книги из ГПНТБ / Петерс, Р. Х. Текстильная химия. Очистка текстильных материалов от загрязнений

Р.Х. ПЕТЕРС

ТЕКСТИЛЬНАЯ

ХИМИЯ

(Очистка текстильных материалов

от загрязнений)

Перевод с английского Г. Е. К р и ч е в с к о г о

Москва •«Легкая индустрия»

1973

ОТ ПЕРЕВОДЧИКА

Книга «Текстильная химия» профессора Манчестерского уни­ верситета P. X. Петерса состоит из трех томов: «Химия волокон», «Загрязнения волокон и их очистка» и «Крашение, заключительная

Первый том посвящен основам химии высокомолекулярных со­

в Англии в 1963 г. и изданной у пас в переводе в 1969 г.

Второй том содержит в основном материалы о составе и хими­ ческом строении загрязнений текстильных волокон и технологии очистки и отбеливания волокнистых материалов. Кроме того, вто­ рой том содержит главы, в которых рассматривается роль воды и котѵшлексообразующих веществ в технологии беления волокон; имеется также глава, посвященная теории ионообменных процес­ сов и ионообменным материалам.

При анализе содержания второго тома пришли к заключению, что, за исключением глав вспомогательного характера, книга пред­ ставляет несомненный интерес для широкого круга специалистов, работающих в области химической технологии волокнистых мате­ риалов. Эта книга является первым и достаточно полным обзором, посвященным вопросам технологии очистки и отбеливания тек­ стильных материалов.

Следует отметить, что в настоящее время имеется богатый вы­ бор книг и монографий как отечественных, так и переводных по различным аспектам крашения, печатания и заключительной от­ делки текстильных материалов. Наряду с этим практически пол­ ностью отсутствует литература по технологии очистки и отбелива­ ния волокнистых материалов. Книга P. X. Петерса должна вос­ полнить данный пробел в литературе по химической технологии волокнистых материалов. Особый интерес в книге P. X. Петерса представляют главы, посвященные отбеливанию целлюлозных ма­ териалов различными белящими агентами. К недостаткам книги

5

вида растения и встречается она в сочетании с самыми различными веществами — восками, лигнинами, пектиновыми веществами и т.д.

Хлопок

*Содержание влаги — В°і.

**Рассчитано путем умножения содержания азота на 6,25.

Целлюлоза

В суровом волокне (хлопковое волокно, которое подвергалось лишь отделению от семян и механической чистке) содержание цел­ люлозы может быть 88—96%, а после отварки и беления оно мо­ жет доходить до 99 %.

.7

Содержание целлюлозы зависит от вида почвы, климатических • условии и сорта хлопка. Если образец содержит большое количе­ ство тонкостенных незрелых волокон, то содержание целлюлозы • будет низким из-за наличия в таких волокнах большого количе­ ства нецеллюлозных веществ. Анализ целлюлозы обычно состоит в экстрагировании примесей при тщательно контролируемых усло­ виях с применением соответствующего реагента, например при ки­ пячении в 1%-пом растворе едкого натра [2, 3, 4]. Содержание целлюлозы определяют затем простым взвешиванием или окисле­ нием осадка раствором бихромата и серной кислоты [5] (бнхромат используют для сокращения продолжительности сушки). При про­ ведении обычного метода [6] определения необходимо перед добав­ лением бихромата растворить осадок в серной кислоте концентра­ ции 12 м; бнхромат добавляют после нагрева раствора в течение 10 мин (140°С). Бнхромат окисляет целлюлозу до двуокиси угле­ рода и воды; излишек бихромата оттитровывают.

Были разработаны также модифицированные методы анализа [7]. Такие методы не являются очень точными, так как при кипя­ чении в 1%-ном растворе едкого натра происходит частичное рас­ творение целлюлозы (скорость растворения 0,3% в час), а при не­ полном экстрагировании содержание целлюлозы получается за­ вышенным.

Воск

При экстрагировании сурового волокна органическими раство­ рителями, например хлороформом, спиртом и т. д., получен про­ дукт, известный под названием «хлопкового воска» *.

