Фёдорова А.Ф. Технология химической чистки и крашения.
Методическа документация

1980-01-01

Описаны загрязнения одежды, механизм их закрепления волокнистым материалом и методы распознавания. Изложены теория и технология мойки одежды в органических растворителях, технология перекрашивания изделий, теория и технология их влажно-тепловой обработки. Подробно описаны способы химической чистки и перекрашивания меховых и замшевых изделий, а также чистка пуха и пера, спецодежды.

А.Ф. Федорова

ТЕХНОЛОГИЯ ХИМИЧЕСКОЕ ЧИСТКИ И КРАШЕНИЯ

А.Ф.Федорова

ТЕХНОЛОГИЯ ХИМИЧЕСКОЙ ЧИСТКИ И КРАШЕНИЯ

2-е издание, переработанное и дополненное

Допущено Государственным комитетом СССР по народному образованию в качестве учебника для студентов высших учебных ваведений, обучающихся по специальности «Химическая технология и оборудование отделочного производства*

oJD

□Е5

Москва

Легпромбытиздат

1990

ББК 38.93 Ф 33

УДК 648.28 + 677.027.4 : 64 (075.8)

Рецензенты: д-р техн. наук А. Т. Серков (НПО «Химволокно»),

JI. А. Михайлова (фабрика химчистки № 1 им. Котовского)

Федорова А. Ф.

Ф 33 Технология химической чистки и крашения: Учеб. для вузов. —2-е изд., перераб. и доп. —М.: Легпромбытиздат, 1990. —336 с. — ISBN 5-7088-0368-1.

Описаны загрязнения одежды, механизм их закрепления волокнистым материалом и методы распознавания. Изложены теория и технология мойки одежды в органических растворителях, технология перекрашивания изделий, теория и технология их влажно-тепловой обработки. Подробно описаны способы химической чистки и перекрашивания меховых и замшевых изделий, а также чистка пуха и пера, спецодежды.

В отличие от первого издания, выпущенного в 1973 г., приведены новые средства, ускоряющие удаление пятен, интенсифицирующие мойку одежды в водной и неводной средах. Даны технологические схемы машин химической чистки, появившихся в последние годы.

Для студентов вузов.

. 3402010000—087 ^    ₀₀

^Ф 044 (01)—.90 ⁸⁷~^{90    ББК 38}-⁹³

ISBN 5-7088-0368-1    © Издательство «Легкая индустрия», 1973

© Федорова А. Ф., 1990, с изменениями

ПРЕДИСЛОВИЕ

Если история крашения и выделки тканей в Индии известна с 2500 г. до н. э., стирки одежды с 84 г. до н. э., то исторический путь развития технологии химической чистки начинается в XVI в. с выходом в свет книги, посвященной удалению пятен жира, масла и вина с шелковой и бархатной одежды (1532 г., Германия)¹.

В 1716 г. в Париже была опубликована книга, в которой для удаления пятен жиров и масел рекомендовалось применять растворы мыла, яичного желтка, желчи, скипидара.

Французский химик Чаптала в 1808 р. написал книгу для чистильщиков одежды. Чаптала отмечал, что профессия чистильщика заслуживает большого внимания. В ней впервые были даны научные основы процесса удаления пятен, предложена классификация пятен и загрязнений. Отмечалось, что скипидар растворяет жиры, смолы и не вызывает разрушения красителей и волокон.

В 1854 г. была опубликована книга Томаса Лава «Искусство крашения, чистки, вытягивания и отделки одежды по английским и французским методам», в которой автор охарактеризовал состояние химической чистки в Европе в 50-е гг. XIX в. В это время одежду очищали путем погружения в сосуды со скипидаром. Для удаления избытка скипидара одежду завертывали в хлопчатобумажную ткань и затем выветривали запах скипидара на свежем воздухе.

В 1854 г. в Берлине было основано промышленное производство по химической чистке одежды. В качестве растворителей там применяли бензин, затем в бензин по инициативе проф. Рихтера начали добавлять для снижения пожароопасности бензомыло, представляющее собой кислое аммонийное мыло, получаемое частичной нейтрализацией олеиновой кислоты аммиаком.

В вышедшей 1890 г. книге А. Барба отмечал, что химическая чистка мужского костюма обходится дешевле, чем его стирка. Затраты времени на стирку и глаженье костюма составляли в то время 3, а на химическую чистку и глаженье — 1,5 ч.

В 1903 г. А. Гофман сконструировал паровой пресс, значительно облегчивший отделку одежды после химической чистки.

Рнс. 1. Схема обработки изделий на фабрика» химической чистки

Совершенствование технологии химической чистки в этот период шло по пути подбора наиболее удобных растворителей, разработки композиций усилителей химической чистки, позволяющих ввести в систему некоторое количество воды для удаления из одежды водорастворимых загрязнений.

С 1918 г. в Европе и с 1930 г. в США стали применять в качестве моющей среды трихлорэтилен, а с 1934 г. — тетрахлорэтилен.

Теоретические представления о процессах, происходящих во время мойки изделий, были развиты Д. Фултоном, показавшим, что в системе растворитель—одежда—загрязнения—усилитель химической чистки—вода должна быть создана вполне определенная относительная влажность растворителя, при которой водорастворимые загрязнения могут удаляться.

Химическая чистка изделий включает процессы мойки, отжима, сушки, а также процессы облагораживания и влажно-тепловой обработки. В нашей стране химическая чистка одежды начала развиваться в предвоенные годы. В 60-е гг. сеть предприятий химической чистки одежды стала разрастаться ускоренными темпами. Процесс обработки изделий проводился по схеме, изображенной на рис. 1, которая сохранила свое значение и до настоящего времени.

Подготовка кадров для предприятий бытового обслуживания населения была начата в Московском технологическом институте, созданном на базе Высшей школы промысловой кооперации, затем были открыты Хмельницкий, Шахтинский, Дальневосточный, Омский технологические институты бытового обслуживания.

В эти же годы был организован Научно-исследовательский технологический институт бытового обслуживания (НИТХИБ, сейчас ЦНИИбыт).

Несколько позднее были созданы УкрНИКТИбыт и НПО «Белбыттехника».

В последние годы большие затруднения вызывает обработка изделий из натурального меха и кожи, искусственного меха и некоторых дублированных материалов. Это связано с растворимостью многих аппретирующих и жирующих веществ в перхлорэтилене. Для обработки подобных изделий был предложен фреон, но его цена в 4 раза превышает цену хлор углеводородов. Наиболее опасным недостатком фреона является его способность разрушать озоновый слой Земли наряду с хлоруглеводородами и другими соединениями. Поэтому перспективными растворителями фреоны, очевидно, не будут. По действию на волокна и изделия фреоны близки бензину-растворителю, но у него свой недостаток —■> горючесть и взрывоопасность смеси его паров с воздухом. Привлекательность бензина-растворителя состоит в возможности дожигания его паров и проведении процессов обработки одежды на принципиально новых машинах.

Курсу «Технология химической чистки и крашения одежды» предшествуют «Физикохимия полимеров», «Общая химическая технология», «Химическая технология волокнистых материалов», «Коллс^дная химия», «Физическая химия», «Процессы и аппараты химической технологий», «Химия красителей» и др.

Технология химической чистки и крашения одежды — основная профилирующая дисциплина, формирующая теоретические представления и практические навыки инженеров-технологов для отраслевой группы услуг по химической чистке и крашению одежды.

Автором использованы результаты исследований, выполненных в Московском технологическом институте, ЦНИИбыте, ВНИИВпроекте, ВНИИхимпроекте, Белбыттехпроекте. Использован передовой производственный опыт предприятий химической чистки РСФСР, БССР, УССР.

Учебник написан в соответствии с программой, утвержденной по курсу «Технология химической чистки и крашения одежды» Минвузом СССР в 1984 г.

Автор полагает, что книга будет полезна не только студентам, но и научным сотрудникам, инженерно-техническим работникам, деятельность которых связана с отраслевой группой услуг по химической чистке и крашению одежды в бытовом обслуживании.

Автор выражает благодарность рецензентам

А. Т. Серкову и Л. А. Михайловой за ценные критические замечания.

Любые предложения и пожелания по улучшению книги автор примет с благодарностью.

Глава 1. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОЛОКОН, ТКАНЕЙ, ИЗДЕЛИЙ

§ 1. ВОЛОКНИСТЫЙ СОСТАВ ТКАНЕЙ. МЕТОДЫ ЕГО РАСПОЗНАВАНИЯ

Текстильные волокна, служащие для изготовления тканей бытового назначения, относят к природным и химическим.

Природные волокна бывают растительного и животного происхождения.

Волокна растительного происхождения состоят из целлюлозы и получаются из семян хлопчатника (хлопок) или стеблей растений (лен, конопля, кенаф, джут). Наибольшее распространение получило хлопковое волокно, содержащее до 98 % целлюлозы. В льняном волокне содержание целлюлозы составляет 74—79 %.

Основной источник волокон животного происхождения (их также называют белковыми) — волосяной покров овец, коз, верблюдов, кроликов. Очищенная шерсть является белком-скле-ропротеином. Натуральный шелк получают путем размотки коконов тутового и дубового шелкопрядов. Отваренный шелк состоит из белка-фиброина. Доля волокон животного происхождения в мировом производстве уменьшается и составляет около 6 %.

Химические волокна получают путем переработки природных или синтетических высокомолекулярных соединений и подразделяют на искусственные и синтетические.

К искусственным волокнам относят целлюлозные (вискозные, вискозные высокомодульные, полинозные/ медно-аммиачные) и эфироцеллюлозные (ацетатные и триацетатные). Основным сырьем для получения вискозных волокон служит целлюлоза, выделяемая из древесины хвойных пород [1 ].

Синтетические волокна вырабатывают из карбоцепных или гетероцепных полимеров, получаемых путем полимеризации или поликонденсации мономеров.

В карбоцепных полимерах главная цепь макромолекулы состоит только из атомов углерода. Остальные элементы, входящие в состав полимера, находятся в боковых группах макромолекулы. На основе карбоцепных полимеров получают полиакрилонитриль-ные (ПАН, торговое название в СССР нитрон, в Великобритании куртель, в США орлон, акрилан, креслан, в ФРГ дралон), поливинилхлоридные (ПВХ, торговое название в СССР хлорин, в ГДР пе-це, в США виньон, саран), полипропиленовые и другие во-

локна. Макромолекулы полимеров имеют следующее строение: полиакрилонитрил —СН—СН,—СН—СН,—

iN <!:n

поливинилхлорид —СН—СН,—СН—СН*—

В гетероцепных полимерах в основной цепи макромолекулы атомы углерода чередуются с атомами других элементов (кислорода, азота). На основе гетероцепных полимеров получают полиэфирные и полиамидные волокна. Строение гетероцепных полимеров выражают следующие формулы:

полиэфирные волокна (торговое название в СССР лавсан, в Англии терилен, в США дакрон)

полиэтилентерефталат

поликапроамид (торговое название в СССР капрон, в ГДР перлон, в ЧССР силон, в США найлон 6) f —NH—(СН₂)_Б—

полигексанетиленадипамид (торговое название в СССР анид, в США найлон

6,6) Г —NH(CH*)*—NH—С—(СН,),—С—

Наиболее распространенными синтетическими волокнами в настоящее время являются полиэфирные, на долю которых в 1985 г. приходилось 52,1 % мирового производства всех синтетических волокон. Мировое производство химических волокон непрерывно растет и в 1985 г. составило 44,6 % мирового производства всех волокон [2].

Для выработки тканей предварительно готовят пряжу из одного типа волокон или из их смесей. Смешанные ткани вырабатывают также из разных нитей (например, основа из хлопка, уток из шерсти). В настоящее время большинство тканей выпускаются из смесей волокнистых материалов двух и более видов. Это позволяет использовать наиболее ценные свойства каждого компонента (табл. 1).

При изготовлении одежды часто применяют несколько различных тканей (для верха изделия, подкладки, бортовки, карманов), полимерные материалы (поролон, искусственная кожа, клеи, пуговицы, пряжки, молнии), меха, швейные нитки. Разнообразие материалов создает определенные трудности в подборе оптималь-

ных режимов обработки изделий при мойке, крашении и отделке. Известно, что при мойке изделий из поливинилхлорида в трихлор-этилене происходят растворение волокна, усадка изделий, выработанных из смесей этого волокна с другими типами волокон, растворение дисперсных красителей, применяемых для крашения ацетатного волокна.

Большинство изделий, принимаемых в обработку, имеет этикетки, указывающие на способ обработки или волокнистый состав. Однако многие изделия не имеют этикеток или они неточны, поэтому технологу необходимо знать методы распознавания волокон.

В табл. 2 приведены признаки горения волокон, по которым можно определить природу волокна, но они достоверны лишь для шерстяного волокна, достаточно устойчивого к химической чистке.

Московским технологическим институтом бытового обслуживания были предложены экспресс-методы распознавания волокон, для выполнения которых достаточно иметь образец ткани размером не более 2x0,5 см или 1—2 мг волокон искусственного меха. Ряд реакций можно выполнить в приемном пункте; реакции, в которых применяются токсичные растворители, необходимо выполнять в вытяжном шкафу лаборатории. С помощью этих методов можно в течение 2—5 мин установить наличие синтетических волокон в образце ткани (трикотажа) и искусственного меха [3].

Сначала определяют, есть ли в ткани термопластичные волокна, размягчающиеся или плавящиеся при нагревании. Для этого образец ткани размером 0,2 X 0,2 см помещают на поверхность закрытой электроплитки, предварительно нагретой до температуры 300—350 °С. Если в течение 5—10 с образец расплавился.

значит в нем находились только синтетические (капрон, лавсан, хлорин) или ацетатные волокна. Если образец не расплавился, его снимают пинцетом с плитки, охлаждают на воздухе и продолжают исследование.

Если после охлаждения образец остался мягким и от него не исходил запах жженого рога, значит, ткань выработана из целлюлозных волокон. Анализ таких образцов можно не продолжать, так как термостабильные волокна (вискозное, медно-аммиачное, хлопок, лен) устойчивы в процессах химической чистки. Запах жженого рога и появление хрупкости у образца при прогревании доказывают наличие шерстяного волокна.

Если охлажденный образец приобрел жесткость, значит, анализируемая ткань содержит смесь волокон, которую необходимо более детально анализировать в лаборатории.

Волокно хлорин определяют путем сжигания в пламени спиртовки на медной проволоке. Предварительно проволоку прогревают в пламени, подносят к волокнам, концы которых плавятся и укрепляются на проволоке. Затем проволоку с волокнами вносят в пламя и наблюдают за горением волокна и цветом пламени. Если в конце горения волокон наблюдается окрашивание пламени сначала в голубой, а затем в зеленый цвет, значит, ткань содержит хлорин или подобное ему хлорсодержащее ПВХ-во-локно. Проволока нуждается в прокаливании докрасна как до, так и после выполнения реакции.

Волокно капрон определяют по растворимости в холодной муравьиной кислоте. Каплю кислоты наносят на ткань и наблюдают за ее разрушением.

Волокно нитрон определяют с помощью цветной реакции его с фенолятом натрия, для приготовления которого берут

4 г кристаллического фенола, 6 г воды и 4 г кристаллического гидроксида натрия. При приготовлении раствора глаза защищают очками, а руки — резиновыми перчатками. Образец светлой ткани, помещенный в нагретый до 1Ю0 °С раствор фенолята натрия, приобретает оранжевую окраску. Волокна шерсти, капрона и ацетатные — растворяются. Волокна нитрона, окрашенного в желтый, оранжевый и темные цвета, предварительно растворяют в 3 см⁸ диметилсульфоксида, нагретого до температуры 100 °С. Полученный раствор выливают в пробирку с 3 см⁸ 20 %-го раствора дитионита натрия, хлопья нитрона выпадают в осадок, и их анализируют по появлению оранжевой окраски с фенолятом натрия (как при основной реакции).

Ацетатное волокно определяют по растворимости в ацетоне или уксусной кислоте. Для этого каплю этих реагентов наносят на образец ткани? при этом волокно разрушается.

Триацетатное волокно определяют по растворимости в хлороформе, нанося каплю хлороформа на образец ткани. При этом волокно разрушается. Анализ проводят в вытяжном шкафу.

Табл. 3.Растворимость волокон в некоторых реагентах

Волокно лавсан определяют по растворимости в кипящем нитробензоле. Определение проводят в вытяжном шкафу. В пробирку наливают 1 см® нитробензола, нагревают до кипения и, поместив образец, наблюдают полное или частичное растворение образца. В последнем случае раствор выливают в пробирку с 1—2 см⁸ ацетона, лавсан оседает в виде хлопьев. Лавсан быстро растворяется в холодной 98 %-й серной кислоте, моноэтанол-амине.

Если определение типа волокна вызывает сомнения, можно провести пробу с перхлорэтиленом, нагретым в кипящей водяной бане. В пробирку с нагретым Перхлорэтиленом помещают на 10*— 15 с образец ткани, затем вынимают, высушивают и с помощью лупы устанавливают степень изменения (усадка, разреженность, окраска и др.). Если существенных изменений не заметно, обработка в растворителе неопасна. Данные о растворимости волокон в реагентах, использованных в нашем экспресс-методе распознавания, приведены в табл. 3.‘ частиц радиусом до 20 мкм. Таких же частиц поступает 185— 415 Мт/г. в результате деятельности человека, связанной с дроблением, измельчением, градостроительством (снос зданий), помолом зерновых культур, сжиганием топлива. и отходов, опылением (борьба с вредителями полей, сорняками), окраской распылением (сборка автомашин, покрытие мебели), работой металлургических и химических производств, испытанием ядерных устройств и др.

О масштабе загрязнения воздушной среды можно судить по данным о вредных выбросах в развитых капиталистических странах, которые составляют свыше 30 млрд т в год. В Нью-Йорке на каждый квадратный километр выбрасывается около 360 т сажи. В Токио регулировщики уличного движения вынуждены использовать кислородные маски, и чистый воздух стал предметом торговли. В Польше на каждого жителя приходится около 320 кр пыли в год.

Проблема загрязнения воздушной среды не обошла и нашу страну. В атмосферу выбрасывается 64 млн т вредных веществ промышленностью и еще больше — автомобилями; содержание веществ в воздухе всех промышленных центров превышает санитарные нормы. А в 102 городах о населением 50 млн человек концентрация нередко превышает допустимые нормы в 10 раз и больше, 68 городов экологически не благополучны.

Источником нерастворимых загрязнений являются также почва и уличная пыль, образующаяся при износе дорожных покрытий, зданий, автомобильных шин, обуви и одежды населения, при выделении выхлопных газов автомашин и др. Дисперсный состав уличной пыли, %:

Радиуо частиц,    Радиус частиц,

мкм    мкм

0—5 39    20—40 18

5—10 18    40—80 9

10—20 16

ч

В составе уличной пыли содержится 11—16 % водорастворимых, 6,5—13 % эфирорастворимых веществ, 24—27 % углерода, 51—56 % золы, 24—26 % оксидов кремния, 9—12 % оксидов железа и алюминия, 6,2—8,4 % оксидов кальция, 1,6—2 % оксидов магния. По другим данным, в состав уличной пыли входят следующие компоненты, %: силикаты — 40, неорганические карбонаты — 20, водорастворимые соли — 10, жиры — 10, прочие органические соединения — 10, сажа — 5, вода — 5. В составе комнатной пыли находятся, %: песок, глина — 45, гипс — 5, известняк — 5, влага ^;— 3, белковые и целлюлозные волокна — по 12, смолы, растворимые в этиловом спирте, — 10, жиры, масла, асфальт — 6, неизвестные части — 2.

Источниками загрязнений, растворимых в органическом растворителе, являются продукты питания (жиры и масла), вещества, применяемые в труде и быту (минеральные масла, асфальт, смолы,

углеводороды, выделения сальных и потовых желез и др.). Так, в состав выделений потовых и сальных желез входят жирные кислоты насыщенного и ненасыщенного ряда и неомыляемые соединения. Кислоты бывают как в свободном состоянии, так и в виде глицеридов, восков. Жир имеет окраску от светло-желтого до коричневого цвета. Свежий жир имеет больше ненасыщенных жирных кислот, чем застарелый.

Источником загрязнений, растворимых в воде, являются также продукты питания (соль, сахар, глюкоза, фруктоза, органические кислоты и др.), выделения потовых желез. Так, в состав пота входит 98 % воды, 2 % твердых веществ, содержащих хлорид натрия, фосфаты, сульфаты, органические кислоты, мочевину, холестерин, жир и др.

§ 3. ЗАГРЯЗНЯЕМОСТЬ ВОЛОКОН, ТКАНЕЙ И ИЗДЕЛИЙ

Загрязняемость — это способность волокон, тканей, изделий поглощать из окружающей среды и удерживать различные по химической природе и физической форме вещества.

Загрязняемость волокон обусловлена химической природой волокна, наличием на его поверхности каналов, чешуек, трещин и других неровностей, в которых удерживаются частицы загрязнений.

Процесс загрязнения волокон состоит из следующих фаз: 1) осаждение частичек пигментов из внешней среды на поверхность волокна; 2) адсорбция загрязнений внешней поверхностью волокна; 3) диффузия загрязнений внутрь волокна; 4) фиксация загрязнений волокнами. Значение каждой из этих фаз различно и зависит от химического свойства волокна и загрязнения. Свойства поверхности волокна определяют специфический характер его загрязняемости: шерсть загрязняется по краям чешуек, хлопок — в углублениях и зазубринах, ацетатные волокна — в каналах и бороздках, синтетические волокна, имеющие гладкую поверхность, удерживают загрязнения в мелких трещинах и щелях. Синтетические волокна накапливают статическое электричество и это является одним из факторов их интенсивного загрязнения.

Пигментные частицы загрязнений на волокнах отлагаются в результате осаждения из потока воздуха или жидкости, улавливания из быстро движущегося воздуха и за счет прямого контакта с загрязненной поверхностью. Так как загрязнение происходит на поверхности раздела двух фаз, с увеличением поверхности увеличивается и количество поглощаемых загрязнений. Чем тоньше волокно, тем больше загрязнений осаждается на поверхности волокна. Так, при изменении тонины волокна с 36 до 23 мкм степень загрязнения возросла в три раза.

Кожный жир, жир волосяных покровов, несмотря на сродство к химическим волокнам, располагается на их поверхности и проникает внутрь волокна очень медленно, при длительном контакте. Жир способствует не только большему загрязнению волокна, но и более прочному удержанию пигментных загрязнений.

