Содержание

1. Введение…………………………………………………………………..…...…3

2. Классификация красителей…………………………………………….….……5

3.1. Краситель  Активный ярко-голубой КХ………………………………..…….6

3.2. Получение красителя Активного ярко-голубого КХ……………….………7

3.3. Крашение активными красителями………………………………….………8

4. Экспериментальное определение выбираемости красителя………….….....10

4.1. Приготовление раствора красителя в кислой и щелочной средах…..…...10

4.2. Расчет концентрации раствора красителя…………………………….…....11

4.3. Запись электронного спектра поглощения раствора красителя……….....11

4.4. Приготовление серии растворов красителя……………………………..….13

4.5. Построение калибровочных кривых……………………………………......14

4.6. Определение выбираемости красителя хлопчатобумажным волокном.…15

4.7. Расчет коэффициента экстинкции……………………………………..……16

5. Выводы…..…………………………………………………………………...….17

6. Приложение……………………………………………………………….….....18

Список  использованной литературы………………………………………...…..19 
 
 
 
 
 
 

1. Введение.

     Красителями называются органические соединения, обладающие способностью поглощать и преобразовывать световую энергию (энергию электромагнитных излучений) в видимой и ближних ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра и применяемые для придания (сообщения) этой способности другим телам. В зависимости от характера преобразования поглощенной энергии эти соединения обладают цветом (окраской), люминесценцией или способностью воздействовать на фотохимические процессы. В первом случае они применяются для окрашивания различных материалов (красители в узком значении этого слова), во втором - для придания материалам люминесцентных свойств (органические люминофоры и оптические, или флуоресцентные, отбеливатели), а также в специальных устройствах, в которых используют люминесцентные материалы (активные компоненты жидкостных лазеров и модуляторы добротности лазеров), в третьем - для повышения или понижения светочувствительности фотоматериалов (оптические сенсибилизаторы и десенсибилизаторы).

       Главное свойство красителей заключается в способности интенсивно поглощать и преобразовывать энергию электромагнитных излучений (световую энергию) в определенной области спектра, причем от характера преобразования поглощенной энергии зависит специфика практического использования красителей.

     Красители преобразуют поглощенную световую энергию в тепловую и передают ее в окружающую среду в виде тепла, в результате чего в спектре отраженного света появляются пробелы, обусловливающие при воздействии отраженных лучей на зрительный аппарат человека ощущение цвета (окраски).

     Красители - сенсибилизаторы фотографических эмульсий преобразуют поглощенную световую энергию в энергию химического процесса превращения веществ (например, галогенидов серебра) в фотоэмульсии, приводящего к возникновению фотографического изображения.

     Красители - люминофоры и красители - флуоресцентные (оптические) отбеливатели преобразуют часть поглощенной световой энергии в тепловую, отдавая ее в окружающую среду, а остаток поглощенной энергии излучают в виде световых лучей иной (большей) длины волны. Во всех случаях первым и основным актом работы красителя является взаимодействие его со светом, приводящее к поглощению части световых лучей [1].

 
 
 
 
 
 
 
 

2. Классификация красителей.

 

         Существует две системы классификации красителей – техническая и химическая. В основу первой из них положен способ или область применения красителя. Такая классификация дает возможность легко ориентироваться в вопросах применения красителей, однако оставляет в стороне химическое строение их, ибо одна и та же группа может включать красители, относящиеся к различным классам органических соединений.

     Наряду  с технической применяется и химическая классификация, основанная на сходстве химического строения (триарилметановые, полиметиновые и т. п.), наличии характерных химических групп (азокрасители, нитрокрасители) и, реже, на сходстве методов получения и химических свойств (сернистые красители) [2].

 

3.1. Краситель Активный ярко-голубой КХ.

      

C₂₃H₁₂N₆O₈S₂Na₂Cl₂

        Активный ярко-голубой КХ - это дихлортриазиновый активный краситель, придающий целлюлозе ярко-голубой цвет с красноватым оттенком. Как и другие триазиновые активные красители, закрепляется в процессе взаимодействия с красителем функциональных групп волокна (или иного окрашиваемого материала) с образованием ковалентной связи.

          Активный ярко-голубой КХ не отличается по цветовым характеристикам от Активного ярко-голубого К, монохлортриазинового красителя практически того же состава. Дихлор- от монохлортриазиновых красителей отличают более мягкие условия крашения, большее сродство к субстрату, меньшая ровняющая способность.

         Дихлортриазиновые активные красители химически взаимодействуют с субстратом в мягких условиях («Х» в названии обозначает окрашивание из «холодной» ванны). При 20-30 °C, в присутствии щелочного агента, в гидрокси- или аминогруппе окрашиваемого вещества атом водорода замещается на остаток красителя, то есть вместо связи триазинового фрагмента красителя с одним из атомов хлора образуется связь с азотом или кислородом соответствующих групп окрашиваемого субстрата (второй хлор-заместитель может взаимодествовать так же или гидролизовываться) [3].

3.2. Получение красителя Активного ярко-голубого КХ.

          Активный ярко-голубой КХ получают взаимодействием бромаминовой кислоты и 2,4-диаминобензолсульфокислоты с последующим ацилированием полученного продукта цианурхлоридом.