Суровый хлопок трудно смачивается и для этой цели его вы­ держивают в воде в течение нескольких суток; при извлечении же воска путем отварки пли экстрагирования органическими раство­ рителями хлопок смачивается в течение нескольких минут.

«Смазывающее» действие воска способствует прядению волокон [9], но и снижает прочность волокон при растяжении. Считают, что после экстрагирования воска органическими растворителями проч­

с жирными кислотами. Количество воска может быть определено путем экстрагирования хлопка 95%-иым этиловым спиртом. Экстракт разбавляют водой и встряхивают с хлороформом; слой хлороформа затем промывают водой, испаряют, а осадок взвеши­ вают [11]. Вместо этилового спирта можно использовать изопропиловый спирт [12] и метиленхлорид [33].

Содержание хлопкового воска в волокнах может быть опреде­ лено с помощью диметилфенилендиамина и ß-нафтола [13].

* В отечественной литературе используют более точный термин «воскообраз­ ные вещества». В данной книге будем использовать термин «воск».

8.

Пектиновые вещества

Пектиновыми веществами называют группу веществ, основным компонентом которых является полигалактуроновая кислота, у ко­ торой значительная часть карбоксильных групп метилирована. Неэтерифицированная кислота, известная под названием пектиновая

кислота, представлена формулой I [18], где (I) —цепь пектиновой кислоты, состоящей из звеньев а-<і-галактуроновой кислоты, соеди­ ненных связями 1:4. Звенья в этом полимере можно рассматри­ вать как продукты окисления первичной спиртовой группы в ан- гидро-а-£)-галактопиранозе ( I I ) , что дает соответствующую уроновую кислоту (III) :.•

чески 25%) с помощью 12%-ной соляной кислоты. Приведенные данные аналогичны полученным для пектиновых кислот, экстраги­ рованных из цитрусовых. Молекулярный вес такого полимера ко­ леблется в пределах 35 000—100 000 [19].

Количество пектинового вещества зависит в некоторой степени от метода определения. Один из методов состоит в экстрагирова­ нии горячим щавелевокислым или лимоннокислым аммонием с по­ следующим осаждением пектата кальция [14]. В другом случае количество двуокиси углерода может быть определено при выделе­ нии ее из уроновой кислоты пектинового вещества при кипячении хлопка с соляной кислотой [15, 20, 35].

Пектиновые • вещества локализуются в первичной стенке [16] и могут быть окрашены красным рутением [17] (аммониевый трихлорид рутения) или таким катионным красителем, как метиленовым голубым [26]. Окраска не является специфичной для пектино­ вых веществ, так как адсорбция этих окрашенных веществ харак­ теризует наличие карбоксильных или других кислотных групп.

Ѳ

Пектиновые вещества в волокне, вероятно, присутствуют в виде нерастворимых солей кальция, магния и железа [15].

В пектиновых веществах карбоксильные группы в большой сте­ пени метилированы. Эти вещества не влияют на прочностные ха­ рактеристики волокон, так как при извлечении их, например, путем кипячения в 1%-ном растворе едкого натра в течение 30 мин в от­ сутствие воздуха прочность и вязкость растворов волокна не из­ меняются.

Протеины

Волокно содержит небольшой процент азота. О составе азотосодержащих соединений волокна пока что имеется мало данных. Хотя не весь азот присутствует в виде протеина, однако считают, что содержание протеина можно определить путем умножения со­ держания азота на 6,25. Большая часть протеина находится во внутреннем канале волокна [21].

Зола

Состав золы приведен в табл. 2. При кипячении хлопка в воде количество золы может быть снижено на 85%, однако большая часть кальция, железа и алюминия остается.

Органические! КИСЛОТЫ

Зола, выделенная из хлопка, имеет сильнощелочную реакцию, что связано с содержанием в волокне солей органических кислот. Суровое волокно содержит около 0,8% таких кислот {без пекти­ новой кислоты), которые в основном состоят из /-малеиновой и ли­ монной кислот [23].

Лен

Льняное волокно содержится в лубяном растении вместе с серд­ цевиной, древесиной и т. д.

Химический состав льняных волокон приведен в табл. 3 [24].

10