Загрязняемость тканей зависит не только от загрязняемости волокон, но еще и от структуры нитей и самой ткани. Ткань подобна фильтру, на поверхности которого остаются крупные частицы, внутрь проникают более мелкие. Чем плотнее ткань и ровнее ее поверхность, тем меньше загрязняемость, но попавшие внутрь загрязнения удаляются труднее. С увеличением крутки пряжи ее плотность возрастает, возможность проникания загрязнений внутрь нити уменьшается.

Ткани, изготовленные из штапельных волокон, загрязняются сильнее, чем изготовленные из комплексных нитей, но их поверхность представляется более чистой, так как загрязнения проникают внутрь ткани. Особенно много загрязнений поглощают ворсовые ткани

Загрязняемость изделий зависит от условий носки, а также от способности ткани удерживать загрязнения. При увеличении продолжительности носки одежды масса загрязнений на ней возрастает и степень закрепления загрязнений увеличивается. Распределение загрязнений может быть равномерным (занавеси, гардины, ковры, одеяла, пухо-перовые изделия) и неравномерным.

Загрязнения, размещенные равномерно по всему изделию, называют общими, а образовавшие отдельные пятна называют местными. Особенно неравномерно загрязняется одежда. Наибольшее загрязнение одежды происходит в местах контакта ее с кожным покровом: воротник, манжеты рукавов, карманы и застежки. Волокнистая пыль накапливается во внутренних швах и складках изделий.

Общие загрязнения пигментными частицами создаются в результате диффузии частиц размером до 0,1 мкм из воздуха, оседания более крупных частиц (1—2 мкм), улавливания из потока воздуха, электростатического притяжения частиц размером 0,2— 0,5 мкм. Улавливание пигментов из потока жидкости имеет место при химической чистке и стирке изделий и воспринимается как их посерение.

Местные загрязнения в виде пятен создаются жидкостями, которые проникают в капилляры волокон, между волокнами и нитями ткани, изменяя стейень рассеивания света, окраску ткани и ее оттенок.

Многолетние наблюдения за загрязняейостью одежды показали, что при ее носке в течение 50—100 ч масса загрязнений составляем 0,5—3 % массы изделия. Светлая одежда содержит меньшую массу загрязнений. Спецодежда, как правило, содержит загрязнений до 15 % ее массы в зависимости от типа производства, в котором она используется.

Основной результат загрязнения изделий — изменение их свойств: снижение яркости и чистоты окраски, ухудшение гигиенических свойств, появление пятен, неприятного запаха, интенсивное разрушение. Пигментные частицы действуют на изделия как абразивные материалы. Так, при содержании на изделиях 0,5 % почвенных пигментов устойчивость шерстяных тканей к истиранию снижается на 30 %, 3 % — на 60 %. Загрязненные изделия становятся привлекательными для моли и микроорганизмов, так как загрязнения используются ими для жизнедеятельности. В результате может наступить полное разрушение отдельных участков, а одежда потеряет свои потребительские свойства.

Для объяснения загрязняемости изделий предложен ряд теорий, в которых основная роль отводилась электростатическим, химическим и механическим факторам. В действительности имеет место совместное действие всех этих факторов, которые часто усиливают загрязняемость изделий при многократных циклах носка (загрязнение) — химическая чистка (стирка) изделий.

Силы, удерживающие загрязнения на волокнах, имеют химическую, физическую и механическую природу.

Наиболее прочное связывание загрязнений с волокнами происходит в результате образования ковалентной связи, действующей на расстоянии 0,07—0,2 нм. Энергия связей составляет для групп С—N 223,9 кДж/моль, С—С 262,8 кДж/моль, N—N 113 кДж/моль. Ковалентные связи образуются за счет общей электронной пары. Такие связи образуют ненасыщенные жирные кислоты, эфирные масла, смолы.

Координационные связи отличаются от ковалентных только механизмом образования. Общая электронная пара образуется не путем спаривания электронов, она имеется у одного из соединяющихся атомов (донора). Такие связи могут образовать таннин-содержащие и металлсодержащие вещества (соки, напитки) с волокнистыми материалами.

Ионные связи возникают при загрязнении волокон, имеющих кислотные или основные группы, растворами, содержащими природные красители, ПАВ, кислоты и основания.

Водородные связи действуют на расстоянии 0,24—0,33 нм, их энергия составляет 20,9—41,8 кДж/моль, они возникают между водородом и электроотрицательными атомами (О, Cl, F, N).

Силы Ван-дер-Ваальса действуют на расстоянии 0,3—0,4 нм, их энергия составляет 8,3—12,5 кДж/моль. Они бывают полярными и неполярными (дисперсионные силы).

Жиры и масла удерживаются капиллярными силами, пигментные частицы — сорбционными и электростатическими. По способности к образованию зарядов статического электричества можно составить следующий ряд, в котором волокна, находящиеся слева, заряжаются положительно при контактной электризации в паре с любым волокном, находящимся справа и заряжающимся отрицательно: шерсть, анид, вискозное волокно, хлопок, натуральный шелк, ацетатное волокно, дакрон, орлон, поливинилхлорид, дайнел, велон, полиэтилен, тефлон.

Пигментные частицы загрязнений удерживаются и механически. Чем меньше величина частиц, тем глубже внутрь ткани и пряжи проникают они и тем прочнее удерживаются силами трения и адсорбции. Мельчайшие частицы проникают в дефектные участки поверхности волокон, более крупные располагаются между волокнами, еще более крупные частицы помещаются между нитями основы и утка. Самые большие частицы загрязнений остаются на поверхности ткани и удерживаются выступающими волокнами. Механическое удерживание увеличивается в присутствии жировых веществ на волокнах. Масляная пленка обусловливает адгезию за счет прилипания частиц к зажиренной поверхности, силы адгезии зависят от толщины и вязкости пленки масла.

§ 4. ИЗУЧЕНИЕ ЗАГРЯЗНЯЕМОСТИ ИЗДЕЛИЙ

Изучение загрязняемости необходимо для разработки эффективных способов чистки и стирки изделий, разработки композиций усилителей и моющих средств, а также способов защиты изделий от различных загрязнений.

Один из наиболее надежных способов изучения и оценки загрязняемости — проведение опытных носок, в процессе которых за одеждой ведут систематические наблюдения. Степень загрязнения изделий оценивается визуально. Однако этот способ дорог и длителен, поэтому ведется поиск лабораторных способов, имитирующих естественное загрязнение изделий. С этой целью разрабатывают составы загрязнителей, моделирующих естественные загрязнения, способы их нанесения на ткани и оценки.

В качестве компонентов искусственных загрязнений применяют¹ газовую и ламповую сажу, графит, оксид железа, уличную и комнатную пыль, почвенные пигменты, ланолин, растительное и минеральное масло, олеиновую кислоту, остатки из дистилляторов машин химической чистки.

Для нанесения загрязнений используют их дисперсии и эмульсии в водной и органической среде, напыление, печатание тканей дисперсией загрязнителя, обработку образцов совместно со спецодеждой в процессе стирки, обработку совместно с войлочными кубиками, предварительно загрязненными почвенными пигментами, шерстяным жиром, во вращающемся сосуде.

Степень загрязнения в лабораторных условиях оценивается весовым методом, измерением коэффициента отражения света чистых и загрязненных образцов на фотометрах, лейкометре, измерением малых цветовых различий на компараторах цвета.

Весовой метод оценки степени загрязнения не имеет практического значения, так как для заметного на глаз изменения окраски ткани достаточно нанести 0,3—0,5 % загрязнителя (от массы образца), а чтобы определить это количество на ткани, необходимо кондиционирование образцов, что удлиняет (на 48 ч) продолжительность анализа.

Более доступный и простой метод оценки загрязняемости ткани — измерение коэффициента отражения света загрязненного и чистого образцов одной и той же ткани. Но этот показатель лишь относительный, так как не выражает ни количества загрязнений, находящихся на ткани, ни визуальных изменений (состав отраженных лучей в загрязненном и чистом образцах разный).

Результаты измерений коэффициентов отражения света образца можно рассчитать по уравнению Кубелки—Мунка:

К/S = (1 - Р)²/(2Р),    (1)

где К/S — отношение поглощенного света в отраженному5 Р — степень отражения света образцом.

Степень загрязнения представляет собой разность коэффициентов К/S до и после загрязнений:

ДК/S = (1 - P_By/(2P_B) - (1 - Р_Ч)*/(2Р_Ч),    (2)

где Р_в, Р_ч — коэффициент отражения света загрязненного и чистого образцов.

Степень загрязнения тканей можно выражать через добавочную оптическую плотность (ДПЗ), получаемую за счет загрязнения,

ДПЗ = lg (PJP_B).    (3)

Ряд исследователей пользуется уравнением Флорио—Мер-серау:

ДС„_₈ = [(ДХ)² + (A Yf + (AZ)’]!/²,    (4)

где ACq_s — степень загрязнения ткани (изменение белизны); АХ, ДY, ДZ — разница в значениях координат цвета до и после загрязнения ткани.

Д. Жужка использует уравнение 3 = ^PV^Pa ЮО-    (5)

У Ч

Уравнения Кубелки—Мунка и Д. Жужки применяют при оценке загрязненности неокрашенных образцов, Флорио—Мерсе-рау — любых.

Следует отметить, что визуальная оценка степени загрязнения не всегда совпадает с инструментальной. В производственных условиях принята только визуальная оценка изделий по степени загрязнения.

Были получены следующие значения степени загрязнения АС_Ч_₈ тканей, выработанных из различных волокон, при загрязнении:

Шерстяное

Полиэфирное (терилен)

Вискозное Ацетатное

Пол иа кр илонитриль ное Триацетатное Полиамидное (найлон)

.Полипропиленовое

Таким образом, по степени загрязнения сухими почвенными загрязнителями ткани можно расположить в следующий возрастающий ряд: ацетатная, полиакрилонитрильная, шерстяная, триацетатная, из вискозного волокна, найлона, полиэфирная, полипропиленовая. Так как структура тканей одинакова, полученный ряд характеризует свойства волокон.

По загрязняемости шерстяным жиром ткани можно расположить в следующий возрастающий ряд: шерсть, полиэфирная, полипропиленовая, вискозная, найлоновая, полиакрилонитрильная, ацетатная, триацетатная. При загрязнении волокон из водной среды было получено, что гидрофобные волокна (типа лавсана, терилена, полипропилена) поглощают больше жиров, чем гидрофильные (хлопок, медно-аммиачное, ацетатное) волокна (рис. 2). Наблюдается пожелтение найлона.

Продолжительность загрязнения, мин

Рис. 2. Загрязняемость из водной среды волокна:

В табл. 4 приведены данные о загрязняемости волокон в среде перхлорэтилена, содержащего 0,5 г/л пигментных частиц (Л), по 0,5 г/л жира и пигментных частиц (В), по 0,5 г/л жира и пигментных частиц в присутствии 5 г/л усилителя и 0,5 г/л воды (С), по 0,5 г/л жира и пигментных частиц в присутствии 40 г/л усилителя и 4 г/л воды (D). Из таблицы видно, что в среде перхлорэтилена сильнее загрязняется хлопок. Присутствие усилителя и воды способствует снижению загрязняемости всех волокон, однако при высоком содержании усилителя и воды загрязняемость вновь возрастает.

Табл. 4. Загрязняемость волоков в среде перхлорэтилена *

иэ шерсти

Рис. 4. Загрязняемость хлопчатобумажной ткани в зависимости от величины электростатического вар яда

Изучение загрязняемости ковровых изделий при многократных циклах загрязнение—чистка (шампунированием) показало преимущество шерстяных ковров перед коврами из полиакрилони-трильного волокна (рис. 3). Перед первым циклом чистки оба вида ковров имели близкую степень загрязнения, но после чистки загрязненность ковров из полиакрилонитрильного волокна по сравнению с шерстяными возросла в 3—4 раза и продолжала увеличиваться с увеличением длительности эксплуатации [4].

Одежда, изготовленная из тканей с водоотталкивающей и про-тивозагрязняющей отделкой, способна к большему поглощению сухих почвенных загрязнений (табл. 5).

Табл. 5. Загрязняемость, %, изделий из шерстяных тканей с масло- и водоотталкивающей отделкой

Изучение влияния электростатических явлений на загрязняемость тканей показало, что большинство частиц загрязнений не обладает зарядами и поэтому не может притягиваться к ткани. Силы трения и другие воздействия могут возбуждать на частицах пыли временные статические заряды. Если такие частицы приблизятся к ткани, они будут притягиваться ею до непосредственного контакта. Как показали результаты исследования образцов белой хлопчатобумажной ткани, предварительно заряженной и незаряженной, помещенных в камеру с загрязненным воздухом на несколько дней, наиболее быстро загрязняются заряженные образцы, особенно положительными зарядами (рис. 4).

Загрязняемость шерстяных тканей увеличивается с увеличением в них содержания жира. Если при содержании 0,5 % жира загрязняемость ткани сухими почвенными загрязнителями принять за 100 %, то при содержании жира, равном 2,5 %, она составит 157 %.

ВОПРОСЫ И 8АДАЧИ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1.    Какие причины вызвали появление химических волокон?

2.    Перечислите волокна, получаемые из карбоцепных полимеров.

3.    Перечислите волокна, получаемые из гетероцепных полимеров.

4.    Приведите реакцию получения полиэтилентерефталата.

5.    Напишите формулы мономеров, на основе которых получают полиакрило-нитрильные, поливинилхлоридные и полипропиленовые волокна.

6.    Какие виды волокон легко определить по реакции горения?

7.    Какие виды волокон растворимы в органических кислотах?

8.    Назовите волокна, получаемые на основе эфиров целлюлозы.

9.    К какому классу загрязнений относятся олеиновая и уксусная кислоты?

10.    К какому классу загрязнений относятся натриевые соли карбоновых кислот» глицерин, глицериды, высшие жирные кислоты?

11.    Приведите природные источники загрязнения текстильных изделий и оцените их.

12.    В чем состоит сущность экспресс-метода распознавания волокон?

13.    Пользуясь данными, приведенными в табл. 1, выберите волокна, имеющие максимальную потерю прочности в мокром состоянии. Изобразите их структурные формулы.

14.    Приведите примерный уровень загрязнений, содержащихся в спецодежде, бытовой одежде средней степени загрязнения.

15.    Какова цель разработки рецептур и способов искусственного загрязнения тканей?

16.    Приведите примеры, характеризующие влияние способов отделки тканей на их загрязняемость.

17.    Объясните причины закрепления на волокнах загрязнений различных классов.

18.    Пользуясь табл. 3, предложите быстрый способ распознавания смесовой ткани, содержащей волокна шерсти и капрона, ацетатного и триацетатного волокон.

19.    С помощью каких приборов можно оценить степень загрязнения окрашенных и белых изделий?

Глава 2. ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ ТКАНЕЙ В ПРОЦЕССЕ НОСКИ ОДЕЖДЫ

Основная масса тканей, используемых для изготовления одежды, вырабатывается из смесей волокон. Эго позволяет получить ткани и одежду из них с высокой несминаемостью, прочностью, хорошими гигиеническими свойствами. В литературе отсутствуют данные о взаимном влиянии волокон в изделиях в процессе их носки, поэтому отдельные процессы изнашивания будут рассмотрены на волокнах и тканях, выработанных из одного вида волокон.

Носка изделий сопровождается постепенным изменением формы, размеров изделия, разрушением ткани, загрязнением ее и изменением окраски. Изменение формы изделий выражается в появлении «гармошки» на рукавах, изменении формы отдельных деталей, появлении складок, морщин, вытянутых участков. Внешний вид изделий заметно ухудшается. Части изделий, подвергающиеся при носке трению, приобретают неприятный блеск, а на сгибах протираются. В результате изнашивания изделий уменьшается прочность ткани, обрываются волокна, ослабляются их связи с тканью и они выпадают.

Износ тканей и изделий происходит под влиянием механических (сжатие, трение, растяжение, кручение, многократные изгибы), физико-химических (свет, тепло, воздух, вода, моющие средства, красители и отделочные препараты, загрязнения, органические растворители) и биологических (грибы плесени, микроорганизмы, насекомые) факторов. Одежда и изделия домашнего обихода изнашиваются в результате разного рода воздействий. Например, белье изнашивается под воздействием пота, стирки, истирания; верхняя одежда — под влиянием светопогоды, механических воздействий, загрязнений, органических растворителей; гардинные изделия в результате совместного действия света, загрязнений, стирки. На ковровые изделия оказывают разрушающее влияние пигментные загрязнения, обработка пылесосом, механические воздействия и др.

Различают общий износ, наблюдающийся на всем изделии (верх, подкладка и др.), и местный износ — на отдельных участках.

При частом изменении моды изделия стареют в результате изменения форм изделий, покроя, расцветок тканей и их структуры.

9 1. ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ ШВЕЙНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Теории надежности изделий пока не создано, поэтому еще появляются изделия, не выдерживающие условий носки.

К числу показателей надежности швейных изделий предложено относить разрывные характеристики, формоустойчивость и износостойкость [5J.

Разрывные характеристики особенно важны при нагрузках, близких к разрывным. При резких движениях детали и швы, не рассчитанные на определенный запас прочности, будут разрушены и изделия станут непригодными для носки.

Формоустойчивость — это способность одежды в условиях эксплуатации сохранять (в определенных пределах) свои первоначальные форму и размеры. Она зависит от упругости и жесткост и деталей и узлов одежды, драпируемости, сминаемости, усадки материалов, а также от устойчивости конструкции одежды и технологической обработки.

Износостойкость характеризует срок службы изделий. Износ может быть результатом полного или частичного разрушения материалов на отдельных участках деталей и элементах конструкции (швы, сгибы) под влиянием истирания, растягивающих и изгибающих нагрузок, действия светопогоды, химических чисток и стирок.

Каждый из групповых показателей в свою очередь слагается из ряда единичных показателей.

Комплексную оценку эксплуатационных свойств швейных изделий предложено определять как средневзвешенную величину соответствующих относительных единичных показателей k_t:

П

k — Jj k₍mi,

1=1

где mi — нормированный коэффициент весомости f-ro единичного показателя

Относительные единичные показатели находят как отношение абсолютных показателей p_t к их базовым значениям р_о1:

kl = / (pilpot)• ¥

Нормированные коэффициенты весомости Е. Б. Коблякова предложила определять экспертным методом с последующим расчетом на ЭВМ [5].

§ 2. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СТОЙКОСТИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ К ИЗНАШИВАНИЮ

Для оценки стойкости текстильных материалов применяют опытную носку, моделированное изнашивание с последующим определением физико-механических и других показателей, лабораторные методы исследования свойств тканей и волокон.

Опытная носка изделий позволяет получить наиболее достоверную и полную информацию о стойкости тканей к изнашиванию в реальных условиях. Для проведения опытной носки сравнительно большая группа одинаковых изделий (например, 100)

подвергается носке людьми, имеющими сходные условия труда и быта (студенты, солдаты и др.). Через определенные периоды носки изделия подвергают экспертной оценке, стирке или химической чистке. Часть изделий используют для проведения лабораторных испытаний. Затем проводят следующий этап носки и так до окончания. Хотя опытная носка требует больших затрат времени, средств и материалов, она применяется до сих пор для комплексной оценки вновь создаваемых изделий, тканей и других материалов. Для удешевления опытной носки вместо изделий сложной конструкции применяют нарукавники, фартуки, салфетки, чулочно-носочные изделия и др. Лабораторные методы, моделирующие изнашивание одежды, еще не созданы.

Моделированное изнашивание тканей заключается в том, что образцы тканей подвергают воздействию дозированной солнечной энергии [5 тыс. условных доз облучения (УДО) соответствуют солнечной энергии в 2190 Дж/см^а], определенному числу стирок или такому же числу химических чисток в перхлорэтилене, а также комплексному воздействию солнечной энергии либо со стирками, либо с химическими чистками тканей. После каждого периода воздействия определяют физико-механические показатели. Методика моделированного изнашивания разработана Б. Д. Семаком [6].

Лабораторные методы исследования предусматривают определение прочности ткани, устойчивости к истиранию, многократным изгибам как новых, так и подвергнутых изнашиванию тканей. Кроме определения физико-механических показателей часто проводят измерение вязкости растворов полимеров, кислородных чисел и др.

Прочность ткани определяют на разрывных машинах отдельно по основе и утку. Метод прост, но с его помощью нельзя уловить изменение структуры волокон, возникающее в процессе эксплуатации изделий.

Устойчивость к истиранию ткани по плоскости или сгибу определяют на приборах, позволяющих регистрировать число периодических движений, приводящих к полному или частичному разрушению. В последнем случае данные об изнашивании получают после определения массы, прочности, толщины или других показателей ткани.

Устойчивость к многократным изгибам волокон, нитей и тканей необходимо определять при изучении изнашивания тканей под воздействием светопогоды, стирки и химической чистки. На приборе регистрируют число изгибов, приводящих к полному разрушению образца.

Удельную вязкость (т)_у) раствора полимера определяют виско-зиметрическим методом, измеряя время истечения раствора полимера Т и растворителя Т_х через капилляр вискозиметра!

t_ly = (7’-7’₁)/T₁.    (7)

При облучении шерсти солнечным светом уменьшается чешуйча-тость волокон, увеличивается набухание и растворимость, изменяются способность к поглощению красителей, цистиновые связи.

Изменение цистиновых связей протекает о образованием суль-феновой киолоты по схеме

dH-CH=-S—s-сн^сн CH-CH,SH + H0S-CH_rCH

Ч ²    V    \ ^{2    2} \

NH,    NH    NH,    NH

N    /

Сульфеновая кислота неустойчива и разлагается о образованием альдегида и сероводорода по схеме

RCHj-CH₂S0H—► RCHjC^° + H₂S

н

Сероводород, окисляясь на волокне, переходит в сернистый газ и затем в серную кислоту, обнаруживаемую на волокне. При инсоляции мериносовой шерсти в период ее роста на овце в пастбищный период имеет место снижение содержания общей серы на 8,3 %, цистина на 8,3 % и прочности волокна на 8,6 %.

Солнечный свет вызывает отбеливание неокрашенного шерстяного волокна, ультрафиолетовые лучи, наоборот, — пожелтение. Наибольшее пожелтение волокна наблюдается при облучении УФ-лучами длиной волны, меньшей 311 нм. Пожелтение шерсти связывают о фотохимическими превращениями аминокислотных остатков — цистина, тирозина и триптофана — в присутствии кислорода. Комплексное воздействие инсоляции и обработок в пер-хлорэтилене вызывает большее снижение устойчивости к истиранию шерстяной ткани, увеличению ее растворимости в щелочи (рис. 5), чем воздействие только инсоляции.

