение которых обеспечивает получение данного цвета. Резолюцией МКО в качестве трех линейно независимых цветов приняты красный R(700 нм), зеленый С(546,1 нм) и синий В(435,8 нм). Цвета этих излучений носят название основных цветов. Эти единичные цвета послужили в качестве базовых при проведении экспериментов в процессе разработки системы и при последующем ее совершенствовании были заменены тремя нереальными цветами X, У, Z. Эта замена привела к тому, что координаты цвета для любых цветов стали выражаться только положительными величинами, а определение яркости цвета значительно упростилось.
Цвета X, У, Z выбирались таким образом, что они лежат вне поля реальных цветов и располагаются так, что образованный ими треугольник охватывает все поле реальных цветов, что позволило избавиться от отрицательных значений координат цвета и цветности, а относительная яркость LB системе XyZ становится равной координате цвета У.
Координаты цвета X, У, Z, а также координаты цветности X и У находятся расчетным путем на основе спектрофотометрических характеристик цветных тел или с помощью цветоизмерительных приборов. Определение цветового тона и чистоты производится на основе значений координат цвета по специальной диаграмме, называемой цветовым графиком МКО. Этот график построен так, что в прямоугольной вершине треугольника помещен основной цвет Z, а цвета X и У располагаются в двух других вершинах треугольника, равные катеты которого приняты за единицы (рис.11).
Для определения местонахождения того или иного цвета на графике необходимо по осям отложить соответствующие значения координат цветности X и У.
На плоскости треугольника XyZ по значениям Х(А), У (А,) нанесены точки, соответствующие монохроматическим излучениям от 380 до 780 нм. В результате соединения этих точек получается линия спектральных цветов. На площади, ограниченной этой линией и прямой, соединяющей ее концы, располагаются все реальные цвета. В центре тяжести этого треугольника лежит точка равно интенсивного излучения стандартного источника света Е, которая имеет координаты цветности X = У = Z = 1/3. Внизу на площади треугольника, образуемого между точкой Е и точками R и В располагаются пурпурные цвета. Между линией спектральных цветов и точкой стандартного источника света Е расположен ряд замкнутых линий, каждой из которых соответствует определенное значение чистоты. Цветовой график МКО является удобной формой графического изображения цветов и позволяет определить цветовой тон и чистоту любого цвета по его координатам цветности.
При решении многих научных и практических задач часто возникает необходимость определения степени различия близких по цвету изделий или образцов. Проведение подобного рода сравнения предполагает определение различия в виде однозначной характеристики, суммирующей различие как по цветности, так и по светлоте, т.е. определение общего цветового различия, Различие между цветами можно выразить числом порогов цветоразличения, т.е. числом, показывающим количество промежуточных цветов, едва отличающихся друг от друга, которые условно можно расположить между сравниваемыми цветами. Единица длины, соответствующая одному порогу цветоразличия, должна быть постоянной для любой области цветового пространства, поэтому для подобного определения необходима равноконтрастная система. Как показали исследования, цветовое пространство системы XYZ не обладает метрическими свойствами, т.е. система не является равноконтрастной, поэтому было создано большое число систем, по своим свойствам приближающихся к равноконтрастным, на основе которых и определяется общее цветовое различие АЕ. Они были созданы с таким расчетом, что одной единице АЕ соответствует один порог цветового различия, поэтому величина АЕ показывает, на сколько порогов цветового различия отличаются сравнимые цвета [152].