          Образовавшийся Активный ярко-голубой КХ может быть выделен, а может быть подвергнут обработке метаниловой кислотой при 40 °C с постепенным добавлением раствора соды для поддержания pH. Образуется монохлортриазиновый краситель Активный ярко-голубой К. 

     

                                                                                                     [4]. 
 
 

3.3. Крашение активными красителями.

          Принципиальная особенность активных красителей их способность фиксироваться на целлюлозных волокнах, натуральном шелке и капроне посредством образования устойчивых ковалентных химических связей между волокнами и красителями - определяется наличием в молекулах этих красителей активных групп или атомов, которые способны химически реагировать с текстильными волокнами, имеющими свободные гидроксильные или аминогруппы. У красителей реакционноспособными группами являются: монохлортриазиновая (Н-проционы), дихлортриазиновая (М-проционы), винилсульфоновая (ремазоли) и т. д. От характера активных групп и строения красителя зависят его активность, субстантивность, растворимость и другие свойства. Наибольшей активностью обладают М-проционы. По отношению к активным красителям реакционноспособными группами волокон являются: в целлюлозных волокнах - гидроксильные группы ОН, в натуральном шелке и полиамидных волокнах - группы NH₂.

         За период, прошедший с момента синтеза активных красителей (1956 г.), их ассортимент значительно расширился; резко возросло и использование активных красителей при крашении и печатании.

         Все активные красители хорошо растворимы в теплой воде (при температуре 30 - 40° С), но чувствительны к присутствию щелочей; поэтому при растворении красителей добавки щелочи, а также кипячение должны быть исключены. Красители удовлетворительно комбинируются в смесях, хорошо выравнивают, окраски получаются ровными даже на изделиях, изготовленных из неравномерного по свойствам сырья.

        Крашение можно проводить в ваннах, красильных барках и роликовых красильных машинах, в плюсовках. Крашение высокоактивными красителями осуществляют при более низкой температуре (50°С для вискозного волокна и 50-60° С для натурального шелка).

          Активным красителям свойственны и некоторые недостатки. В частности, при крашении одновременно с закрашиванием волокон происходит реакция взаимодействия красителя с водой. Краситель, вошедший в реакцию с водой, гидролизуется и в крашении волокна не участвует. Не связанный с волокном, он в последующих обработках должен быть полностью удален, так как может оказать влияние на показатели прочности полученных окрасок.

          Кроме того, при крашении активными красителями в результате их химического взаимодействия с волокном выделяется соляная кислота, которая должна быть нейтрализована введением в ванну бикарбоната или карбоната натрия. Крашение активными красителями должно осуществляться в присутствии значительных количеств электролитов - поваренной или глауберовой соли.

         Способ крашения, режим процесса зависят от активности выбранных красителей, их сродства к волокнам (субстантивности). Например, для крашения в плюсовках нужно подбирать красители, обладающие малым сродством к волокнам; для крашения в ваннах более пригодны красители с повышенной субстантивностью.

     Крашение состоит из двух стадий: пропитки волокнистого материала раствором красителя и фиксации его в щелочной среде. На этой последней стадии краситель реагирует с волокном и образует с ним новое окрашенное соединение, например: 
 
[5]. 
 
 

4. Экспериментальное определение выбираемости красителя

Активного ярко-голубого КХ в кислой и щелочной средах целлюлозными волокнами

 

     Для изучения выбираемости использовали методику определения  зависимости оптической плотности раствора красителя от изменения концентрации при контакте с волокном. В ходе экспериментальной части  использовали прибор колориметр фотоэлектрический концентрационный КФК – 2. 

4.1. Приготовление раствора красителя Активного ярко-голубого КХ в кислой и щелочной средах. 

     Краситель Активный ярко-голубой КХ имеет эмпирическую формулу:     C₂₃H₁₂N₆O₈S₂Na₂Cl₂. По данной формуле рассчитали его молекулярную массу:

М _{красителя} = 23∙М_С + 12∙М_Н + 6∙М_N + 8∙M_O + 2∙М_S + 2∙М_Na+2∙М _Cl,

где М  – это количество вещества в граммах, равное молекулярной массе.

М _{красителя} = 23∙12, 01115 + 12∙1, 008 + 6∙14, 0067 + 8∙16 + 2∙32, 064 + 2∙23+2∙35,45 = 681,52

     Далее рассчитали масса красителя в 100 мл 2,5∙10^-4 молярного раствора красителя в 0,1 М растворе HCl и NaOH:

1 М ∙ X г = 0,3∙10^-4 М ∙ 681,52065 г

 X = 0, 0204 г

     После расчета массы красителя приготовили 2 одинаковые навески красителя Активного ярко-голубого КХ. Затем навески перенесли в емкости, растворили в 100 мл 0,1 М раствора NaOH и в 100 мл 0,1 М раствора HCl. Дали отстояться растворам, после чего убедились в отсутствии хлопьев, мути и осадка.

4. 2. Расчет концентрации раствора красителя Активного ярко-голубого КХ в 0,1 М растворе HCl и в 0,1 М растворе NaOH