Облученные волокна быстрее и полнее выбирают из ванны кислотные красители и имеют более глубокую окраску, чем необлу-ченные. Большинство кислотных красителей не оказывает ни защитного, ни разрушающего действия на шерстяные волокна при инсоляции. Так как на фотовыцветание кислотных антрахиноно-вых красителей существенное влияние оказывает pH среды, необходимо тщательное отмывание кислот и щелочей, которые остаются в тканях при отделке. Винилсульфоновый голубой краситель К.И.19 оказывает защитное действие при фотоокислении боковых цепей шерсти (цистина, гистидина, лизина и тирозина), его связь с волокном стабильна.

Шерсть является одним из наиболее гидрофильных волокон., Гидрофильность связана с наличием в молекуле кератина большого количества гидроксильных, карбоксильных и аминогрупп.

Поглощение шерстяным волокном небольшого количества воды (до 5 %) происходит с выделением тепла. Так, при увлажнении

1 г мериносовой шерсти выделяется ИЗ Дж. Дальнейшее поглощение воды (5—25 %) связано с заполнением пор волокна, с явлением осмоса (25—33 %).

С поглощением воды связана способность волокон к набуханию. Набухание в длину составляет 1,1—1,2 %, в поперечном направлении — до 16 %. Степень набухания характеризуется массой воды, которую волокно способно удерживать после смачивания и отжима в определенных условиях. После отжима мокрого шерстяного волокна в нем остается 39—44 % воды.

Степень набухания влияет на скорость сушки изделий. Так, шерстяные изделия высушиваются в 5 раз медленнее, чем найло-новые. Влажность волокна способствует понижению его прочности, вызванному ослаблением ионных связей между ионами СОО^- и NHJ и разрывом водородных связей между цепями кератина.

Изделия из шерстяных волокон редко подвергаются стирке, так как они легко поддаются усадке, свойлачиваются и форма их с трудом восстанавливается. В водных растворах проводят крашение изделий.

Кислоты не оказывают разрушающего действия на шерстяные изделия. При повышенных температурах концентрированные расг

го 40 60 во юо Время, сут.

Время, сут.

б

Рис. 5. Влияние инсоляции (/) и комплексного действия инсоляции и обработок

в перхлорэтилене (2) с течением времени на устойчивость шерстяной ткани: а — к истиранию; б — к разрыву; в — к растворению в щелочи

творы кислот гидролизуют волокна, что необходимо учитывать при удалении пятен ржавчины растворами плавиковой и щавелевой кислот. Если кислоту своевременно не отмыть, возможен гидролиз волокна!

R—СОО-—NHt—R' + Н⁺ R—СООН + H»N⁺—R '.

Гидролиз частично протекает при карбонизации шерсти на текстильных фабриках, в результате чего в ней на 3—4 % снижается содержание цистина и тирозина, увеличивается растворимость в 0,1 н. растворе гидроксида натрия до 17—22 % (у исходной шерсти растворимость 10 %).

Особенно большие разрушения происходят при действии на шерсть щелочи. В первую очередь разрушаются ионные связи по схеме

R-COO-H.N+R' +    RCOO- + H_aNR' + Н„0.

Имеет место также и разрыв дисульфидных связей

^CH-CHrS-S-CHrCH MtC'CH-CHrS-CH_?Ch + S    2CH-CH.0H + Na,S + s

s г ² \ / ¹ 2 \    s i    ¹

штанин

При повышенной температуре даже слабые растворы щелочи вызывают разрушение шерсти.

Обработка шерсти пероксидом водорода, применяющимся для беления, вызывает разрушение цистиновых связей. В результате образуется цистеиновая кислота и дисульфоксид, часть серы выделяется в виде сульфата. Наиболее сильное разрушение волокна происходит при pH выше 7. Пероксид водорода разрушает пептидные связи. На реакцию шерсти с пероксидом водорода оказывают каталитическое влияние ионы тяжелых металлов (меди, никеля).

Восстановители часто используют для обесцвечивания шерсти. Если обработка проводится при комнатной температуре и продолжается не более 2 ч, разрушения шерсти не наблюдается. При длительной обработке уменьшается содержание цистина по схеме

Na*S + Н_аО = NaOH + NaSHj

^CH-CH-S-S-CH₂-CH + 2NaSH-► 2CH-CH_JSH + Na,S₂

С бисульфитом натрия реагирует около 50 % цистина по схеме

^XCH-CH,-S-S-CH.-CH + NaHSO,—^CH-CH--S-S0,Na + HSCH,CH

/    L    L ^    Ъ ys    L    b    I ^

При нагревании в горячем воздухе (при температуре 150 °С) в течение 5 ч шерсть приобретает желтый оттенок.

Загрязнения шерстяной ткани пигментными частицами способствуют перетиранию волокон и нарушению их защитного чешуи

Рис. 6. Моль, ковровый жук и их личинки (увеличено в 7 раз)

чатого слоя. Достаточно нанести на ткань 0,5 % почвенной пыли, как ее окраска станет тусклой, а устойчивость к истиранию уменьшится на 30 %. Особенно много пыли поглощают ткани, загрязненные жировыми веществами. Длительное нахождение загрязнений способствует их старению, увеличению прочности сцепления с волокнами, развитию микроорганизмов, разрушающих шерсть.

Биологические факторы (бактерии, грибы, насекомые) оказывают заметное разрушающее воздействие на шерстяное волокно.

Бактерии и грибы образуют на ткани трудноудаляемые пятна плесени. Аэробные (палочковидные) бактерии разрушают волокно шерсти, а кокки (сферические бактерии) вызывают обесцвечивание шерсти без заметного повреждения волокна. Грибы разлагают кератин, особенно если волокно подвергалось сильному механическому воздействию или обработке химикатами.

Протеолитические энзимы (трипсин, пепсин, папаин) не влияют на волокно, если чешуйчатый покров не разрушен. Активность

Табл. 6. Сорбция перхлорэтилена шерстяным волокном

микроорганизмов повышается при наличии на ткани азотсодержащих веществ.

Из насекомых наибольшее распространение получили платяная моль и ковровый жук (рис. 6). Разрушение ткани вызывает не бабочка моли и ковровый жук, а их личинки, питающиеся кератином. При благоприятных условиях (температура 22—25 °С и относительная влажность воздуха 60—70 %) бабочка воспроизводит до четырех поколений моли в год, для питания которых необходимо около 30 кг шерсти. Личинка по мере роста, продолжающегося до 70 дней, увеличивается от 1 мм до 12—15 мм, а масса ее возрастает на 550 %. Ковровый жук длиной 4,76 мм черно-белой мраморной расцветки, его личинка красно-коричневая, покрытая волосками.

Шерстяные изделия удерживают после смачивания и отжима на центрифуге 25—35 % перхлорэтилена от массы изделий. Методом электронно-зондового микроанализа были получены данные

о сорбции перхлорэтилена (табл. 6) [71.

Из данных, приведенных в таблице, видно, что в процессе сорбции наблюдается тенденция к установлению в образце равновесной концентрации. Существенное влияние на величину сорбции и ее скорость оказывает температура (кроме свойств растворителя и структуры волокна).

Изменение концентрации перхлорэтилена от расстояния по радиусу шерстяного волокна показано на рис. 7. Каждой температурной обработке волокон соответствует определенная величина поверхностной концентрации перхлорэтилена, возрастающая при повышении температуры обработки. Наиболее существенное уменьшение концентрации перхлорэтилена наблюдается на расстоянии до 2 мкм от поверхности волокна при диффузии через чешуйчатый слой и оболочку коркового слоя, имеющих более плотную структуру.

В табл. 7 приведены данные о коэффициентах диффузии перхлорэтилена в шерстяное волокно.

Как видно из таблицы, величина коэффициента диффузии растет при повышении температуры обработки.

Рис. 7. Содержание перхлорэтилена по радиусу шерстяного волокна в зависимости от продолжительности и температуры обработки, °С* а — 20; б — 40; в —* 80

Устойчивость шерстяных волокон к многократным изгибам после обработки в растворителях снижается как при повышении температуры растворителей, так и при увеличении продолжительности обработки. Добавление к растворителям ПАВ или усилителей способствует большему снижению устойчивости к многократным изгибам шерстяных волокон. Исключением является усилитель-29, добавление которого в бензин-растворитель улучшало устойчивость волокна к многократным изгибам [8]. Это говорит о необходимости тщательного подбора компонентов при обработке изделий на предприятиях. По степени разрушающего действия на шерстяное волокно растворители и добавки к ним можно расположить в следующий возрастающий ряд: бензин-растворитель с УС-29, бензин-растворитель, перхлорэтилен, пер-хлорэтилен с УС-28. Используя значения устойчивости к многократным изгибам шерстяных волокон, полученные при разных температурах, определили энергию активации процессов, протекающих в волокне во время обработки в растворителях. Она составила 41—62 кДж/моль.

^ 6 4 2 0 2 ^6 Робиус боло/сна, мкм О

Изучение поверхности шерстяного волокна с помощью электронного растрового микроскопа показало, что на волокне, обраТ а б л. 7. Коэффициент диффузии перхлорэтилена в шерстяное волокно

30    3,38    6,38    13,37

60    3,14    5,31    10,38

120    2,66    4,76    7,5

180    2,46    4,61    5,98

240    2,23    4    4,85

ботанном при температуре 40 °С в течение 2 ч в перхлорэти-лене, появились трещины, при 80 °С началось разрушение чешуйчатого слоя, и при 120 °С наблюдалось полное разрушение этого слоя. Разрушения волокон, обработанных в бензине-растворителе, были значительно слабее.

Обработка изделий в органических растворителях способствует некоторому увеличению растворимости шерсти в щелочи, уменьшению содержания прочности, уменьшению пушистости.

Жиры увеличивают устойчивость шерсти к истиранию (рис. 8). Так, при содержании жира 0,2 и 1,5 % массы ткани устойчивость к истиранию соответственно равна 800 и 4500 циклам.

Устойчивость к истиранию зависит от структуры ткани и вида переплетения. Более устойчивы ткани, у которых нити основы и утка одинаково выступают на поверхность.

Натуральный шелк, освобожденный от шелкового клея — серицина, состоит из белка фиброина. Строение фиброина полностью не установлено, но известно, что он является полимером, имеющим 40—60 % ориентированных участков, в которых поли-пептидные цепи содержат глицин, аланин и серин;

СНз    СНз

. СН NH СО СН NH СО NH \о ^CHj NH СО С(Ц NH

Менее ориентированные участки фиброина содержат полипеп-тидные цепи, содержащие тирозин, пролин, диаминовые и ди-карбоновые кислоты.

Натуральный шелк наименее устойчив к действию света-и погоды по сравнению с другими волокнами (рис. 9). Под влиянием УФ-облучения шелк желтеет, в нем снижается содержание тирозина и серина, уменьшается его прочность. Светостойкость натурального шелка меньше, чем шерсти (рис. 10).

Активные красители защищают щелк от разрушения при инсоляции. Так, у облученных неокрашенных волокон уменьшение прочности составило 84 %, а у окрашенных (остазиновым яркокрасным НВ) — лишь 4 %. Защитный эффект активных красителей проявляется и при облучении натурального шелка ртутнокварцевой лампой ПРК-4 (рис. 11). Максимум на кривых можно объяснить тем, что при больших концентрациях красителя часть его, не связанная ковалентными связями, разрушается под влия-

Рис. 9. Влияние светопогоды на прочность волокна:

1 — натурального шелка; 2 — вискозного; 3 — ацетатного; 4 — хлопкового; б — вискозного корда; 6 —» полиакрилонитриль-вого

нием облучения, а продукты распада деструктируют волокно [9].

Фиброин нерастворим в воде, но вода вызывает набухание. Так, при температуре 18 °С набухание волокна в поперечном направлении составляет 16—18 %, масса увеличивается на 30— 35 %. Теплота сорбции влаги достигает 55—67 Дж/г.

Окрашенное волокно не набухает в 60 %-м водном растворе хлористого цинка в течение 20 мин.

Фиброин легко растворим в медно-аммиачном, щелочном медноглицериновом растворах, этилендиаминовом растворе гидроксида меди, концентрированных растворах солей (хлоридов, нитратов и др.).

Фиброин разрушается при действии щелочей. Так, кипящие 5—7 %-е растворы гидроксида натрия разрушают его в течение 3—4 мин.

Концентрированные кислоты быстро растворяют шелк при температуре 18—20 °С. Слабые растворы минеральных кислот не разрушают шелк даже при нагревании.

Отношение фиброина к окислителям и восстановителям необходимо учитывать при проведении пятновыводных процессов, перекрашивании изделий, отбеливании. Гипохлорит натрия в растворах слабой концентрации разрушает фиброин. Пероксид водорода практически не влияет на шелк в пределах тех концентраций растворов, которые применяют для беления. К восстановителям (дитиониту натрия, сернистой кислоте) фиброин устойчив.

При выборе методов обработки изделий из натурального шелка с целью освобождения их от загрязнений следует отдавать пред-

почтение химической чистке в бензине-растворителе по сравнению со стиркой.

Исследование влияния температуры, продолжительности обработки натурального шелка в бензине-растворителе, перхлорэтилене и воде показало, что повышение температуры растворителей и увеличение продолжительности обработки способствуют снижению устойчивости к многократным изгибам. Добавление к растворителям ПАВ или усилителей способствует большему снижению устойчивости волокон к изгибам. По степени разрушающего действия на волокна растворители и. добавки к ним можно расположить в следующий возрастающий ряд: бензин-растворитель, бензин-растворитель с УС-29, вода, вода с моющим средством «Беларусь», перхлорэтилен, пер-хлорэтилен с УС-28. Используя значения устойчивости натурального шелка к многократным изгибам, полученные при разных температурах, рассчитали энергию активации процессов, протекающих под влиянием растворителей. Энергия активации составила 14—25 кДж/моль. Энергия такого уровня соответствует водородным связям, изменение которых, вероятно, и происходит во время обработки шелка.

Продолжительность воздействия, мес а

100 г

₀    1 2 3 « 5

Продолжительность воздей стЗи я, нед 5

Рис. 10. Влияние инсоляции на прочность (/) и устойчивость к многократным изгибам (2) белковых волокон: а — шерсти; б — натурального Шелка

О    2    Ь    5    в

Концентрация красителя, %

Рис. 11. Влияние концентрации красителя на разрывную прочность облученного УФ-лучами натурального шелка, окрашенного:

1 — активным золотисто-желтым 2KX; 2 — активным фиолетовым 4 К; 3 — остазиновым ярко-красньш HB

Растворимость натурального шелка в 0,1 н. растворе гидроксида натрия была выше у образцов, обработанных в перхлорэтилене

2 Фелооова А. Ф.

Табл. 8. Сорбция перхлорэтилена шелковым волокном

и особенно в перхлорэтилене с добавкой усилителя-28. Поглощение перхлорэтилена из жидкой фазы составляет у натурального шелка 32,8 %. По методике низкотемпературного электрозондового микроанализа изучена сорбция и диффузия перхлорэтилена при различных температурах (табл. 8 и 9).

Изучение концентрации перхлорэтилена по радиусу шелкового волокна в зависимости от температуры и продолжительности обработки (рис. 12) показало, что в натуральном шелке, обработан-

Рис. 12. Содержание перхлорэтилена по радиусу шелка в зависимости от продолжительности и температуры обработки, °С: а — 20; 6—40; в — 80

ном при температуре 20 °С в течение 30 мин, перхлор-этилен не обнаружен в центральной части волокна [10].

Из табл. 9 видно, что величина коэффициента диффузии перхлорэтилена в шелковое волокно увеличивается с повышением температуры и достигает максимального значения на начальном периоде диффузии.

Число обработок Рис. 13. Влияние числа обработок в растворителях на устойчивость к истиранию ткани из натурального щелка, обработанной:

1 — в бенэнне-растворнтеле; 2 в трихлор-этилене; 3 — в перхлорэтилене

При помощи электронного растрового микроскопа проведены исследования влияния растворителей на поверхность натурального шелка. Обнаружено, что при повышении температуры растворителя до 80 °С на поверхности волокна появляются признаки эрозии. После обработки в перхлорэтилене при температуре 120 °С на поверхности волокна ясно видны трещины, а после обработки в бензине-растворителе на поверхности заметны отдельные вздутия, не нарушающие ее. Результаты испытания тканей из натурального шелка, обработанных в органических растворителях, на устойчивость к истиранию показали, что бензин-растворитель оказывает более мягкое воздействие, чем перхлорэтилен (рис. 13).

§ 4. ТКАНИ ИЗ ПРИРОДНЫХ И ИСКУССТВЕННЫХ ЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ волокон

Ткани из природных (хлопок, лен) и искусственных (вискозное, полинозное, высокомодульное, медно-аммиачное) волокон характеризуются высокой гигиеничностью и комфортностью, поэтому широко применяются для • изготовления белья, сорочек и других видов одежды. На долю целлюлозных волокон приходится около 50 % в мировом балансе текстильных волокон.

Фотохимический распад целлюлозы под влиянием солнечного света и воздуха начинается с момента раскрытия коробочек хлопка. Если на 5-й день облучения степень полимеризации хлопка составляла 4270, на 25-й она уменьшалась до 2833.

Наибольшее разрушение волокон происходит при облучении их световыми лучами с длиной волны 253,7 нм. Энергии этих лучей достаточно для разрыва связей между атомами, составляю-

щими макромолекулу целлюлозы. Превращения можно представить схемами

Последняя схема объясняет как механизм снижения степени полимеризации, так и образование свободных радикалов и перекисей.

В результате окисления первичных гидроксильных групп целлюлозы, связывающих прямые красители, облученные ткани окрашиваются менее интенсивно, чем необлученные. Ткани меньше поглощают влагу либо в результате кристаллизации целлюлозы, либо из-за образования поперечных связей. Деструктированные волокна приобретают способность связывать основные красители типа метиленового голубого. Фотодеструкция ускоряется в присутствии озона, окислов азота.

Изучение влияния фотодеструкции на ткани с различной отделкой показало, что суровые ткани разрушаются меньше, чем отваренные, а последние — меньше, чем отбеленные. Плотные толстые ткани и ткани, выработанные из пряжи с высокой круткой, разрушаются при инсоляции меньше, чем тонкие. Вероятно, это объясняется доступностью структуры волокон тонких тканей для воздуха, влаги и света.

На устойчивость ткани к фотодеструкции оказывает влияние и окраска ее различными красителями. Так, окраска прямыми и сернистыми красителями несколько защищает ткани от разрушения. Увеличение концентрации красителя на волокне способствует усилению его светозащитного действия. Закрепление окрасок солями меди, препаратами ДЦМ, ДЦУ и «Устойчивым-2» также способствует увеличению устойчивости ткани к действию светопогоды. Кубовые красители желтого й оранжевого цвета вызывают разрушение хлопчатобумажных тканей при атмосферных воздействиях. Прочность ткани, окрашенной этими красителями, снижается в 1,5—2 раза по сравнению с неокрашенной. Эго можно объяснить тем, что возбужденная молекула красителя отрывает атом водорода от целлюлозы либо участием в деструкции целлюлозы возбужденной формы молекулы кислорода, которой передана энергия от возбужденной молекулы красителя.

Отделочные препараты, применяемые для малосминаемой, водоупорной, противогнилостной, малоусадочной отделки тканей, сообщают им также повышенную устойчивость к атмосферным

Табл. 10. Влияние числа стирок, типов синтетических моющих средств и машин на изнашивание хлопка

Показатели при использовании СМС

Примечания: 1. Износ тканей определялся по разрывному напряжению; Р — степень полимеризации.

2. В числителе приведены данные для активаторной машины, в знаменателе — для барабанной.

воздействиям. Это, видимо, связано с тем, что эти препараты экранируют волокна и разрушаются в первую очередь сами.

По устойчивости к светопогоде ткани из целлюлозных волокон можно расположить в следующий убывающий ряд: хлопчатобумажные, льняные, вискозные.

Сорбция влаги целлюлозными волокнами сопровождается тепловым эффектом, составляющим, Дж/г: для хлопка 46—47, льна 54, вискозного волокна 105—110. При влажности воздуха 65—70 % тепловой эффект сорбции приближается к нулю. Практическое значение имеет набухание волокон в воде, характеризующееся анизотропией. Так, в поперечном направлении набухание хлопка и льна составляет 14—30 %, в длину —лишь 0,1—1,2 %, вискозного волокна — 25—52 и 3—7 % соответственно.

Изучение влияния стирки на изнашивание хлопчатобумажных тканей показало [11 ], что в водных растворах ПАВ, когда имеют место набухание волокон, адсорбция ПАВ, гидролиз целлюлозы, термоокислительная деструкция, механические и тепловые воздействия на ткани, существенное влияние на изнашивание ткани оказывают как тип машины, так и тип применяемого СМС (табл. 10).

Из табл. 10 видно, что после 25 стирок в барабанной машине в растворе «Лотоса-автомат» общий износ составил 25 %, в активаторной — 18 %. Наибольшее изменение степени полимеризации имело место ири использовании СМС «Десна», в состав которого входят пероксидные соединения. Микроскопические исследования волокон после 25 стирок показали разрыхление, разрывы и другие дефекты.

При бытовых стирках целлюлозные волокна, температура стеклования которых понижается с 220—260 до 20—60 °С, подвергаются воздействию температур, значительно превосходящих температуру стеклования, поэтому происходит интенсивное структурное старение целлюлозы. Этому способствуют щелочные ком-

^и 20 ЬО 60 SO Число стирок

Рис. 15. Влияние числа многократных стирок на сорбцию красителя вискозным штапельным волокном:

1 — при температуре 95 °С, pH 10,5, содержании Н,0, — 0,5 г/л; 2 — при температуре 95 °С, pH 10,6;

3    — при температуре 95 °С, pH 7,5;

4    —. при температуре 60 °С, pH 10,5

Рис. 14. Влияние многократных стирок на степень полимеризации целлюлозных волокон:

1 — высокомодульного; 2 — полнноз-ного; 3 —. хлопкового; 4 вискозного

Рис. 17. Влияние числа стирок на содержание карбоксильных групп в волокне:

1 — высокомодульном; 2 — полннозном; 3 — хлопковом; 4 — вискозном

Рис. 16. Влияние числа многократных стирок на сорбцию красителя хлопковым волокном:

/ — при температуре 95 °С, pH 10 5 содержании Н,0, — 0,5 г/л* 2 — при температуре 95 °С, pH* 10,5:

3    — при температуре 95 °С, pH 7 5;

4    — при температуре 60 °С, pH 10 5

1

2

U

s

75

О

I W-^L

^ 10

~io To ~so to m

20 W 60 80 Число стирок

Число стирок

100

Рис. 18. Влияние числа стирок на разрывную прочность волокна:

1 — высокомодульного; 2 — полинозного; 3 — хлопкового; 4 — вио-ного 1 — при температуре 95 ®С, pH 10, содержании Н,0» — 0,5 г/л; 2 — при температуре 95 ^вС, pH 10,5; 3 — при температуре 95 ®С, pH 7,5;

4 — ппи тйыпйпя^пй fifl °Р._ пН 10.fi

4 — прн температуре 60 °С, pH 10,5

поненты СМС, увеличивающие набухание волокна. Структурное старение выражается в прогрессирующей кристаллизации целлюлозы, увеличении жесткости и хрупкости волокна.

Все эти процессы усугубляются еще и тем, что при стирке тканей из целлюлозных волокон происходит вымывание низкомолекулярных фракций из аморфных участков. Оценку этих явлений методами сорбции влаги, красителей, определением степени набухания и др. проводил А. Т. Серков с сотрудниками (рис. 14—19). Из приведенных рисунков видно, что процессы стирки еще далеки от оптимальных, их необходимо совершенствовать как с целью сохранения на более длительный срок эксплуатационных свойств волокнистых материалов, так и для получения высокой белизны изделий после многократных стирок [12].

Влияние стирки и носки на физико-механические показатели хлопчатобумажных костюмных тканей изучалось в условиях опытной носки 100 хлопчатобумажных костюмов, состоящих из курток и брюк [13]. Все изделия в процессе эксплуатации находились в одинаковых условиях, систематически стирались, через каждые два месяца анализировался процесс изнашивания. Оказалось, что по мере изнашивания изделий их устойчивость к многократному растяжению, изгибу, истиранию,, разрыву, а также водоупорность снижаются, а водопоглощаемость увеличивается (табл. И).

Износ тканей от обработки в растворителях происходит под влиянием органических растворителей и добавок к ним усилителей, механических воздействий, возникающих в результате вращения барабана машины, тепловых воздействий в процессе сушки.

Табл. 11. Динамика изнашивания хлопчатобумажной саржи арт. 3217 в условиях опытной носки костюмов

Примечание. В числителе приведена данные по основе, в знаменателе — по утку.

Табл. 12. Устойчивость гидратцеллюлозных волоков к многоцикловым нагрузкам (двойным изгибам) после десятикратной обработки в растворителях

Исследование влияния многократных обработок в органических растворителях на физико-механические и химические свойства гидратцеллюлозных волокон показало, что наиболее существенно изменяются устойчивость к многоцикловым нагрузкам и значения кислородных чисел (табл. 12 и 13).

Из табл. 12 видно, что наибольшее снижение устойчивости к изгибам наблюдается у волокон, обработанных в трихлорэти-лене, наименьшее — у обработанных в бензине-растворителе. Добавки усилителя-28 способствуют еще большему снижению

Табл. 13. Кислородные числа гидратцеллюлозных волокон после десятикратной обработки в растворителях

устойчивости волокон к изгибам. Действие фреона-113 подобно действию бензина-растворителя.

Устойчивость волокон к многоцикловым нагрузкам (у) в зависимости от продолжительности обработки (*) в перхлорэтилене

В. Ф. Герасимова [14] предложила определять по уравнениям регрессии. Так, уравнение имеет вид для полинозного волокна

у = 18800 — 2,12* + 7,658** — 0,07*®}    (8)

для вискозного волокна

у = 32200 — 4,25* — 0,45**.    (9)

Кислородное число характеризует содержание карбонильных групп в целлюлозе. Определение кислородных чисел связано с использованием восстановительной способности этих групп в щелочной среде в отношении трехвалентного железа ферроцианида калия, восстанавливаемого до двухвалентного.

Химизм процесса при определении кислородного числа выражают реакции

2Ka[Fe(CN)_e] + 2KI = 2K4[Fe(CN)«] + I,;

2KJFe(CN)„] + 3ZnSO* = K₂Zn₃ [Fe(CN),] + 3K*SO*;

I] + 2NajS_aOa ⁼ 2NaI + N

Расчет кислородного числа К, проводят по формуле К = 4 (Г - t)/a,    (10)

где Tut — количество 0,02 и., раствора Ыа₂8_а0я*Н₂0, пошедшее на титрование йода соответственно в контрольном опыте и в опыте с исследуемым волокном, а — масса волокна, г.

Из табл. 13 видно, что наибольшее увеличение кислородных чисел наблюдается у волокон, обработанных в перхлорэтилене, наименьшее — у обработанных в бензине-растворителе и фреоне-113. Добавки усилителя-28 к перхлорэтилену способствуют еще большему увеличению кислородных чисел гидратцеллюлозных волокон, что вполне согласуется с данными, приведенными в табл. 12. Таким образом, выбирая растворитель и добавки к нему, можно увеличить продолжительность носки изделий.

§ 5. ТКАНИ ИЗ АЦЕТАТНОГО И ТРИАЦЕТАТНОГО ВОЛОКОН

Ацетатное и триацетатное волокна светостойки. После действия света в течение 200 ч уменьшение прочности у ацетатного волокна составляет только 7,3 % (рис. 20).

Под влиянием света и атмосферных условий в ацетате целлюлозы разрываются 1,4-р-глюкозндные связи, сложноэфирные группы, разрушаясь, выделяют уксусную кислоту. Скорость образования уксусной кислоты в диацетате в 1,7 раза ниже, чем в триацетате целлюлозы.

Добавление к волокну двуокиси титана (при матировании волокна) или следов железа способствует ускорению деструкции волокна при атмосферных условиях.

Радиоактивные излучения вызывают разрушение ацетатного волокна, но эти разрушения меньше, чем у вискозного волокна и особенно у хлопка.

Металлокомплексные красители, дисперсные и некоторые азокрасители защищают ацетатные и триацетатные ткани от разрушения при действии атмосферных условий.

Набухание ацетатного волокна в воде в поперечном направлении составляет 9—14 %, т. е. в 2—2,5 раза меньше, чем вискозного, поэтому высушивание ацетатного волокна происходит быстрее. Отжатое волокно содержит 22—31 % воды. Теплота сорбции 34 Дж/г.

Рис. 20. Влияние продолжительности инсоляции на прочность (а) и удлинение (б) химических волокон:

1 — хлорин; 2 — ацетатное волокно матированное; 3 — ацетатное волокно блеетящее; 4 <*— капрон

В щелочной и кислой среде, особенно при нагревании, происходит омыление ацетатного волокна по схеме

[—С,Н,О_а(ОН) (ОСОСНа)_а—1„ + яЫаОНч- (—С^Н₇0₂(0Н),(0С0СНз)— J_n +•

+ nCH₈COONa.    '

Этой реакцией иногда пользуются для снижения электризуе-мости ацетатных тканей, но степень омыления должна быть меньше на 2—2,5 единицы ацетильного числа. Скорость омыления зависит от концентрации реагентов, структуры волокна.

При нагревании до температуры 195—230 °С ацетатные волокна размягчаются, при 260 °С плавятся, при 140—150 °С ткань деформируется, поэтому допустимая температура глаженья не более 115—120 °С.

Многократная обработка ацетатных нитей в органических растворителях в производственных условиях изменяет их сорбционные свойства в отношении влаги, йода и красителей. Так, при относительной влажности воздуха 95 % сорбция влаги нитями, обработанными в трихлорэтилене, перхлорэтилене и бензине-растворителе, соответственно составила 25; 21 и 18,5 %, а при относительной влажности 65 % — 9; 8 и 7 %. Эти изменения в сорбции влаги наблюдаются после первой обработки, и в дальнейшем изменений не происходит. Сорбция йода с увеличением кратности обработок нитей существенно снижается. После восьмикратной обработки в трихлорэтилене снижение составило 42 %, после обработки в бензине-растворителе — 67 %. Сорбция дисперсного синего К о увеличением кратности обработки увеличивалась. Наиболее сильное увеличение сорбции наблюдалось при первых двух обработках. Ацетатные нити, обработанные в бензине-растворителе, сорбируют красителя меньше, чем обработанные в перхлорэтилене и особенно трихлорэтилене. Интегральный тепловой эффект набухания ацетата целлюлозы в трихлорэтилене 47,7 Дж/г.

Многократная обработка триацетатных штапельных волокон в органических растворителях в производственных условиях способствует снижению разрывного удлинения и нагрузки, устойчивости к многократным изгибам. Способность к удлинению снижается после обработок во всех органических растворителях. Наименьшее снижение удлинения наблюдается у триацетатных штапельных волокон, обработанных в перхлорэтилене, наибольшее — у обработанных в трихлорэтилене. В этом же растворителе наблюдается наибольшее снижение разрывной нагрузки. Наибольшее снижение устойчивости к двойным изгибам наблюдалось у волокон, обработанных в трихлорэтилене, наименьшее — у обработанных в перхлорэтилене [15].

При изучении способности ацетатного и триацетатного волокон к поглощению растворителей из газовой фазы выяснилось, что триацетатное волокно поглощает бензина-растворителя в 2 раза меньше, чем трихлорэтилена и в 3 раза меньше, чем перхлорэти-лена. Ацетатные волокна поглощают значительно больше растворителей, чем триацетатные.

При изучении влияния температуры растворителей и длительности обработки на устойчивость к многократным изгибам ацетатного волокна, обработанного в лабораторных условиях в перхлорэтилене и бензине-растворителе, оказалось, что при температуре 40 °С снижение составило соответственно 2,5—7 и 12 %. Повышение температуры способствует снижению устойчивости к многократным изгибам. Так, после обработки волокон при температуре 120 °С в перхлорэтилене снижение устойчивости к многократным изгибам составило 19,6—27,5 %, в бензине-растворителе — 20,4—25,5 %.

Изучение термомеханических свойств диацетата целлюлозы в органических растворителях, воде и воздухе показало, что в среде трихлорэтилена температура стеклования составляет 30—40 °С, на воздухе — до 120 °С. В среде перхлорэтилена и бензина-растворителя расстекловывания ацетатного волокна не происходит [16].

При изучении влияния температуры растворителей и длительности обработки на устойчивость к многократным изгибам триацетатного волокна выяснилось, что повышение температуры растворителей способствует снижению устойчивости к многократным изгибам, после действия бензина-растворителя оно составило до 28 %, после обработки в перхлорэтилене —до 19 %. Увеличение продолжительности обработки в обоих растворителях вызывает повышение устойчивости к двойным изгибам.

При увеличении температуры растворителей вязкость растворов триацетата целлюлозы понижается, а при увеличении продолжительности обработки волокон вязкость растворов, наоборот, возрастает. Это говорит либо о вымывании низкомолекулярных фракций из полимера, либо о протекании процессов вторичной кристаллизации триацетата целлюлозы.

§ в. ТКАНИ ИЗ ПОЛИАМИДНЫХ волокон

Ткани из полиамидных волокон обладают высокой прочностью, устойчивостью к истиранию, превосходящей устойчивость остальных природных и химических волокон.

К недостаткам полиамидных тканей относится низкая устойчивость к действию светопогоды. Основная причина фоторазрушения полиамидов — окисление. При фотостарении увеличивается плотность волокна, степень кристалличности. Процессы старения усиливаются в присутствии влаги, матирующих веществ. Так, при облучении блестящей и матированной мононити найлона 6 в течение 200 ч при относительной влажности воздуха 100 % потеря прочности составила соответственно 17,5 и 31,7 %, а при влажности 45 % — 12,8 и 124,2 %.

И. Я. Калонтаров и А. А. Хархаров [17] показали, что активные красители защищают изделия из полиамидных волокон от разрушения при инсоляции. Так, прочность этих изделий, окрашенных активными дихлортриазиновыми красителями, после 40-дневного испытания в условиях атмосферы Ленинграда была на 10—12 % выше, чем неокрашенных нематированных. С увеличением содержания ковалентно-связанного активного золотисто-желтого КХ в капроновом волокне его долговечность возрастает.

Некоторые красители являются сенсибилизаторами фотодеструкции полиамидных волокон. К ним относятся кислотный голубой К.И.40, дисперсный желтый К.И.13, некоторые ксанте-новые, тиазиновые, азо- и антрахиноновые красители.

Катионоактивные препараты, применяемые при крашении изделий из полиамидных волокон кислотными и дисперсными красителями, оказывают неблагоприятное влияние на светостойкость окрасок. К ним относят катионные выравниватели, жирные амины.

Изделия из капроновых волокон электризуются, обладают неупругим холодным туше, в них легко проникают, но трудно удаляются жиры и масла. При носке изделий на них образуются пилли. Ржавчина и пот легко фиксируются волокном, глубоко проникают в него и удаляются с трудом.

Поглощение влаги полиамидными волокнами до 7—9 % сопровождается тепловым эффектом сорбции, составляющим 26— 31 Дж/г, их пластификацией, некоторым уменьшением прочности. Увлажненный и отжатый найлон удерживает около 13 % влаги. Этим объясняется быстрое высыхание изделий как после обработки в растворителях, так и после стирки в водных растворах ПАВ. Если время сушки тонких изделий из найлона принять за 1, продолжительность сушки аналогичных тканей из других волокон составит:

Полиэфирное    0,85    Шерсть    5

Ацетатное    2    Вискозное    6

Обработка полиамидных изделий в кипящей воде в течение

1 ч вызывает их усадку на 8—10 %.

Водные растворы окислителей (гипохлорит натрия, пероксид водорода) разрушают полиамиды, поэтому использовать их для отбеливания не рекомендуется. Для отбеливания изделий можно применять растворы надуксусной кислоты, перманганата калия, для обесцвечивания — цинкформальдегидсульфоксилат.

Полиамиды достаточно устойчивы к щелочам.

Полиамидные изделия при обработке следующими реагентами, вызывающими набухание, получают усадку, %:

Табл. 14, Динамика сорбции растворителей капроновым волокном

Из приведенных данных видно, что наиболее сильным средством, вызывающим набухание и усадку полиамидных изделий, является фенол. Набухание вызывают также молочная кислота, этиленгликоль, этиленхлоргидрин, 20 %-й раствор фосфорной кислоты, насыщенный раствор борной кислоты.

Растворы неорганических кислот разрушают полиамидные изделия. Двухпроцентная серная кислота при кипячении в течение 2 ч вызывает уменьшение прочности волокна на 10 %, концентрированная при температуре 20 °С — полное его растворение.

Органические кислоты растворяют полиамидные волокна: муравьиная кислота при температуре 20 °С, уксусная и щавелевая — при нагревании.

Органические растворители (бензин, спирты, альдегиды, ке-тоны, трихлорэтилен, метиленхлорид, перхлорэтилен, четыреххлористый углерод, эфиры, бензол) не повреждают волокно. Быстрое растворение полиамидного волокна при температуре 20 °С вызывают фенол, его гомологи, трихлорэтиловый спирт, хлоральгидрат, 8 %-й раствор хлористого калия в метаноле, ксиленол, а- и р-нафголы, гидрохинон.

Капрон сорбирует пары органических растворителей, наибольшее количество сорбируется трихлорэтилена, наименьшее — бензина-растворителя (табл. 14)

После десятикратной обработки тканей из полиамидных волокон в трихлорэтилене, перхлорэтилене и бензине-растворителе происходит снижение разрывной нагрузки на 2—7 % и некоторое увеличение разрывного удлинения (на 5—20 %). Устойчивость волокон к многократным изгибам понижается незначительно (не более 3 %).

Нагревание волокна вызывает понижение разрывных нагрузок и удлинения. При температуре 170 °С капрон размягчается, при 215 °С плавится. При глаженьи изделий из капрона температура утюга не должна превышать 130 °С.

§ 7. ТКАНИ ИЗ ПОЛИЭФИРНЫХ волокон

Светостойкость полиэфирных волокон уступает лишь светостойкости полиакрилонитрильных. Так, после инсоляции в течение 3000 ч прочность полиэфирного волокна снижается на 50 %, а по-лиакрилонитрильного волокна — только на 10 %. Наиболее сильная деструкция полиэфирного волокна происходит во влажной субтропической атмосфере. При инсоляции в течение 1 г. прочность полиэфирной нити составила от исходной, %: в Батуми — 60, Калинине — 70, Мурманске — 83. Первые дозы облучения вызывают значительную деструкцию лавсана, протекающую с выделением терефталевой кислоты. Терефталевая кислота поглощает УФ-лучи и тем защищает глубинные слои волокна от разрушения.

Полиэфирные волокна электризуются, что вызывает притяжение пыли и других дисперсных частиц из воздуха, способствует загрязняемости.

ПосЛё увлажнения и отжима полиэфирное волокно удерживает 5 % воды. Теплота сорбции составляет 5—5,3 Дж/г. Кипящая вода вызывает усадку изделий из полиэфирных волокон на 5—

11 %, поэтому ткани необходимо стабилизировать. Во время стабилизации им сообщается усадка на 10—15 %. Стабилизованные ткани устойчивы при эксплуатации, если температура ниже температуры стабилизации (140 °С). Усадка тканей после кипячения в течение 30 мин в воде не должна превышать 1 %. Температура стабилизации влияет на способность волокна поглощать красители.

Лавсан термопластичен, при температуре 258—265 °С плавится. Температура стеклования 80—100 °С, а минимальная температура кристаллизации 79 °С.

Лавсан содержит кристаллическую и аморфную части. Содержание кристаллической части составляет 60—65 %.

Полиэфирные волокна являются самыми эластичными из всех синтетических волокон. При вытягивании их на 6 % удлинение полностью обратимо. Устойчивость к деформациям очень высока, поэтому изделия практически несминаемы не только в сухом, но и во влажном виде. Так, после многократного смачивания плиссированных тканей устойчивость плиссе составляет на тканях из волокон, %: полиэфирных — 85, полиакрилонитрильных — 85, шерстяных — 20, вискозных — 5.

Полиэфирные волокна более стойки к действию кислот, чем полиамидные, но концентрированные кислоты растворяют их при комнатной температуре. Такие кислоты, как плавиковая, фосфорная, уксусная, муравьиная, щавелевая, в концентрированном виде при температуре 80 °С не разрушают волокно, поэтому могут применяться для удаления пятен.

Устойчивость полиэфирных волокон к щелочам ограниченная. Полное разрушение волокна лавсан происходит при обработке

5 %-м раствором гидроксида натрия в течение 1 ч при температуре 180 °С. Заметное действие при комнатной температуре оказывают 50 %-й раствор КОН и. 40 %-й раствор гидроксида натрия. Сильное действие на прочность волокна оказывает обработка в концентрированном растворе аммиака при температуре выше

Рис. 21. локна к ботки в

Изменение устойчивости лавсанового во-многократным изгибам в процессе обра-перхлорэтилене

клорэтилена в зависимости от парциального давления его в смеси с азотом при температуре:

1 — 26 °С; 2 — 35 °С

50 °С. Растворы четвертичных аммониевых оснований способны быстро гидролизовать лавсан при температуре 70—90 °С.

Обработка восстановителями и окислителями (гипохлорит натрия, пероксид водорода) не оказывает разрушающего воздействия на лавсан.

Полиэфирные волокна растворяются в феноле, орто-хлорфе-ноле, трикрезоле, бензиловом спирте, нитробензоле при нагревании. Вызывают набухание волокна метакрезол, анилин, бензойная и салициловая кислоты.

После десятикратной обработки в растворителях у лавсана незначительно уменьшается прочность (на 2—4 %) и повышается удлинение (на 3—16 %) 1181. Устойчивость при многократных изгибах изменяется значительно сильнее (табл. 15).

Как видно из табл. 15, наименьшее изменение устойчивости к многократным изгибам наблюдалось у образцов, обработанных в бензине-растворителе, наибольшее — у обработанных в перТ а б л. 15. Устойчивость лавсана к многократным изгибам (при предварительном напряжении 2 МПа, или 20 кгс/см^г) после десятикратной обработки в растворителях

Табл. 16. Динамика сорбции растворителей лавсановым волокном

хлорэтилене. Образцы, обработанные в водных растворах ПАВ, оказались более устойчивыми к многократным изгибам, чем исходные лавсановые волокна.

Динамика устойчивости лавсанового волокна к многократным изгибам при обработке в среде перхлорэтилена может быть выражена уравнением прямой (рис. 21)

у = -0JX+ 17,2,    (11)

где у — устойчивость волокна к многократным изгибам, тыс. циклов; х — количество обработок в перхлорэтилене; 0,7 и 17,2 — постоянные коэффициенты.

Для выяснения влияния условий обработки на изменение выносливости лавсанового волокна провели следующие исследования. Первую часть образцов замочили в растворителе в лабораторных условиях на время, соответствующее десятикратной обработке. Другую часть образцов подвергли десятикратной мойке и отжиму без сушки. Третью часть десять раз обработали по полному циклу. Снижение устойчивости образцов к многократным изгибам составило соответственно, %: 3,3; 9,3; 41,7. Следовательно, можно сделать вывод, что на долю механических воздействий приходится 6 % (9,3 — 3,3) снижения усталостных свойств, на долю процессов сушки (включая механические воздействия) —

32,4 % (41,7 — 9,3).

При обработке кипящим тетрахлорэтиленом объем пор волокна лавсан увеличивается на 22,5 %, адсорбция при этом составляет 9% [19].

Коэффициент диффузии тетрахлорэтилена в лавсан при температуре 25 °С 0.47• 10“¹⁵ см²/с, трихлорэтилена — 2,11-10~¹⁴ см^а/с.

Органические растворители по-разному сорбируются лавсаном (табл. 16, рис. 22).

§ 8. ТКАНИ ИЗ ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛЬНЫХ

волокон

Волокно нитрон представляет собой сополимер 92>5 % акрило-нитрила, 6 % метакрилата и-1,5 % итаконовой кислоты. Зарубежные аналоги отечественного нитрона (орлон, акрилан, креслан в США, кашмилон в Японии, куртель в Великобритании, дра-

Табл. 17. Устойчивость нитрона к многократным изгибам после десятикратной обработки в растворителях

лон в ФРГ, предан в ГДР) отличаются сомономерным, составом, улучшающим накрашиваемость волокна вследствие введения в полимер кислотных групп.

Ткани из нитрона отличаются высокой светостойкостью, превышающей светостойкость всех текстильных волокон. По устойчивости к атмосферным воздействиям волокна можно расположить в следующий убывающий ряд: полиакрилонитрильные, полиэфирные, триацетатные, диацетатные, полиамидные, лен, хлопок, шерсть, натуральный шелк. При фотоокислении, происходящем при повышенных температурах, neieT волокна посте¹ пенно меняется, становясь желтым, красным, черным (температура свыше 200 °С).

При температуре 80—90 °С волокно нитрон становится термопластичным, легко деформируемым, что необходимо учитывать при обработке изделий в крашении.

Нитрон обладает высокой термостойкостью, но при обработке в кипящей воде способен давать усадку на 15—17 %, поэтому изделиям из него необходима термофиксация. При температуре свыше 600 °С нитрон превращается в углеродное волокно.

В структуре волокна нитрон имеются пустоты и мелкие трещины, поэтому в результате капиллярного эффекта волокно поглощает до 1,5 % влаги. Теплота сорбции составляет 7,1 Дж/г. Набухание нитрона составляет 10—12 %, прочность в мокром состоянии — 80 % прочности сухого нитрона.

Полиакрилонитрильные волокна не разрушаются при действии сильных органических кислот, в концентрированных кислотах растворимы.

При обработке слабыми растворами щелочей нитрон желтеет (желтизну устраняют в растворах хлорита натрия в кислой среде).

К действию окислителей нитрон устойчив.

Нитрон растворим в этиленкарбонате при 70—80 °С, диметил-сульфоксиде, диоксане, сукцинонитриле, малеиновом и янтарном ангидридах, диметилформамиде, е-капролактаме, нитрометане и концентрированных растворах солей LiBr, NaCNS, Ca(CNS)_a, А1(С10₄)₈, ZnCl₂.

Табл. 18. Динамика сорбции растворителей нитроновым волокном

Многократная обработка нитрона в машинах химической чистки вызывает уменьшение разрывной нагрузки на 5—7 % и увеличение удлинения на 5—20 %, снижение устойчивости к многократным изгибам (табл. 17) [18].

Как видно из табл. 17, наибольшее снижение устойчивости нитрона к многократным изгибам вызывает перхлорэтилен.

Для выяснения влияния условий мойки в растворителях на устойчивость нитрона к многократным изгибам волокно замачивали в перхлорэтилене, подвергали десятикратным неполным и полным обработкам в машине. Устойчивость нитрона уменьшилась соответственно на 4,2 %, 19,9 % и 30,3 %. Таким образом, на долю механических воздействий в снижении усталостных свойств волокна приходится 15,7 %, на долю процесса сушки —

10,4 %.

Коэффициент трения нитрона, определенный на приборе ТКИ-4-26-1, составляет 0,187. Он же для нитрона, обработанного 10 раз в бензине-растворителе, трихлорэтилене и перхлорэтилене, составляет соответственно 0,154, 0,15 и 0,144.

Данные о сорбции нитроном органических растворителей приведены в табл. 18.

Влияние инсоляции, стирки, химической чистки в перхлорэтилене, а также их комплексного воздействия на ткань, выработанную из 33 % льна и 67 % высокоусадочного нитрона, исследовали [20] после моделированного изнашивания. Каждый вид воздействия был разделен на три периода, включающих 75 000 УДО, три стирки или три’химические чистки, при комбинированном воздействии через каждые 25 000 УДО проводилась стирка или химическая чистка. Оказалось, что под влиянием факторов износа разрывная нагрузка снижается на 2,2—25,1 %, а устойчивость к истиранию — на 16,3—48,4% (табл. 19) 120]. Исследование волокон полярографическим методом показало, что при инсоляции высота волн пероксидных соединений увеличивается после третьего периода инсоляции в 2,9 раза, альдегидных групп — в 3,4 раза, акрилонитрила — в 2,1 раза. По-видимому, в волокне накапливаются продукты деструкции нитроновых волокон.

Табл. 19. Изменение разрывной нагрузки, стойкости к истиранию ткани и содержания продуктов деструкции нитрона

В меньшей степени накопление этих групп имеет место и при стирке, химической чистке, комплексном воздействии факторов изнашивания. Вероятно, что в процессах стирки и химической чистки продукты деструкции частично удаляются.

Электронно-микроскопические исследования показали, что после действия водных растворов СМС, а также перхлорэтилена на поверхности волокон образовалось большое количество раковин, углублений и других дефектов. В волокне нитрон под влиянием растворителей происходят процессы структурного старения, вымывания низкомолекулярных фракций, изменения температуры стеклования, деструктивные явления, связанные с фотоокислением аморфных участков, волокно приобретает большую жесткость и хрупкость.

§ 9. ТКАНИ ИЗ ПОЛИОЛЕФИНОВЫХ ВОЛОКОН

Пол иол ефи новые волокна получают на основе полиэтилена, полипропилена, полибутилена. Все эти волокна имеют низкую плотность (0,92—0,96 г/см³), недостаточную устойчивость к нагреванию (температура плавления 130—175 °С), высокую гидро-фобность. Наиболее распространенными являются полипропиленовые волокна.    °

Ткани, содержащие 50 % полипропилена, в 3 раза устойчивее к истиранию, чем шерстяные; у них небольшая усадка (2—3,8 %); на них во время носки не возникает пил-линг, но теплопроводность и гигроскопичность тканей снижаются. Такие ткани сминаются и загрязняются сильнее, чем ткани из натуральных волокон. В результате неоднократной чистки ткани становятся жесткими.

При обычной температуре полипропиленовые волокна не растворяются в органических растворителях, при повышенной растворяются в хлоруглеводородах.

Рис. 23. Сорбция полипропиленовым волокном:

1 — бензина-растворителя; 2 — перхлорэтилена; 3 — трихлорэтилена

Десятикратная обработка в органических растворителях в условиях производства вызывает снижение прочности полипропиленовых волокон на 10—11 %, уменьшение удлинения на 2—5 % и снижение устойчивости к многократным изгибам на 17—32 %. Наибольшее снижение усталостных свойств волокон происходит при обработке их в перхлорэтилене. В этом растворителе понижаются упругоэластические свойства полипропиленового волокна.

Сорбция растворителей полипропиленовым волокном показана на рис. 23.

Полипропиленовые волокна достаточно устойчивы к действию кислот и щелочей. При высокой их концентрации и повышенной температуре волокна набухают и подвергаются усадке.

В растворах хлорита натрия концентрацией 5 г/л, pH 4 при температуре 80 °С волокна устойчивы.

§ 10. ТКАНИ ИЗ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДНЫХ И ПОЛИВИНИЛСПИРТОВЫХ волокон

Ткани из поливинилхлоридных волокон (ПВХ) получили распространение. Ткани из хлорина имеют высокую устойчивость к действию кислот, щелочей и окислителей.

Недостатком волокон- является низкая термостойкость.

Волокна подвергаются усадке при температуре 60—100 °С.

Хлорин нестоек к действию трихлорэтилена, в котором растворяется, в перхлорэтилене волокна набухают.

Ткани из поливинилспиртовых волокон (ПВС) применяют в технике.

При изучении влияния органических растворителей на поли-винилспиртовые волокна [21 ] две его модификации — водостойкое и термостойкое — обрабатывали в течение 200 мин (что соответствует 10 циклам мойки без высушивания) трихлорэтиленом,

Табл. 20. Изменение сорбции влаги и йода поливинилспиртовыми волокнами от обработки в растворителях

тетрахлорэтиленом, фреоном-113, бензином-растворителем, а также трихлорэтиленом с добавками усилителя-28 (концентрация 3 г/л) и воды (25 % массы УС-28). Обработанные при температуре 20 °С волокна высушивались в вакуум-су шильном шкафу при температуре 20 ± 2 °С.

В результате обнаружено, что разрывная прочность термостойкого волокна практически не изменяется, а водостойкого повышается на 6—8 % по сравнению с исходным волокном. Разрывное удлинение ПВС существенно понижается. Наибольшее снижение удлинения водостойкого (на 16,2 %) и термостойкого (на 17,6 %) волокон наблюдалось в результате обработки во фреоне-ИЗ.

Чтобы понять суть процессов, происходящих в волокне под влиянием растворителей, исследовали и сорбционные свойства обработанных волокон по отношению к воде при различной относительной влажности воздуха и по отношению к йоду (табл. 20).

Из данных видно, что имеет место разрыхление структуры волокна.

ВОПРОСЫ И 8АДАЧИ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1.    Какие волокна наиболее устойчивы к свету? Напишите структурные формулы.

2.    Какое влияние оказывает влага на гидрофильные волокна?

3.    Какие связи удерживают влагу на волокнах?

4.    Каково содержание влаги в волокнах при относительной влажности воздуха 60—65 % и температуре 20—25 °С?

5.    Какие волокна больше привлекают биологические объекты: влажные или сухие, чистые или загрязненные?

С. Какие функциональные группы образуются при действии светопогоды в волокне шерсти, целлюлозы?

7.    Как изменяется после действия светопогоды способность к окрашиванию у шерсти и целлюлозы?

8.    Какие виды насекомых разрушают волокнистые материалы?

9.    В чем состоит влияние грибов и бактерий¹ на свойства волокон?

10.    Напишите реакцию превращения целлюлозы под действием светопогоды и окислителей.

11.    Изобразите реакцию взаимодействия шерсти со щелочами.

12.    Напишите реакцию образования лантионина.

13.    Напишите реакцию взаимодействия шерсти с восстановителями.

14.    Изобразите реакцию омыления ацетатного волокна.

15.    Каково влияние растворителей на волокна?

16.    Какие существуют методы оценки влияния растворителей на волокна?

17.    Какова сущность методики моделированного изнашивания тканей?

18.    Какие классы красителей предпочтительны при перекрашивании изделий-из шерсти, натурального шелка?

19.    Перечислите причины повышенного разрушения ношеных изделий (по сравнению с новыми) биологическими объектами.

20.    Пользуясь данными, приведенными в табл. 6 и 8, постройте графики зависимости сорбции перхлорэтилена волокном от продолжительности обработки и температуры, предложите уравнение.

Глава 3. ПРИЕМ И ПОДГОТОВКА ИЗДЕЛИЙ К ОБРАБОТКЕ В РАСТВОРИТЕЛЯХ

Прием изделий в химическую чистку происходит в специально оборудованных помещениях — приемных пунктах. Приемный пункт должен иметь отдельные помещения для приема, подготовки и хранения загрязненных изделий и для хранения и выдачи чистых изделий.

§ 1. АССОРТИМЕНТ ИЗДЕЛИЙ

В химическую чистку и крашение поступают изделия очень широкого ассортимента, отличающиеся по способам изготовления, назначению, отделке, волокнистому составу. Основная масса изделий (около 95 %) приходится на верхнюю одежду, остальная — предметы домашнего обихода: ковровые изделия, одеяла, пледы, шторы и др.

Так как в литературе отсутствуют данные о степени обеспеченности населения одеждой, некоторое представление об этом можно получить из табл. 21 и 22 [22].

Все многообразие изделий можно разделить на следующие группы: швейные, трикотажные, меховые изделия, головные уборы, ковровые и гардинно-тюлевые изделия.

Единая классификация одежды не разработана. Изготовление одежды осуществляют швейная и трикотажная отрасли легкой промышленности, каждая из них пользуется своей классификацией.

Для потребителей наиболее важна классификация одежды по назначению. Одежда делится на бытовую, спортивную, ведомственную, специальную. В каждом из видов различают верхнюю одежду, легкое платье, белье.

Табл. 22. Производство меховых изделий в СССР в 1986 г.

Пальто и полупальто для взрослых, тыс. шт.

Пальто детские, тыс. шт.

Головные уборы, млн шт.

Воротники, млн шт.

По половозрастному признаку одежду разделяют на изделия для взрослых и для детей. Изделия для взрослых подразделяют на мужские и женские; детские — на изделия для мальчиков и девочек дошкольного и школьного возраста.

По времени использования одежду делят на летнюю, зимнюю, весенне-осеннюю (демисезонную) и внесезонную [23].

По способу изготовления различают одежду кроеную (шитую), вязаную, комбинированную. Детали кроеной (шитой) одежды скрепляют нитками, клеями, сварными соединениями. Вязаную одежду получают из одной нити или системы нитей, изогнутых в петли и соединенных. Комбинированные изделия получают частичным подкроем (из купонов, накидка «пончо»). Основу современного ассортимента одежды составляют кроеные (шитые) изделия.

Швейные изделия в зависимости от вида могут быть однослойными (платья, сорочки) и многослойными (пальто, пиджаки, жакеты, куртки и др.).

К верхней одежде относят пальтовые и костюмно-платьевые изделия. Пальтовые изделия—это пальто, полупальто, куртки, шинели, бушлаты, пелерины и плащи. Костюмно-платьевые изделия — это пиджаки, жакеты, куртки, жилеты, брюки, юбки, сарафаны, платья, халаты, сорочки и др.

Пальто^— распашная одежда с застежкой спереди. Детали зимних пальто многослойны и содержат материал верха (шерстяные ткани — драп, сукно), подкладки, утепляющую и формоустойчивую прокладки. Демисезонные пальто вырабатывают из таких же материалов, как и зимние, но без утепляющих прокладок. Кроме того, широко применяют искусственную и натуральную кожи, дублированные слоистые материалы (ткань — поролон, трикотаж — поролон). Зимние пальто шьют из натурального и искусственного меха или отделывают меховыми воротниками и манжетами. В последние годы получили распространение пальто, куртки и плащи с пристегивающейся утепляющей подкладкой.

Полупальто и куртка отличаются от пальто меньшей длиной. Для изготовления верха изделий применяют плащевые ткани, утепляющая прокладка содержит поролон, ватин, вату из химических волокон.

Шинель и бушлат — разновидности пальто и полупальто ведомственного назначения, особого цвета, формы.

Костюмы представляют собой комплекты из сочетающихся по стилю, цвету, материалу изделий и образующих единую композицию. В состав костюма входят пиджак или жакет, жилет, брюки или юбка. Пиджак — плечевое, распашное многослойное изделие. Разновидностью его является жакет, используемый женщинами. Жилет — плечевое распашное изделие без рукавов, используемое в комплектах одежды и без них. Легкое платье шьют из шерстяных, полушерстяных, шелковых, хлопчатобумажных и льняных тканей. Платье — традиционный вид женской одежды, объединяющий плечевое и поясное изделия в одно целое. Платья шьют с воротниками, рукавами и без них; рукава могут быть втачные, реглан, цельнокроеные. Платья отличаются по конструкции, фасону и т. д. Фасон характеризуется силуэтом, покроем и длиной рукавов, формой воротника, характером застежек И т. д.

Трикотажные изделия по способу выработки могут быть вязаными, кроеными и комбинированными. К верхнему трикотажу относят джемперы, жакеты, пуловеры, платья,, костюмы, свитеры и др. Джемпер может иметь частичный разрез и застежку, но может быть и без них. Свитер не имеет застежек, используется как самостоятельно, так и в комплектах одежды.

Меховые изделия могут быть из натурального или искусственного меха. Меховая промышленность перерабатывает шкурки более 50 видов животных. Основная масса изделий меховой промышленности приходится на овчину меховую (около 55 %), шубную (31 %), каракуль и мерлушку (3 %), кролик, козлик и др. (8 %), около 3 % приходится на шкурки диких и разводимых в звероводческих хозяйствах животных.

К меховым овчинам относят овчины с тонкой, полутонкой и полугрубой шерстью. К шубным овчинам относят овчины помесных и грубошерстных пород овец. Меховой велюр вырабатывают из полугрубой меховой овчины, которая по густоте волосяного покрова не может использоваться для выпуска изделий с облагороженным волосом.

Сырьем для изготовления замши являются шкуры оленей.

По назначению меховые изделия подразделяют на верхнюю меховую одежду (пальто, полупальто, жакет, пиджак, жилет, тулуп), меховые женские уборы (горжеты, палантины, пелерины, шарфы), меховые части одежды (воротники, манжеты, опушки, меховые подкладки), меховые головные уборы, меховую галантерею (перчатки, рукавицы), меховые бытовые изделия (ковры, пледы, меховые мешки).

Женскую меховую одежду шьют из натуральных, крашеных, щипаных, стриженых шкурок белки, бурундука, енота, жеребка, ондатры, козлика, овцы (каракуль, смушка, мерлушка), кролика, крота, суслика и др.

Пелерины и шарфы выполняют из наиболее ценного меха (норка, соболь, куница, горностай, песец, серебристо-черная лисица, каракульча).

Мужскую одежду шьют из овчины, шкурок собаки, жеребка, мерлушки.

Воротники для мужчин шьют из шкурок бобра, каракуля, выдры и др.

Детскую меховую одежду шьют из шкурок суслика, хомяка, зайца, кролика, мерлушки, бурундука.

Получили распространение изделия с меховой (овчина, кролик, мерлушка) подкладкой и верхом из ткани с водоотталкивающей отделкой.

Зимнюю одежду изготовляют из разнообразных видов искусственного меха, вырабатываемого на тканевой основе по типу плюша и бархата, а также на трикотажной основе. Ворс меха формируют из лавсана, хлорина, капрона, нитрона. Для укрепления ворса на трикотажную основу наносят латексы.

Клеевым способом получают искусственный каракуль и смушку. На хлопчатобумажную ткань наносят термопластичный клей и на него укладывают подготовленную синельку и прогревают при температуре 80 °С.

Головные уборы и платочно-шарфовые изделия не только служат для защиты от холода и ветра, но и выполняют эстетические функции, определяя завершенность костюма. Головные уборы подразделяются по нескольким признакам: времени использования, половозрастному и др. Они могут вырабатываться путем формования из фетра, велюра, пошива из тканей, меха, кожи и других материалов, могут быть связаны иэ нитей и других материалов, могут иметь утепляющую прокладку, жесткий каркас.

Ассортимент головных уборов разнообразен: шляпы, кепи, шапки, береты, фуражки, капоры и др.

Мужские шляпы вырабатывают из фетровых колпаков, получаемых путем валки пуха (ангорских коз, кролика, зайца) или шерсти. Колпаки проклеивают, высушивают, формуют и отделывают. Пуховые велюровые шляпы имеют ворс до 2 мм, бархатные — до 1 мм, касторовые — запрессованный. У замшевых шляп ворс срезан и почти незаметен.

Кепи вырабатывают из тканей или кожи, предназначены для мужчин. Для создания формы используют упругую прокладку и козырек.

Шапки—универсальные головные уборы для женщин, мужчин и детей. Шапки для женщин шьют из меха кролика, каракуля, крота, норки, лисицы. Шапки для мужчин различают по фасонам (ушанка, украинка, боярка, кубанка, финка и др.). Их вырабатывают из меха выдры, кролика, кошки под котик, ондатры и другого меха, а также комбинированными (кожа, ткань, мех).

Береты — это шляпы с загнутыми внутрь краями. Береты универсальны по назначению, их формуют из фетра, шьют из тканей, кожи, меха, вяжут.

Платочно-шарфовые изделия бывают зимние и летние. Трикотажные платки могут быть машинной и ручной вязки из пряжи (шерстяной, пуховой, высокообъемной, хлопчатобумажной и смесовой) и вискозных нитей.

Платки из тканей бывают гладкокрашеными, белеными и узорчатыми. Для выработки платков применяют ткани из шерсти, хлопка, а также из синтетических и вискозных нитей.

Шарфы вырабатывают из трикотажа и тканей, ворсовые и гладкие.

Гардинно-тюлевые изделия в быту выполняют эстетическую функцию (оживляют интерьер), защищают жилье от прямых солнечных лучей, ветра, пыли и т. д. В ассортименте гардиннотюлевых изделий преобладают занавеси, покрывала, накидки. Длй выработки гардинно-тюлевых изделий применяют хлопок, вискозные и синтетические нити, окрашенные однотонно (кремовый, голубой, желтый и др.), в несколько цветов или беленые. Структура этих изделий легко повреждается, поэтому изделия требуют тщательной упаковки и внимания на всех переходах технологического процесса стирки и отделки.

Ассортимент ковров и ковровых изделий разнообразен и продолжает расширяться. Производство ковровых изделий составляло в 1985 г. 109 млн м*. Ковровые изделия представляют собой многослойные структуры, отличающиеся способом закрепления ворсовой поверхности.

Тканые ковры бывают ручной и машинной выработки [24]. Тканые ворсовые ковры получают на двухполотенных и прутковых станках, позволяющих получить 4- и 5-цветные рисунки. Расход пряжи на таких станках значительный. Эго связано с тем, что ковры получают из трех основ (коренной и настилочной из хлопчатобумажной пряжи, ворсовой из полушерстяной пряжи) и утка из льняной пряжи, смеси льна с лавсаном или из полипропиленовой пленочной нити. Аксминстерские и ленточные ковры получают многоцветными при малом расходе шерсти. Аксминстерские ковры требуют закрепления ворса путем нанесения на изнанку аппрета из синтетических материалов. В аппрет для большей каркасности (ремнистости) коврового изделия добавляют силикатный клей. Прошивные ковры выпускают с разрезным и неразрезным ворсом. При выработке таких ковров тканое полотно прокалывается специальными иглами, с помощью которых образуется ворсовая поверхность. Для закрепления ворса изнаночная сторона покрывается аппретом на основе синтетических смол, латексов (БС-50, БС-85, БСК-70/2, ревинекс ЕТ-254).

В последние годы начали выпускать покрытия для пола из нетканых материалов: войлочные покрытия, паласы, дублированные поролоном.

По волокнистому материалу ковровые изделия классифицируются на чистошерстяные, полушерстяные, ковры, выработанные из синтетических волокон (капронового и полипропиленового объемного жгутика). Для выработки ворсовой пряжи применяют грубую шерсть, медно-аммиачное и вискозное волокна.

Ковры различают по высоте ворса, массе, размерам. Низковорсовые ковры имеют высоту ворса 3—5 мм, средневорсовые 7—12 мм, длинноворсовые —более 15 мм. Ковры бывают мелкие (0,7x1,2—1,2x1,8 м), средние (1,2x1,9—1,8x2,7 м) и большие (1,9x3—2,7x3,6 м), массой 3—30 кг.

После ковроткацкого производства ковры очищают от пыли, реставрируют рисунок, стригут для выравнивания ворса, аппретируют и высушивают. Затем их разрезают и отделывают края, свертывают в рулон.

§ 2. ОСОБЕННОСТИ ПРИЕМА И ПОДГОТОВКИ ИЗДЕЛИЙ РАЗЛИЧНОГО АССОРТИМЕНТА

Прием заказов. Он состоит в осмотре изделий, выявлении дефектов на них и оформлении квитанции. Приемщик информирует

о новых видах услуг, консультирует заказчика о возможных вариантах обработки заказа и согласовывает с ним желаемый вариант. При оформлении квитанции в нее необходимо помещать сведения о наиболее серьезных дефектах на изделиях, которые после обработки могут стать неустранимыми.

Пуговицы и другую фурнитуру подвергают испытанию на устойчивость к растворителям. Для этого каплю растворителя помещают на изнаночную сторону, прикрывают листом бумаги, и если она приклеивается, то фурнитуру аккуратно снимают.

Необходимо также срезать металлические пуговицы, комбинированные, внутренние, служащие для крепления пуговиц на лицевой стороне изделий. Металлические. пуговицы могут вызвать разрушение изделий (царапины и заусенцы на коже, деформацию трикотажных изделий).

При приеме костюмов обращают внимание на состояние ткани в местах перегиба (низ рукавов и низки брюк), а также наибольшего трения. При наличии разрушенных, участков следует проинформировать заказчика о возможном увеличении видимого разрушения вследствие вымывания аппретирующих, жировых веществ и загрязнений. По линии складок брюк возможны опаленные при домашнем глаженьи участки, а также участки с измененной окраской вследствие ее возгонки. Внимательно осматривают состояние подкладочной ткани и, если имеются разрушения, рекомендуют замену подкладки. При приеме необходимо вывернуть карманы и убрать посторонние предметы (документы, деньги, ручки, ножи, папиросы, зажигалки, спички, тюбики губной помады и других косметических средств), которые во время мойки разрушатся сами и будут вызывать разрушение других изделий или изменение их окраски, появление пятен.

При приеме пальто обращают внимание на состояние ткани в местах расположения застежек, карманов. При наличии мехового воротника устанавливают способ его выделки. Мех фабричной выделки определяют по фабричному клейму. Мех домашней (кустарной) выделки, как правило, имеет жесткую кожевую ткань, легко повреждающуюся при изгибе или натяжении. Мех кустарной выделки перед мойкой в растворителе спарывают. Способ выделки меха можно уточнить с помощью качественных реакций, выполняемых на кожевой ткани. На нее наносят последовательно каплю 3 %-го раствора пероксида водорода, каплю 2 н. раствора гидроксида натрия и каплю 5 %-го раствора ацетата бензидина. Обработанное место окрашивается в синий цвет, легко переходящий на фильтровальную бумагу (реакция на хром изделий фабричной выделки).

При приеме пальто из искусственного меха на трикотажной основе обращают внимание на состояние латексной пленки на изнанке меха. Если на пленке заметны коричневые пятна, необходимо проверить ее кислотность путем нанесения на пленку капли спиртового раствора метилового оранжевого красителя. В кислой среде раствор приобретает красный оттенок. Мех необходимо сначала отреставрировать и только после этого подвергнуть чистке.

При приеме изделия из замши, выворотной овчины, натурального меха выявляют дефекты, характерные для сырья и образовавшиеся во время носки. На кожевой ткани часто встречаются следы кожных заболеваний животного, кожеедины (разрушения личинками мехового кожееда), заломы, плешины. Иногда плешины при пошиве изделий заклеивают заплатами, которые при мойке могут отделиться. Обычно такие участки изделий утолщены и жестки. Во время носки на изделиях происходит сваливание волосяного покрова, побурение окраски, разнооттеночность деталей, участков вследствие истончания и разрыхления кожи или миграции жира изнутри на ее поверхность.

При приеме изделий из искусственной замши необходимо внимательно осмотреть все участки, подвергающиеся трению, изгибам, выявить дефекты ворса, обнажившиеся участки ткани основы и предупредить заказчика о возможном увеличении видимости дефектов.

При приеме пальто, курток с утепляющими материалами необходимо установить равномерность распределения волокон в утепляющей прокладке. При наличии разрывов, комков ватки, отрыва от места крепления изделия принимать в обработку опасно, так как дефекты усилятся.

При приеме верхней одежды из дублированных материалов обращают внимание на наличие вздутий на лицевой стороне. Этот дефект вызывается раздублированием ткани верха и прокладочного материала, усадкой прокладки. На дефект необходимо обратить внимание заказчика, так как в процессе производства он может усилиться.

Изделия из плащевых тканей (100 % полиэфирного волокна или их смесь с хлопком) с латексным покрытием на изнанке и утепляющей подкладкой в процессе носки быстро стареют, в результате чего возникают заломы пленочного покрытия, снижение блеска лицевой стороны ткани. Такие изделия часто даже при быстрой обработке в растворителях раздублируются, на них увеличиваются заломы, вымывается латекс с основы меха, мех усаживается, утеплитель теряет объемность. Такие изделия опасно принимать в обработку, поэтому приемщик должен быть особенно внимательным.

Пальто и куртки из искусственной кожи, изготовленной из поливинилхлоридного или поливинилуретанового покрытия, в процессе обработки в растворителях теряют пластификатор и становятся жесткими, поэтому в химическую чистку их принимать не рекомендуется.

Изделия из искусственной кожи с полиуретановым покрытием обрабатывать возможно, поэтому приемщику необходимо установить вид искусственной кожи и дефекты самого изделия.

При приеме женских платьев и юбок проверяют состояние ткани, расположенной около крючков, петель, кнопок и пуговиц, у воротников, манжет, застежки на тесьму-молнию, в местах, контактирующих с потовыми железами человека.

В трикотажных и вязаных изделиях выявляют наличие спущенных петель, особенно в области швов, состояние материала на сгибах.

При приеме спорков рассматривают состояние ткани распоротого шва, наличие волокнистой пыли или остатков ваты, которые в процессе мойки могут вызвать загрязнение всей партии изделий. Такие спорки предварительно очищают от волокон и пыли пылесосом.

Отрезы ткани при длительном хранении разрушаются личинками моли, ткань изменяется на сгибах, поэтому при приеме их рассматривают на столах с подсветкой, измеряют длину и ширину.

Пряжу принимают по массе и по числу мотков. Моток должен быть перевязан, массой не более 200 г, длиной около 70 см.

Прием головных уборов сопровождается уточнением размеров. Обращают внимание на состояние подкладки, налобников, лент.

При приеме ковров и ковровых изделий их разворачивают, измеряют по длине и ширине, осматривают как лицевую, так и изнаночную стороны. Высокая влажность помещения может вызвать появление плесени, разрушение основы ковра. На лицевой .стороне выявляют повреждения молью, выпадание ворса, закрасы, затеки, разнооттеночность, выгорание окраски, наличие на ворсе жестких участков, на которых мигрировал с изнанки аппрет. На ковровых изделиях не оставляют металлические кольца, петли.

Ковровые изделия, дублированные поролоном, аппретированные синтетическими смолами, войлочные покрытия и паласа обрабатывают в домашних условиях выездными бригадами предприятия, так как такие изделия в процессе сушки разрушаются на игольчатых штангах транспортера. Размеры ковровых изделий отмечают в квитанции. Ряд специфических пятен, особенно застарелых (кровь, масляная краска, затеки и закрасы), выводится не полностью, о чем необходимо предупредить заказчика. Ковры, принятые в обработку, сворачивают в рулон и перевязывают.

При приеме тафтинговых ковров с вспененной подложкой обращают внимание на целостность подложки и вытянутые петли ворсово-прошивной нити, эти дефекты могут усилиться. На импортных коврах тафтингового производства, дублированных вторичной подложкой из джутовой или другой ткани, возможно отслоение подложки, усадка грунтовой ткани и стягивание ворсовой поверхности, поэтому важно отличать эти изделия от тканых, устойчивых как к мойке в машинах химической чистки, так и на линии «Каннегиссер».

На ленточных коврах встречаются дефекты, вызванные намоканием ковров в домашних условиях» при этом ворс желтеет вследствие миграции из льняного утка загрязнений и пектиновых веществ. Дефект неустраним, о чем необходимо сообщить заказчику.

На ковровых изделиях с неразрезным ворсом может возникать пиллинг, который в процессе обработки усиливается.

При приеме пухо-перовых изделий их взвешивают, вспарывают наперник и определяют степень загрязнения и разрушения. При чистке возможны потери массы 10—60 % первоначальной. Заказчику предлагают замену наперника на новый.

При приеме гардинно-тюлевых изделий, штор, портьер, занавесей проводят измерение длины и ширины, устанавливают виды дефектов. На участках занавесей, расположенных в зоне действия солнечного света, отопительных систем возможно ослабление и пожелтение изделий. Особенно сильное пожелтение свойственно полиамидным полотнам. Может наблюдаться разрушение рисунка, полученного электростатическим способом, на капроновом тюле, обработанном в водной и неводной средах.

При приеме мягкой игрушки необходимо уточнить тип материалов, использованных для покрытия (искусственный мех, плюш, велюр и др.), набивки (вата, стружка, отходы ватина и поролона, волокон и др.), отделки глаз, носа, языка (стекло, фетр, кожзаменители), имитации волос, полос, извитости. О возможных изменениях извещают заказчика.

Метка. Выполняется машинным («Комета-8) и ручным (компостер СС-2М) способами. Метят обычно все съемные детали изделия. Для метки изделий, поступающих в химическую чистку, применяют текстильную ленту, на которую наносят ряд условных обозначений, дающих представление о дефектах и видах пятен, имеющихся на изделии. Эти обозначения наносят чернилами, приготовляемыми по рецепту, г/л:

Таннин    50

Сернокислое железо    50

Декстрин    18

Краситель прямой чисто-голубой    3

Фенол    1,2

Был предложен способ метки изделий, направляемых в крашение [25]. Для приготовления маркировочного состава на 1 л ацетона берут 50 г фторлона-42В. После полного растворения полимера при комнатной температуре, ускоряемого перемешиванием, добавляют 40 г алюминиевой пудры до получения однородной массы. Метку наносят баллончиком для заправки рейсфедеров. Перед заливом в баллончик приготовленную массу встряхивают.

Обеспыливание. Его можно проводить промышленными пылесосами. Оно необходимо для удаления уличной пыли с низков брюк, внутренних карманов, швов. Выпускавшиеся ранее специальные щетки не нашли применения, так как не была решена проблема очистки от пыли помещения, в котором их устанавливали. Обеспыливание необходимо также ковровым изделиям.

Принятые изделия помещают в плотные мешки или другую тару и вместе с документами перевозят на предприятия. Транспортирование загрязненной-одежды совместно с чистой недопустимо. Упаковочная тара нуждается в регулярной дезинфекции и чистке.

Сортировка. Служит для подготовки изделий к комплектованию в производственные партии. Сортировщик определяет степень и характер загрязнений, цвет и назначение изделий, волокнистый состав и помещает их в отдельные тележки или стеллажи.

Комплектование. Оно необходимо, чтобы подобрать сравнительно однородные партии одежды (соответствующие вместимости машин), которую допустимо обрабатывать совместно. Изделия комплектуют по ассортименту, срокам исполнения, цвету, степени загрязнения, волокнистому составу, характеру обработки.

Комплектование по ассортименту связано с разделением изделий на легкие, средние и тяжелые. Масса партии тяжелых изделий, как правило, на 10—15 % меньше загрузочной массы машины.

Комплектование по цвету и степени загрязнения необходимо для уменьшения степени посерения одежды при мойке в растворителе. Белые, светлые и темные изделия подбирают в отдельные партии.

С учетом способа обработки в отдельные партии комплектуют изделия из ацетатных, нитроновых и хлор и новых волокон, а также из дублированных материалов, трикотажа, меха, кожи.

По большому количеству пятен или другим загрязнениям изделия также комплектуют в отдельные партии для предварительного удаления пятен или зачистки специальными средствами, разработанными ЦНИИбытом.

§ 3. РАСПОЗНАВАНИЕ ПЯТНООБРАЗУЮЩИХ КОМПОНЕНТОВ

Эффективное удаление пятен возможно в том случае, если специалисту известны свойства волокнистых материалов, пятновыводных средств, растворителей, а также компонентов, входящих в состав пятен. Некоторые компоненты пятен определить сравнительно просто.

Пятна от крови, имеющие в свежем виде красноватую, а в застаревшем коричневую окраску, можно определить при помощи

1—2 капель пероксида водорода. Наблюдаемое вспенивание — признак наличия крови.

Пятна таннинного происхождения можно определить при помощи 1 %-го раствора хлорида железа, капля которого вызывает образование синей или сине-черной окраски в присутствии таннина. Для удаления окраски применяют «Антиржавин», а удаление пятна проводят соответствующим пятновыводным средством.

Щелочные пятна вызывают разнооттеночность ткани. Для распознавания пятна на его поверхность наносят каплю 1 %-го раствора фенолфталеина, сообщающего пятну малиновый цвет. Фенолфталеин ткань не окрашивает и легко обесцвечивается любой кислотой.

Пятна от ржавчины на светлых шерстяных тканях распознают нанесением 2—3 капель 50 %-го раствора тиоцианата натрия, подкисленного разбавленной соляной кислотой. В присутствии ржавчины, являющейся гидроксидом железа, образуется тиоциа-нат железа розового цвета, легко смываемый водой или раствором аммиака. Процесс протекает по схеме Fe(OH), + ЗНС1 + 3NaSCN = Fe (SCN), + 3H,0 + 3NaCL

3 Федорова А. Ф.

Если изделие темного цвета, пятно сначала смачивают разбавленным раствором соляной кислоты, затем прижимают к нему фильтровальную бумагу, смоченную раствором тиоцианата натрия. Появление розового пятна на фильтровальной бумаге подтвердит принадлежность его компонентов к ржавчине.

Пятна, содержащие медь, реагируют на 0,1 %-й раствор натриевой соли диэтилтиокарбаминовой кислоты, к которому добавлен 3 %-й раствор аммиака. При нанесении 2—3 капель этого раствора на пятно образуется желтое или бурое пятно, удаляемое подогретым подкисленным раствором пероксида водорода.

Пятна с соединениями свинца можно обнаружить путем смачивания уксусной кислотой и нанесения нескольких капель раствора йодида калия. Пожелтение пятна будет указывать на присутствие в нем соединений свинца.

Окраску пятен природными красителями типа флавонов можно распознать по качественным реакциям со щелочами (изменение окраски), с солями железа (образование соединений, окрашенных в зеленый, красный и коричневый цвета).

Некоторые виды пятен легко определить по внешним признакам: форме, окраске, степени жесткости, запаху и блеску.

Для пятен от чернил наиболее характерным признаком является интенсивный цвет и, как правило, сквозное окрашивание ткани. Если к пятну приложить вату, смоченную уксусной кислотой, часть красителя переходит на вату.

Пятна от соков, напитков, ягод, овощей также окрашены, но в отличие от пятен чернил их окраска менее сочная. Контуры пятен очерчены резко. Под влиянием растворов кислот и щелочей окраска пятен меняет цвет. Так, пятна от малины в щелочной среде синеют.

Пятна от лаков сообщают тканям жесткость, изменяют цвет, иногда появляется глянец.

Пятна от парафина и воска легко распознаваемы, так как эти вещества попадают на изделия в жидком состоянии. Пятна сообщают ткани наполненность, придают матовый вид. При срезании ножом избытка веществ, оставшаяся часть приобретает белесоватый оттенок.

Пятна от масляной краски располагаются на поверхности изделия, жестки на ощупь. Для более точного распознавания участок с пятном смачивают органическим растворителем, при этом смоченная ткань темнеет, и на темном фоне ткани масляная краска выглядит ярче.

Пятна от духов, канифоли и керосина обладают сильным характерным запахом, который усиливается при пропаривании изделий.

Жировые пятна четких контуров, как правило, не имеют. Очень часто контуры пятна имеют вид расходящихся в стороны лучей. Свежие пятна темнее ткани в отраженном свете и светлее в проходящем свете. При старении на пятна жира оседают частицы

пыли и они приобретают матовый оттенок, становятся светлее ткани. Пятна проникают и на обратную сторону ткани. В зависимости от типа жира и масла, а также внешних факторов (свет, тепло) цвет пятен меняется от светло-желтого до коричневого.' Интенсивность цвета пятна определяется также степенью окисления жира.

Распознавание пятен значительно осложняется в том случае, если пятна вместе с одеждой подвергались глаженью, окислению на воздухе, мойке в растворителях или водных растворах ПАВ, удалению в домашних условиях. В окислившиеся пятна превращаются застаревшие пятна от ягод, фруктов, духов, чая, кофе, вина, крови, рыбьего жира, плесени, растительного масла.

§ 4. ВЕЩЕСТВА И СОСТАВЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ЗАЧИСТКИ И УДАЛЕНИЯ ПЯТЕН

При зачистке пятен от пищи, пота, паст, крема, мастик перед обработкой соответственно в перхлорэтилене и бензине-растворителе применяют СПЗ-1 и СПЗ-2.

Сильнозагрязненные изделия из шубной овчины, замши и велюра было предложено [26] зачищать составом, содержащим следующие компоненты, мае. ч.:

Олеиновая кислота    4 Дибутилфталат    1

Триэтаиоламин    2 Бензин-растворитель    1

Этиловый спирт    1 Скипидар    1

Для удаления пятен применяют растворители, относящиеся к разным классам органических соединений: углеводородам, хлоруглеводородам, спиртам, кетонам, эфирам и др. Кроме растворителей применяют кислоты, щелочи, соли, окислители, восстановители, а также специальные пятновыводные средства. Предпочтение обычно отдают менее токсичным веществам.

Тетралин — бесцветная жидкость с запахом нафталина, температурой кипения 207,6 °С и плотностью 0,973 г/см³ (при температуре 18 °С). Растворим в эфирах, высших спиртах, углеводородах, скипидаре; растворяет жиры, масла, смолы, битумы, лаки, каучук. При действии на кожу возможно экзематозное поражение. Предельно допустимая концентрация (ПДК) паров в воздухе рабочей зоны 100 мг/м^а.

Декалин — бесцветная жидкость с температурой кипения 191,8 °С и плотностью 0,886 г/см⁸ (при температуре 20 °С). Растворяет жиры, масла, воски, парафин. ПДК паров 100 мг/м³. Температура вспышки 58 °С [27].

Скипидар — прозрачная бесцветная или окрашенная жидкость, состоящая из смеси терпеновых углеводородов СюН_1в. Летуч, температура перегонки 150—225 °С, плотность 0,85— 0,87 г/см⁸. Нерастворим в воде, смешивается с неполярными органическими растворителями, ацетоном, абсолютным спиртом, бензином. Растворяет лаки, масляные краски, эмали, жиры, масла, канифоль и другие смолы. Легко окисляется на воздухе, особенно на свету; образует взрывоопасную смесь с воздухом при содержании паров около 7 % (объемных). ПДК паров 300 мг/м⁸. Температура вспышки 34—38 °С. Действует на нервную систему, раздражает слизистые оболочки. Неочищенный скипидар вызывает воспаление кожи и экзему. Мировое производство 264 тыс. т, в СССР 40 тыс. т в год.

Хлороформ — бесцветная жидкость с характерным сладковатым запахом, температурой кипения 61,5°С, плотностью 1,498 г/см⁸ (при температуре 15 °С). Смешивается со спиртами, эфирами; образует азеотропные смеси с минимальной температурой кипения с этиловым и изопропиловым спиртами. В воде нерастворим. На свету разлагается с образованием фосгена, поэтому хранить необходимо в сосудах из темного стекла, наполненных доверху. Растворяет масляную краску, жиры, масла, смолы, лаки, каучук, дисперсные красители, медицинские и косметические средства, поливинилхлоридные и ацетатные волокна. Оказывает токсическое действие на обмен веществ и внутренние органы. ПДК 10 мг/м⁸. Мировое производство 240 тыс. т в год.

Этиловый спирт — прозрачная бесцветная, легко воспламеняющаяся жидкость, плотностью 0,79 г/см⁸ и температурой кипения 78,3 °С. Температура вспышки 13 °С. Горит синеватым пламенем. Образует взрывоопасные смеси с воздухом при объемной доле 3,2—18,9 %. Ректификат содержит 95,5 % этилового спирта и 4,5 % воды, перегоняется при 78,1 °G.

Смешивается с водой, спиртами, эфирами, гликолями, хлор-углеводородами; образует азеотропные смеси с минимальной температурой кипения с гексаном, толуолом, хлороформом, перхлорэтиленом, водой. Растворяет лаки, эфирные масла, касторовое масло, йод, канифоль, основные красители. Вызывает расстройство нервной системы, органов пищеварения, печени. ПДК 1000 мг/м⁸. Мировое производство 2,5 млн т в год.

Изопропиловый спирт — бесцветная прозрачная жидкость с плотность 0,78 г/см⁸, температурой кипения 82,5 °С. Температура вспышки 13 °G. Пары образуют взрывоопасную смесь с воздухом, концентрационные пределы взрываемости ниже 2,23 %. Смешивается с водой, спиртами, эфирами; образует азеотропные смеси с минимальной температурой кипения с гекса-ном, толуолом, этилацетатом, хлоруглеводородами; растворяет жиры, масла, смолы, ПАВ. Раздражает слизистые оболочки, действует на нервную систему. ПДК 10 мг/м³.

Изобутиловый спирт — бесцветная жидкость с температурой кипения 108 °С. Плотность 0,805 г/см⁸ (при температуре 16 °С). Растворяется в спиртах и эфирах; образует азеотропные смеси с минимальной температурой кипения с толуолом, водой, тетрахлорэтиленом, трихлорэтиленом. Растворяет лаки, нитроцеллюлозу, жиры, масла. Действует на роговую оболочку глаз, вызывая ее воспаление. ПДК 10 мг/м³. Температура вспышки 28 °С, самовоспламенения 390 °С.

Сивушное масло — маслянистая жидкость от желтоватого до коричневого цвета крайне неприятного запаха с плотностью 0,83 г/см³ и температурой перегонки 80—134 °С. Состоит из пропилового, двух изомеров изобутилового спиртов, а также высших спиртов (С_а—С₉), азотистых веществ и жирных кислот. Ядовито и горюче. Растворяется в воде, спирте, эфирах.

Глицерин — бесцветная прозрачная жидкость с температурой кипения 290 °С и плотностью 1,26 г/см⁸. Смешивается с водой, этиловым спиртом, растворим в ацетоне, частично в этил-ацетате.

Ацетон — бесцветная прозрачная жидкость с температурой кипения 56,5 °С и плотностью 0,79 г/см³ (при температуре 20 °С). Смешивается с водой, спиртами, эфирами и образует азеотропные смеси с минимальной температурой кипения с метилацетатом, метиловым спиртом. Пары образуют взрывоопасную смесь с воздухом при объемной доле 2,55—12,8 %. Температура вспышки 18 °С. Растворяет жиры, масла, смолы, нитролаки, канифоль, сургуч, ацетилцеллюлозу. ПДК 200 мг/м³. Мировое производство

3,2 млн т в год.

Циклогексанон — бесцветная маслянистая жидкость с температурой кипения 155—156,7 °С и плотностью 0,94 г/см³. Смешивается со спиртами, эфирами и в небольшой степени с водой. Пары образуют взрывоопасную смесь с воздухом при объемной доле 3,2—9 %. Температура вспышки 18 °С. Растворяет смолы, канифоль, эфиры целлюлозы, жиры и масла. ПДК 10 мг/м³.

Этилацетат — бесцветная прозрачная жидкость с приятным освежающим запахом, с температурой кипения 77,15 °С, плотностью 0,9 г/см³. Смешивается со спиртами, эфирами, водой; образует азеотропные смеси с минимальной температурой кипения с этиловым и изопропиловым спиртами, четыреххлористым углеродом, водой. Растворяет большинство смол, нитроцеллюлозу, ацетилцеллюлозу, жиры, воски, масла, масляную красКу. Температура вспышки 3 °С, концентрационные пределы взры-ваемости 2,18—11,4%. Пары раздражают слизистые оболочки. ПДК 200 мг/м³.

Уксусная кислота растворима в спиртах, воде, эфирах, бензине. При обычной температуре не повреждает волокна (кроме ацетатных), растворяет основные и некоторые дисперсные красители.Мировое производство3,5—3,7 млн т в год.

Муравьиная кислота растворима в воде, спирте, эфире; в концентрированном виде растворяет ацетатные и полиамидные волокна, основные красители, меняет оттенок прямых красителей. ПДК 1 мг/м³. Мировое производство 250 тыс. т в год.

Молочная кислота растворима в воде, спирте, эфире; в концентрированном виде способна разрушать ацетатное волокно.

Олеиновая кислота растворима в спирте, эфире, бензине-растворителе, хлоруглеводородах; не разрушает ткани и красители. При длительном контакте с волокнистыми материалами способна самовозгораться. Может вызывать экземы.

Щавелевая кислота растворима в воде, спирте, эфире. Ядовита. ПДК 1 мг/м³.

Плавиковая кислота растворима в воде, концентрированные растворы разрушают волокна, стекло, обжигают кожу, растворяют основные красители, изменяют оттенок многих красителей. Для хранения необходима либо полиэтиленовая посуда, либо посуда, покрытая парафином. ПДК 0,8 мг/м⁸.

Соляная кислота в виде 3—5 %-х растворов растворяет ржавчину, в концентрированном виде способна разрушать волокна.

Водный раствор аммиака растворяет кислотные красители, некоторые прямые и основные, полностью испаряется, не оставляя осадков, разрушающих ткань. Без разбавления может вызвать пожелтение белого шелка, шерсти. ПДК 20 мг/м⁸.

Йодид калия растворим в воде, спиртах и ацетоне.

Дигидродифторид калия (бифторид калия) (KHF*) — кислая калиевая соль плавиковой кислоты — применяется в виде 5—10 %-х растворов в воде. Вызывает ожоги кожи. ПДК 0,5 мг/м³.

Карбонат аммония применяется при удалении пятен от ягод, красного вина, свеклы, красной капусты.

Пероксид водорода в концентрированном виде вызывает ожоги кожи, разрушает ткани. ПДК 1,4 мг/м⁸. В виде

3 %-х растворов применяется как отбеливающее средство, для удаления легких подпалин, как компонент красильных ванн при крашении окислительными красителями.

Перборат натрия — мягкий окислитель, применяемый как в порошкообразном виде, так и в виде раствора. В последнее время появились сообщения о вредности боратов для здоровья человека.

Гипохлорит натрия — сильный окислитель, разрушает многие красители и волокна. Растворы, содержащие

1 г/л активного хлора применяют для удаления пятен черного кофе, чая, фруктовых и ягодных соков, вина, травы и других окрашенных пятен с белых тканей из целлюлозных волокон.

После удаления пятна проводят разрушение остатков раствором серноватистокислого натрия.

Дитионит натрия — восстановитель, применяют для удаления пятен чернил, вина, соков с неокрашенных тканей. Раствор при хранении разлагается, поэтому его готовят перед применением.

В последние годы как в зарубежной, так и в отечественной практике применяют специальные пятновыводные составы, служащие для удаления большой группы пятен, что позволяет значительно сократить набор необходимых реагентов на рабочем месте пятновыводчика. Приводим рецептуру пятновыводных средств, разработанных в ЦНИИбыте [28, 291.

Состав «Паст-7», %

75 Калийное (зеленое) мыло 20 Вода 5 Циклогексанол Скипидар

Состав «Эдамола», %

Тетрахлорэтилен    54

Этилцеллозольв    20

Циклогексанол    4

Декалин    4

Состав «Эвапола», %

Перхлорэтилен    45

Изоамиловый спирт    21

Б енз иловый спирт    12

Синтанол ДС-10    10

Этилцеллозольв    8

Циклогексанол    6

Выравниватель А    4

Циклогексанон    2

Моноэтаноламин    1

Изоамиловый спирт Выравниватель А Препарат ОС-20 Алкилоламид

Состав «Катанола», %

СМС «Прогресс»

Изопропиловый спирт

Этиленгликоль

Этилцеллозольв

Синтамид-5

Триэтаноламин

Пероксид водорода (100 %-й)

Хлористый натрий

Трилон Б

Вода

Состав «Танидина», %

Кроме готовых пятновыводных средств, на предприятиях используют смеси растворителей с ПАВ. В качестве примера

приведем составы, применяемые для удаления жировых пя тен, %:

Для удаления жировых пятен с тканей из ацетатного и триацетатного волокна применяют авиационный бензин, скипидар, препарат 46-А (изопропиловый спирт 94 % и циклогексанол 6 %).

§ 5. МЕХАНИЗМ И МЕТОДЫ УДАЛЕНИЯ ПЯТЕН

Механизм удаления пятен зависит от состава загрязнений, а также вида пятновыводного средства. Возможно растворение, эмульгирование, диспергирование, солюбилизация, химические превращения, биохимические воздействия. Все эти механизмы удаления пятен можно интенсифицировать механическими воздействиями, нагреванием составов, изменением pH среды.

Растворение загрязнений происходит при удалении пятен минеральных масел и жиров с помощью бензина. В этом случае разрыхление пятен шпателем, растирание ватным тампоном, отсасывание загрязненного растворителя на пятновыводном станке будут усиливать действие растворителя.

Эмульгирующее действие на жировые вещества пятен оказывают водные растворы ПАВ, которые образуют на них оболочку из молекул ПАВ, уменьшают силы сцепления жира с поверхностью изделия и переводят жиры в эмульсии. Нерастворимые загрязнения с помощью ПАВ диспергируются, распадаясь на мельчайшие частицы, на поверхности которых сорбирован слой ПАВ.

Солюбилизирующее действие, или коллоидная растворимость, имеет место при удалении пятен пота органическими растворителями, в которых соли нерастворимы. При введении в растворитель ПАВ и воды коллоидно-растворенная вода способна растворять и солюбилизировать боли, входящие в состав пота.

Химические превращения основаны на переводе загрязнений в растворимую форму или бесцветные соединения, не воспринимаемые на ткани в виде пятен. Такой механизм наблюдается при удалении ржавчины с помощью плавиковой кислоты, пятен йода с помощью гипосульфита натрия, окрашенных пятен с помощью окислителей и восстановителей. При этом образуются бесцветные

и, как правило, хорошо растворимые вещества, легко вымываемые из ткани.

Биохимические воздействия имеют место при удалении с помощью пятновыводных средств, содержащих ферменты, белковых компонентов пятен. Структура ферментов может быть чисто белковой либо в сочетании с простетической группой. Протеолити-ческие ферменты пищеварения, такие, как пепсин и трипсин, имеют чисто белковую структуру. В последние годы получили распространение ферменты бактериального происхождения типа протосубтилина ГЭХ.

Ферменты являются органическими катализаторами, значительно ускоряющими скорость протекания реакций. Так, для гидролиза сахара в инвертный сахар количество фермента инвер-тазы требуется в 10⁷- раз меньше, чем катионов Н⁺ при кислотном гидролизе.

При использовании ферментных препаратов необходимо учитывать, что они способны терять активность при нагревании до температуры 50—80 °С в сильнощелочной и кислой средах. Ферменты обладают избирательным действием. Одни из них расщепляют только углеводы (сахар, крахмал), другие — только белки. Целесообразно при составлении пятновыводных средств применять смеси различных ферментов, это расширит область их применения.

В основном используют два метода удаления пятен: вручную и на пятновыводном станке.

Удаление пятен вручную — трудоемкая работа, требующая большой квалификации рабочего. Вручную обрабатывают изделия, которые по различным причинам нецелесообразно обрабатывать на пятновыводном станке. К таким изделиям относят одежду из натурального и искусственного меха, кожи, прорезиненных и дублированных материалов, ковры и ковровые изделия, изделия, содержащие пятна белкового происхождения.

Удаление пятен проводится на специальных столах. Так как при смачивании пятна растворенные загрязнения вместе с растворителем начинают распространяться по поверхности ткани, образуя ореолы, под пятно помещают адсорбенты, способные сорбировать загрязненный растворитель и тем предупреждать появление ореолов. В качестве адсорбентов применяют чистые хлопчатобумажные ткани, фильтровальную бумагу, жженую магнезию, крахмал, обезжиренные древесные опилки, тальк и др.

Растворители и пятновыводные средства в зависимости от вида и размера пятна наносят с помощью ватного тампона, щетки, пипетки, капельниц. Чтобы не возникли разводы на ткани и чтобы предотвратить загазованность помещения, количество растворителя берут минимальное. Процесс растворения интенсифицируют с помощью щеток, тампонов, которыми обрабатывают пятно, легко и быстро двигая их по ткани. Во избежание появления морщин, складок и разрушенных участков изделий не рекомендуется сильно нажимать на щетку, наклонять ее.

При удалении пятен с ковров и ковровых изделий следует соблюдать особые предосторожности: не допускать проникания пятновыводного состава вместе с компонентами, входящими в состав загрязнения, в каркасную часть изделий, так как красящие

Рис. 24. Пятновыводной станок:

1 — станина; 2—4 — педали; 5 — бачок; в -« вертикальная стойка; 7 — пробка; 8 — вспомогательный стол; 9 — стойка; 10 — фиксирующий винт; // — большой стол; 12 — малый стол; 13 — сетка; 14 — форсунка пистолета; 15 — пистолет; 16 — шланг подачи пара и воздуха к пистолету; 17 — бачки для химикатов; 18 — эжектор; 19 — паропровод эжектора; 20 — патрубки; 21 — валы педалей

вещества могут прочно закрепиться на целлюлозном каркасе (при удалении чернил), может разрушиться основа (при удалении ржавчины «Антиржавином»), могут раствориться латексные и другие полимерные покрытия при применении «Эдамола», «Эва-пола», «Катанола» и др.

Для нанесения и удаления вязких пятновыводных средств, а также снятия с поверхности тканей части загрязнений, не впитавшихся внутрь ткани, применяют шпатели, наклон которых должен быть не более 15° к поверхности ткани.

В процессе удаления пятна наблюдают не только за растворением загрязнений, но и за переходом их в адсорбент. По мере загрязнения адсорбентов их заменяют.

Если при удалении пятен применяли растворы кислот, щелочей, оксидов, дитионита натрия и других нелетучих веществ, после обработки пятен их необходимо полностью смыть водой или другими растворителями. Избыток влаги удаляют при помощи сухой губки, ткани, высушиванием.

Удаление пятен на станке начинают с того, что помещают загрязненный участок изделия на перфорированную часть стола. С помощью ножной педали 3 (рис. 24) в рабочей зоне станка создают вакуум. Это позволяет фиксировать участок одежды в нужном положении и своевременно отсасывать пары растворителей и воды.

Пятна от водорастворимых загрязнений удаляют паром. Для этого, нажав на ножную педаль 2 и взяв пистолет, удаляют из линии скопившийся конденсат, а затем струю пара из пистолета направляют перпендикулярно поверхности загрязненной ткани. Пар, проходя через ткань, увлажняет ее, нагревает, растворяет водорастворимые вещества и попадает вместе с ними внутрь станка. Не рекомендуется приближать пистолет с паром к ткани на расстояние меньше 10 см, так как высокая температура пара при выходе из пистолета может разрушить ткань. Чтобы предупредить образование ореолов при последующей мойке одежды в растворителе, пропаренный участок высушивают теплым воздухом, поступающим через пистолет после нажатия на педаль 4. Пистолет во время сушки также держат перпендикулярно ткани.

При удалении пятен, состоящих из различных компонентов, их сначала смачивают пятновыводным средством, затем высушивают. По мере удаления пятен органическими растворителями начинают применять водно-органические смеси и пропаривание.

Мелкие детали одежды обрабатывают не на основном столе, а на малом. На вспомогательном столе помещаются те части изделий, которые во время удаления пятен не нужны.

Применение пятновыводного станка облегчает труд пятновы-водчика, способствует увеличению производительности труда и улучшению качества обработки.

§ в. ВИДЫ ПЯТЕН И СПОСОБЫ ИХ УДАЛЕНИЯ

Пятном называют участок ткани, отличающийся вследствие загрязнения по цвету от основного фона ткани. Пятна, как правило, имеют четкую границу раздела, состоят из загрязнений, относящихся к разным классам.

В зависимости от происхождения пятна можно разделить на следующие группы: пищевые, косметические, лекарственные, бытовые, от продуктов обмена, дождя, дорожной пыли.

К пищевым пятнам относятся жировые, белковые, пятна от вин, фруктовых, овощных и ягодных соков, напитков (чай, кофе, какао, шоколад, пиво).

Жцровые пятна содержат сложную смесь из жиров, воска, стеролов, жироподобных веществ, пигментов, белков. Жиры и масла являются сложными эфирами высших жирных кислот и глицерина.

Если в составе жиров преобладают насыщенные жирные кислоты* они при окислении не подвергаются полимеризации.

К таким жирам и маслам относят говяжий, свиной, бараний жиры, сливочное масло, касторовое, оливковое, пальмовое, какао-масло, масло земляного и кокосового ореха и др. Все эти виды жиров и масел обычно сравнительно легко удаляются с одежды при мойке в растворителях, поэтому пятна от них обычно не удаляют.

Если в составе жиров и масел преобладают ненасыщенные жирные кислоты, способные на реакцию полимеризации, то при длительном контакте с тканями возникают труднорастворимые пленки, удалить которые не всегда возможно. К таким жирам и маслам относят льняное, тунговое, соевое, подсолнечное, конопляное, кукурузное, хлопковое, жиры рыб и морских животных. В составе таких жиров и масел имеется до 40 различных кислот, главным образом С₁₈—Qo, которые различаются числом и положением двойных связей в молекуле. Наиболее распространенные из них следующие: линолевая СН₈(СН₂)₄СН=СН—СН₂СН= =СН(СН₂)₇СООН, линоленовая СН₃СН₂СН=СН—СН₂СН=СН— —СН₂СН=СН(СН₂)₇СООН, арахидоновая СН₈(СН₂)₄СН=СН— —СН₂СН=СН—СН₂—СН=СН—СН₂СН=СН(СН₂)₈СООН, клупа-надоновая СН₃ (СН₂СН=СН—СН₂)₈(—СН=СН —СН₂СН₂)₂—СООН.

При высыхании масел происходят такие же процессы, как и при получении олифы из высыхающих масел. Изолированные двойные связи линолевой и линоленовой кислот перемещаются в сопряженное положение, а сопряженные двойные связи окисляются кислородом воздуха по схеме

I I I I

-с=с-с=с- + о₂

Образовавшиеся перекисные группы распадаются с возникновением свободных радикалов

Свободные радикалы вызывают полимеризацию по сопряженным и изолированным —С=С-связям. Наряду с полимеризацией происходит сшивание молекул непредельной кислоты и за счет таких реакций

-сн=сн-сн-сн=сн- -сн=сн-сн-сн=сн— изучен из фосфатидов лецитин — вещество желтовато-белого цвета, нерастворимое в ацетоне, но растворимое в жирах, спиртах, хлороформе, эфирах. Лецитин содержится в яичном желтке, печени, молочном жире. Схема строения лецитина

CHr-OOCR—СН,

I ^{2    3}

CH-00CR-CH,

I    ³

Окраска жиров связана с наличием жирорастворимых пигментов — хлорофилла, каротина, ксантофилла.

Удалить жировые и масляные пятна, содержащие ненасыщенные жирные кислоты, можно различными пятновыводными средствами. Свежие пятна, как правило, удалимы при общей мойке изделий в растворителях. Закрепившиеся под влиянием светопогоды пятна предварительно размягчают, для этого наносят олеиновую кислоту или препарат «Паст-7» и выдерживают в течение 20—30 мин. Затем пятна удаляют либо на пятновыводном станке, либо вручную, смачивая их растворителем, их смесями, пятновыводными средствами «Эдамол» или «Эвапол».

Белковые пятна, как и жировые, разнообразны по составу и свойствам входящих в них белков. Такие белки, как альбумины крови, яичного белка, казеин молока, растворимы в воде, а такие, как гиобулин крови, белковые ферменты, гормоны, растворимы в разбавленных водных растворах солей, кислот и щелочей. В этих же растворах растворимы глутелины (белки семян злаков) и глиандины.

Белки являются полимерами, состоящими из остатков аминокислот.

Красное вещество крови — это белок глобин, в центре которого находится двухвалентное железо, связанное с производными порфирина. Это гетероциклическое соединение называется гемом

н₃с сн=сн₂

ноос-сн₂

Свежие белковые пятна удаляют смачиванием 3 %-м раство* ром пероксида водорода или 5 %-м раствором аммиака. Закрепившиеся пятна белков удаляют ферментными препаратами типа «Субтинол». Это порошкообразный продукт, действие которого основано на протекании следующих реакций:

—NH—СН,—СО—NH—СН,—СО— + 2НОН ч- NH^-CHr-COOH +

+NH,—СН,—СООН.

Гидролиз углеводородов протекает под влиянием Р-амилазы:

п (С₁₂Н„О_п) + пН,0 (CeHjoOj), —► Cj,H_mOji C₅H₁₃0j.

мальтодекстрин мальтоза глюкоза

Гидролиз жиров протекает под влиянием липазы

сн_госос₁₇н₃₃ CHjOH

СН0С0С₁₇Н₃₃ -► СНОН + ЗС₁₇Н₃₃С00Н

СН₂ОСОС₁₇Н₃₃    CHjOH

липаза

Перед началом работы «Субтинол» разбавляют дистиллированной водой, добавляют аммиак (до pH 8) и нагревают до температуры 35—40 °С. Участок изделия с загрязнениями погружают в приготовленную ванну на 15—60 мин. Затем обработанный участок промывают в водном растворе ПАВ, прополаскивают в воде и высушивают. Если площадь участков, загрязненных белковыми веществами, значительна, изделие целиком погружают в ванну, содержащую 2 % пятновыводного средства при температуре 40 °С. В ванну добавляют аммиак до pH 8. Изделия выдерживают 5—6 ч и затем стирают.

Иногда на месте удаленного пятна крови можно заметить желтизну ткани, обусловленную остатками соединений железа. Ее устраняют «Антиржавином» или плавиковой кислотой. Остатки пятна на белых тканях можно отбеливать оксидами, дитионитами натрия и оптическими отбеливателями.

Пятна от фруктовых и ягодных соков, вин, напитков называют таннинсодержащими, хотя кроме таинина соки плодов и овощей содержат красящие вещества (антоцианы, хлорофилл, каротин, ксантофилл), витамины, сахар, пектиновые вещества, органические кислоты, белки, жиры, воду.

Таннины представляют собой смесь веществ с преобладанием пентадигалл оилглюкозы

Н 0D

он

ноос

он

он

или лс-галлойлгалловой кислоты Н0_ч    C00H

но    но он

Таннины обладают кислотными свойствами.

Красящие вещества плодов и овощей являются производными

2-фенилхромона (флавона)

о

Оксипроизводные флавона окрашены в желтый цвет и содержатся в вине в количестве 50—300 мг/л. В растениях они находятся в виде гликазидов. Производными флавона являются лу-теолин, кверцетин и рутин.

Лутеолин — желтый пигмент цветов тополя, резеды. Кверцетин (3,5,7,3',4'-пентаоксифлавонол) содержится в листьях чая, руты в виде гликозидов, например рутина (3-рамноглюкозид кверцетина).

НО о    но о

он

он

кверцетин

лутеолин

Рутин нерастворим в эфире, бензоле, толуоле, петролейном эфире, четыреххлористом углероде, хлороформе, хлорбензоле. Хорошо растворим в безводном метиловом, этиловом спиртах, изопропане, частично растворим в ацетоне, при нагревании растворим в воде. В виноградном соке и красных винах катехин-ской технологии содержание рутина составляет 0,4—5,17 мг/л.

В цитрусовых плодах найден гисперидин (3,5,3'-триокси-4'-метоксифлавон-7-р амногл юкозид)

НО 0

ОН

где R — остатон рамноглюкозы

Гисперидин имеет желтый цвет, нерастворим в эфире, спиртах, бензоле, хлороформе, сероуглероде, воде, ацетоне. Растворим в пиридине, менее растворим в уксусной кислоте и анилине.

В цитрусовых плодах также найден эриодиктиол (5,7,3',4^f-тетраоксифлаванон)

НО О

ОН

Этот пигмент плохо растворим в воде, но растворим в эфире, частично растворим в этиловом спирте и уксусной кислоте. Химические превращения флавона можно представить схемой

ОН    ОН    он

кверцетин    хлористый, антоцианидин    кагехин

Производные катехинов растворимы в воде, этиловом спирте, уксусно-этиловом эфире. При окислении они полимеризуются в дубильные вещества. Полимеризация ускоряется, под влиянием солнечных лучей, нагревания, кислот.

Из природных красящих веществ наиболее распространены антоцианы. Разнообразие оттенков ягод, цветов связано с изомеризацией антоцианов, pH клеточного сока, характером металла, образующего комплексное соединение с антоцианами в растениях. Так, комплексы с железом окрашены в красный, с молибденом — в синий и фиолетовый цвета.

Антоцианы представляют собой производные полиоксифлаве-нола-2. В основе антоцианов — система флавана (2-фенилхро-мана) (I). В результате гидролиза антоцианов образуются сахара и антоцианидины, существующие в форме солей бензопирилия (II). Им приписывают строение оксо-(Ш) или карбокатионов (IV). Антоцианидины подразделяют на три группы: пеларгонидин (V), цианидин (VI), дельфинидин (VII).

Свободные антоцианидины имеют фиолетовый цвет, их оксо-ниевые соли — красный, металлические соли — синий. Цвет красной розы и синего василька обусловлен одним и тем же глюкози-дом — цианином, но в розе он в виде оксониевой соли, в васильке— в виде калиевых солей. На цвет влияют также смешивание различных антоцианов, соединение их с дубильными веществами. Пигменты обычно растворимы в воде, спиртах.

Таннинные пятна имеют коричневый цвет различной светлоты. Их удаляют пятновыводными средствами «Катанол», «Танидин», растворами уксусной кислоты, окислителей, ПАВ, «Антиржави-ном», пятновыводителем МТИБО. Удаление пятен начинают со смачивания их пятновыводным средством, пропаривания на пятновыводном станке. Если пятно не удалилось, последовательно применяют пятновыводитель МТИБО, «Антиржавин», растворы оксидов (на белых тканях) с промежуточными обработками паром.

Пятна карамелизованного сахара на изделиях совершенно невидимы и появляются на них только после сушки или прессования. На изделиях, выработанных из шерстяных тканей, натурального шелка, капрона, карамелизация сахара происходит при температуре прессования, равной 150 °С, или в процессе продолжительной сушки при температуре свыше 80 °С. На изделиях из хлопчатобумажных тканей, а также тканей из вискозного и ацетатного волокна карамелизация происходит только в присутствии щелочи. Сахар цитрусовых карамелизуется и без щелочи с образованием коричневых пятен при сушке изделий из вискозного волокна при температуре 60 °С или во время прессования при температуре 150 °С.

Пятна карамелизованного сахара удаляют на станке. Загрязненную часть изделия хорошо пропаривают, наносят раствор ПАВ и снова пропаривают. Если пятно не удалилось, последовательно применяют пятновыводитель МТИБО, «Антиржавин» и оксиды.

Пятна от томатного соуса имеют красно-коричневый цвет, жестки. Удалять их можно ферментными препаратами, растворами ПАВ, уксусной кислоты, пятновыводными средствами, применяемыми для удаления таннинных пятен. Если пятна застаревшие или занимают большую площадь, часть изделия с загрязнениями необходимо замочить в ванне, содержащей ферментные препараты, и выдержать в течение 30—60 мин.

К косметическим пятнам относят пятна от духов, губной помады, грима, румян, крема для лица, лака для волоо и ногтей, краски для волос.

Духи представляют собой спиртовые или водно-спиртовые растворы эфирных масел, красителей и других добавок. Запах духов обусловлен присутствием эфирных масел, являющихся непредельными соединениями.

Свежие пятна от духов имеют сильный запах, особенно при пропаривании загрязненной ими ткани. Старые пятна сообщают ткани жесткость, так как ненасыщенные эфирные масла окисляются, полимеризуются и превращаются в трудноудаляемые соединения.

Перед удалением пятна от духов размягчают, обрабатывая скипидаром или раствором зеленого мыла. Затем пятно обрабатывают бензином или другим растворителем. Размягчения пятна можно также достигнуть с помощью препарата ЗЖМ-1, в состав которого входят трихлорэтилен (40,5 %), этилацетат (33,2 %), тетралин (4,5 %), циклогексанол и тергитол (по 9 %) и изопропиловый спирт. Если пятна духов не удаляются, применяют пятновыводитель МТИБО.

Пятна от губной помады находятся на поверхности изделий и содержат жиры, масла, воски, красители или пигменты масло-и водорастворимые. Для их удаления применяют «Ветензол», «Эвапол», бензин. Пятна обрабатывают легколетучими растворителями, затем бензином. След пятна пропаривают, затем применяют растворы ПАВ, аммиака, уксусной кислоты, после применения каждого из этих растворов след пятна также пропаривают.

Пятна от лака для ногтей сообщают тканям жесткость. Лак готовят растворением нитрата целлюлозы в ацетоне с добавлением красителей или пигментов. Для удаления пятен применяют ацетон, амилацетат, этилацетат, этиловый спирт (для тканей из ацетатного волокна). Очень часто ацетатные волокна разрушаются от лака.

Пятна от лекарственных препаратов придают изделиям окраску.

Так, пятна от йода бывают темно-коричневыми и темно-голубыми (на накрахмаленных изделиях). Для их удаления применяют гипосульфит натрия, образующий с йодом бесцветный и растворимый йодид натрия:

I, *1* 2Na2S20g ⁼⁼    2NsI,

Обработку начинают с пропаривания пятна, затем на него либо помещают кристаллы, либо смачивают его 20 %-м раствором

Рекомендуемые препараты, химикаты и их смеси.

Пищевые

От животных и растительных жиров и масел То же застарелые

От соков, плодов, овощей, чая, кофе, вина

От крови, яиц, молока, сметаны, супов, соусов «Эдамол»; «Эвапол»; «Паст-7*; 46-А; скипидар; бензин-растворитель

То же ЗЖМ-1; «Ойлин»; смесь (в весовых частях) бензина-7, серного эфира-1, скипидара-2

«Катанол»; «Танидин»; 5 %-й раствор аммиака;

смесь щавелевой, лимонной кислоты и воды (1 : 2 : 50); смесь этанола и лимонной кислоты (5 : 1); смесь мыла, карбоната натрия, воды (1 : 0,5 : 40); смесь мыла, скипидара, аммиака (10 : 2 : 1); глицерин при температуре 40—50 °С «Субтинол»; смесь буры, аммиака и воды (1 : 0,5 10);

2 %-й раствор аммиака

Удаляют на пятновыводном станке

После смачивания оставляют на 2 ч, затем промывают растворителем

Смачивают, протирают, высушивают То же и промывают водой

«Субтинол» разбавляют водой, смачивают (1 ч)

Замачивают в течение

2 ч

Косметические

От губной помады, краски для волос «Эвапол»; бензин; скипидар; дихлорэтан; ацетон; «Танидин»; сивушное масло; этанол; пятновыводитель МТИБО;

смесь аммиака и 1,5 %-го раствора пероксида водорода (4 : 5)

Смачивают, протирают

Смачивают, выдерживают в течение 15 мин, промывают

Лекарственные

Рекомендуемые препараты, химикаты и их смеси

Красящие

От масляных лаков

От масляной краски и олифы То же застарелые

От кремов, мастики для пола От чернил, туши, травы, зелени

От пасты шариковых ручек

Смесь белой глины и бензина (тестообразная)

«Эдамол»; «Эвапол»; скипидар

То же; «Паст-7»; зеленое мыло; аммиак; этанол

«Эвапол»; бензин; скипидар; дихлорэтан; ацетон

«Катанол»; «Танидин*; Б %-й раствор аммиака;

смесь щавелевой, лимонной кислоты и воды (1 2 : 50); смесь этанола и лимонной кислоты (5 1); смесь мыла, карбоната натрия, во* ды (1 : 0,5 : 40); смесь мыла, скипидара, аммиака (10 2 : 1); глицерин при температуре 40—50 °С; 10 %-й раствор хлорида олова при температуре 50 °С; горячая 30 % -я уксусная кислота; уксусная кислота и этанол; смесь горячего раствора мыла и этанола (1 5); смесь этанола, 30 %-й уксусной кислоты, глицерина (1:1,5 0,2)

«Эвапол»; скипидар; пятновыводитель МТИБО; «Танидин»; сивушное масло; этанол

Наносят слоем 2—3 мм и оставляют до высыхания, остатки удаляют

Удаляют на пятновыводном станке Смачивают и оставляют на 1—1,5 ч, промывают

Смачивают, протирают

Смачивают, протирают, высушивают То же и промывают водой

Замачивают и промывают; под пятно помещают вату, смачивают, прогревают утюгом через ткань

Смачивают, протирают

Клеевые От резинового клея Трихлорэтилен; дихлорэтан

Бензин

От силикатного Горячий раствор мыла (10 г/л) клея    и карбоната натрия (5 г/л); «Ан

тиржавин»

Прочие

От плесени    Скипидар; 5 %-й аммиак; 60 %-я

уксусная кислота; 3 %-й пероксид водорода

От ржавчины «Антиржавин»; 10 %-й гидрокса-лат калия

Не применяют на ацетатных и хлориновых тканях

Смачивают, протирают Замачивают, промывают в воде

Смачивают, протирают

Смачивают, протира ют, промывают водой

Следы мух От пота

От табака

От сажи, копоти Скипидар и мыло

То же застарелые От кислот

От щелочей 5 %-й раствор аммиака; 3 %-й раствор пероксида водорода Бензин; смесь аммиака и этанола (1 : 1); смесь ацетона, аммиака, этанола (I : 0,8 : 1,5)

Смесь 3 %-го раствора пероксида водорода, этанола, аммиака (18:4:1); «Танидин»;

10 %-й раствор буры; 5 твор лимонной кислоты Смесь 37 %-й соляной сульфата калия, воды (1 3%-й раствор аммиака; 3 %-й раствор карбоната натрия или гидрокарбоната натрия; 5 %-й раствор буры

1 %-й раствор уксусной кислоты

Смачивают, натирают мылом, протирают щеткой, промывают водой Смачивают, протирают, промывают Протирают

Смачивают, протирают, промывают

Смачивают бурой, затем кислотой Протирают и промывают водой

Смачивают, промывают водой

Смачивают, промывают водой, высушивают

гипосульфита натрия, снова пропаривают до исчезновения пятна-Пятна от ляписа содержат азотнокислое серебро и окрашены в красно-коричневый цвет.

Для их удаления применяют 10 %-й раствор йодида калия, в который погружают загрязненный участок изделия. При появлении лимонно-желтой окраски применяют 10 %-й раствор гипосульфита натрия.

Химизм процессов удаления пятен выражают реакции:

AgNO_a + KI = KNO* + Agl;

Agl + 2Na_aS_aO_fi = Na_a|Ag(S_a0₃)_a] + Nal.

Пятна ржавчины представляют собой отложение гидроксида железа на волокнах, их удаляют «Антиржавином», растворами щавелевой, лимонной и других кислот.

Химизм процесса выражает схема

С00_х

Fe(0H)₃ + 2 H00C-C00H--| Fe-00C-C00H + ЗН₂0

СОО^

Образовавшееся щавелево-кислое железо растворимо в воде. После удаления пятна участок тщательно промывают от кислот и высушивают.

Виды пятен, средства и способы их удаления для удобства сведены в табл. 23.

§ 7. ДЕФЕКТЫ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ПРИ УДАЛЕНИИ ПЯТЕН

Дефекты имеют разные причины: нарушение технологии, применение реагентов, действие которых на окраску и волокна предварительно не проверено. Наиболее часто встречаются образование ореолов, вытравка окраски, разрушение ткани, посерение ткани, неполное удаление пятен.

Для предупреждения образования дефектов перед применением любого препарата необходимо на изнанке изделия (шве, подпушке) испытать его действие на окраску и волокна и только после этого применять для обработки пятна.

Ореолы образуются при удалении пятен с сильнозагряз-ненных изделий. Растворенные и диспергированные загрязнения распространяются по ткани вместе с примененным растворителем. На границе, отделяющей смоченную растворителем и сухую ткань, возникает темная линия — ореол, окружающий пятно. Ореолы также возникают при удалении пятен с аппретированных тканей при растворении компонентов аппрета.

Для предупреждения появления ореолов удалять пятна необходимо на пятновыводном станке, на котором возможен быстрый отсос загрязненных растворителей и подсушивание тканей. Если пятна все же удаляют вручную, пользуются адсорбентами, поглощающими загрязненные растворы. В качестве адсорбентов применяют фильтровальную бумагу, хлопчатобумажные ткани, порошки жженой магнезии, талька и др. Бумагу и ткани помещают под участок с пятном во время удаления, порошки или смешивают с растворителем, или насыпают на смоченный участок. Ореолы обычно удаляются при мойке.

Вытравка окраски часто бывает при удалении пятен с изделий из ацетатного волокна (трихлорэтиленом) или окрашенных основными красителями. Если вытравленный участок небольшой, Исправить этот дефект возможно путем местного подкрашивания или ретуширования. Если площадь вытравленного участка значительна, изделие необходимо либо перекроить и переделать, либо перекрасить (как решит заказчик).

Посерение ткани после выведения пятна можно наблюдать, когда обработанный участок не был высушен после применения водных растворов. Для исправления дефекта участок зачищают раствором усилителя или СПЗ-1 и снова подвергают общей мойке в чистом растворителе.

Неполное удаление пятен чаще всего имеет место при удалении окислившихся пятен, происхождение которых при приеме изделий не установлено. В этом случае начать удалять остаток пятна необходимо с размягчения его препаратами ЗЖМ-1, СПЗ-1, «Паст-7», олеиновой кислотой. После размягчения применяют растворители, пятновыводитель МТИБО, отбеливатели (если ткань белая).

1.    В чем заключается цель операций, выполняемых на приемном пункте?

2.    Каковы особенности приема в обработку многослойных изделий, ковров, гардинно-тюлевых, меховых, кожаных, пухо-перовых?

3.    Какие сопутствующие виды услуг целесообразно предложить клиентам?

4.    Чем вызвана необходимость специальной метки для изделий, направляемых в перекрашивание?

5.    Пользуясь данными, приведенными в главе, выберите растворители и вещества, которые в меньшей степени загрязняют окружающую среду.

6.    Дайте определение понятию «пятно» на изделии.

7.    Перечислите виды пятен, которые необходимо удалять перед мойкой в органическом растворителе. Почему?

8.    Перечислите виды загрязнений, содержащих жировые вещества.

9.    Напишите реакции процессов, протекающих при удалении пятен ненасыщенных жирных кислот, красящих веществ, ржавчины, йода.

10.    Изобразите гидролиз подсолнечного масла под влиянием ферментного препарата.

И. Приведите реакцию гидролиза свиного жира ферментным препаратом.

12.    Каковы характерные отличия технологии удаления пятен белковых соединений от технологии удаления пятен жировых веществ?

13.    Какие виды пятен удаляются наиболее сложно?

14.    На каких шерстяных изделиях пятна красящих веществ будут удерживаться сильнее — на новых или ношеных?

15.    В каких случаях появление вытравки окраски на изделиях наиболее вероятно?

16.    Как предупреждать и устранять ореолы при обработке изделий?

17.    С изделий какого ассортимента наиболее трудно удалять пятна?

Глава 4. ОРГАНИЧЕСКИЕ РАСТВОРИТЕЛИ* ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ МОЙКИ

Растворителями называют индивидуальные химические соединения или смеси, растворяющие различные вещества.

Растворители подразделяют на неорганические и органические. В химической чистке применяют органические растворители: углеводороды, хлорпроизводные и фторхлорпроизводные углеводородов, спирты, эфиры, кетоны. Кроме индивидуальных веществ в качестве растворителей применяют смеси (бензин-растворитель, скипидар, растворитель «Стоддарт» и др.).

Свойства растворов определяются характером межмолекуляр-ного взаимодействия. В растворах действуют силы Ван-дер-Ваальса как между молекулами растворителя, так и между молекулами растворителя и растворенного вещества. В некоторых системах имеют значение водородные связи. Растворенные вещества могут образовывать устойчивые комплексы с растворителем (так называемые сольваты).

§ 1. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

При выборе растворителей для мойки одежды необходимо учитывать их физические свойства, токсичность, стоимость, доступность. Наиболее важное значение в производстве имеют следующие свойства растворителей: скорость испарения, поверхностное

56,24    —17,8    2,55—12,8

83,48    21,1    6,2—15,9

121,2    —    —

87,19    32    —

23,77    —    —

47,52    —    —

165—200    33    1,4—6

180—210    61

181—212    58,9

149—210    37,8

Давление пара при температуре 20 °С, кПа (мм рт. ст.)

Удельная теплота парообразования при температуре 26 °С, Дж/кг

Растворимость при температуре 20 °С, %

воды в растворителе

Предельнодопустимая концентрация в воздухе рабочей зоны, мг/м*

0,007 0,05    300

натяжение, температура кипения, воспламеняемость, концентрационные пределы взрываемости, вязкость, плотность, токсичность, растворяющая способность (табл. 24).

Растворители не должны быть агрессивными к обрабатываемым текстильным изделиям, растворяемому веществу и аппаратуре, обладать минимальными токсичностью и огнеопасностью, быть доступными и дешевыми. Свойства растворителей определяют основные технологические параметры машин и процессов мойки, отжима и сушки изделий, а также процесса дистилляции растворителя, способа отделения воды от растворителя, степень герметичности машин и специальные меры по охране труда и окружающей среды.

Испарением называется процесс парообразования, происходящий на свободной поверхности жидкости. Испарение объясняется вылетом с поверхностного слоя жидкости молекул, обладающих наибольшей скоростью и кинетической энергией. Летучесть растворителей способствует более быстрому высушиванию изделий, но при этом возрастают необратимые потери растворителя. Испарение происходит при любой температуре и увеличивается при ее повышении.

Испарение смеси растворителей протекает при непрерывном изменении соотношения компонентов в жидкости и в парах: по мере испарения жидкость обогащается менее летучим компонентом.

Скорость испарения определяют с помощью секундомера путем сравнения скорости испарения капли растворителя, нанесенной на фильтровальную бумагу, со скоростью испарения капли диэтилового эфира, принятой за 1. Так, скорость испарения, равная 1,8, означает, что данный растворитель испаряется в 1,8 раза медленнее, чем диэтиловый эфир.

СКОРОСТЬ ИСПАРЕНИЯ НЕКОТОРЫХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ

Диэтиловый эфир    1    Легкий бензин    3,5

Сероуглерод    1,8    Бензин-растворитель    40—60

Ацетон    2,2    Фреон-ИЗ    1,2

Трихлорэтилен    3,8    Фреон-11    1

Перхлорэтилен    6,6

Углеводороды с одинаковой молекулярной массой, но принадлежащие к разным гомологическим рядам, обладают различной относительной летучестью'. По этому признаку растворители можно расположить в следующий убывающий ряд: парафины, нафтены, ароматические. Молекулярные объемы этих углеводородов различаются.

Испарение растворителей происходит во время перекачивания их из одной емкости в другую, при открывании загрузочного люка машины, через воздушную линию, ловушку и т. д., а также при сушке изделий после мойки. Чем больше скорость испарения, тем меньше продолжительность сушки одежды, тем больше потери растворителя.

Температура кипения — это температура, при которой испарение жидкости происходит по всему объему; при кипении давление насыщенного пара жидкости равно внешнему давлению. Температура кипения жидкостей возрастает с увеличением атмосферного давления и уменьшается при его уменьшении. Температура кипения смеси растворителей одного гомологического ряда находится между температу-Рис. 25. Влияние состава смеси на рами кипения чистых раствори-температуру кипения:    телей и зависит от их соотноше-

/ — смесь растворителей одного гомо-    гмрги Тякяст гмргк ttvtpm

О 2S SO 7S 100 Соотношение компонентов, %

логического ряда; 2, 3 — смеси раство- НИИ и LMcLil. ldivdTi LMctb iiyiCM

рителей разных гомологических рядов МНОГОКраТНОЙ ПереГОНКИ раЗДеляется на отдельные компоненты. Если она состоит из большого числа компонентов, имеющих близкие температуры кипения, ее разгоняют на фракции, имеющие узкие пределы температуры кипения (рис. 25).

Если смесь состоит из растворителей, относящихся к разным гомологическим рядам (спирт, трихлорэтилен), ее температура кипения может быть либо выше температуры кипения самого высоко-кипящего, либо ниже температуры кипения самого низкокипя-щего растворителя. При перегонке таких смесей получают две фракции, одна из которых является азеотропной смесью, другая — растворителем, находящимся в избытке. Примером азеотропной смеси служит смесь бензола (74,1 %), этилового спирта (18,5 %) и воды (7,4 %), кипящая при температуре 64,9 °С.

Воспламеняемость характеризуется температурами вспышки и самовоспламенения.

Температура вспышки — минимальная температура, при которой пары растворителя мгновенно вспыхивают от открытого пламени. Температура вспышки может служить мерой опасности растворителя. Для ее определения растворитель помещают в закрытый тигель специального прибора типа ПВНЭ [28] и нагревают до тех пор, пока в воздухе в тигле не накопится достаточно паров, способных вспыхнуть от открытого пламени. Устанавливают минимальную температуру.

Температурой самовоспламенения называется температура растворителя, при которой его пары воспламеняются на воздухе без контакта с открытым пламенем.

ТЕМПЕРАТУРА САМОВОСПЛАМЕНЕНИЯ НЕКОТОРЫХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ, °С

Этиловый спирт 421 Скипидар    252

Бензол    580 Ацетон    633

Пары растворителей в смеси с воздухом образуют взрывчатые смеси, взрывающиеся и воспламеняющиеся от искры, открытого пламени или раскаленных предметов.. Такие смеси характеризуются высшей и низшей границами взрывоопасности, выше и ниже которых смесь не взрывается. Границы взрывоопасности зависят от температуры, давления, влажности, объема и других условий.

Для создания безопасных условий труда при использовании горючих растворителей концентрацию их паров в производственных помещениях, оборудовании и трубопроводах следует поддерживать на более низком уровне, чем нижний предел взрываемости. Для этой же цели в пространство с парами растворителей вводят паропроводы с автоматической подачей острого пара при повышении температуры и т. д.

Поверхностным натяжением называют свободную энергию единицы поверхности.

ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ а-10*. Н/см,

НЕКОТОРЫХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ 20 43

Тетрахлорэтилен    31,74    Трифтортрихлорэтан    17,75

Трихлорэтилен    29,1    Четыреххлористый углерод 25,68

1,1,1-Трихлорэтан    25,56    Керосин (р = 0,8467 г/см*) 26,4

Нонан    22,96    Скипидар (р = 0,8533 г/см*) 26,79

Поверхностное натяжение, как и натяжение на границе вода— органический растворитель (пограничное натяжение), играет большую роль в процессах мойки изделий. Пограничное натяжение воды на границе составляет: с бензином 48-10"⁶ Н/см, с керосином 48,3-10^-8 Н/см, с хлопковым маслом 20,8 -10“* Н/см.

Диэлектрическая проницаемость тетра-хлорэтилена при температуре 7,5 °С составляет 2,36, трихлорэтилена при температуре 20 °С — 3,409. Диэлектрическая проницаемость зависит от поляризуемости молекул, их числа в 1 см⁸, температуры. Она оказывает влияние на процессы мойки одежды, способствуя накоплению или рассеиванию зарядов статического электричества. Дипольный момент трихлорэтилена составляет 0,94, тетрахлорэтилена — 0.

Вязкость растворителей имеет значение при перекачивании их, в процессах мойки и отжима. На величину вязкости оказывает влияние температура. При температуре 20 °С динамическая вязкость трихлорэтилена составляет 5,8-Ю"⁴ Па-с, тетрахлорэтилена — 8,8-Ю''⁴ Па-с.

Величина, обратная динамической вязкости, называется текучестью. Кинематической вязкостью называют отношение динамической вязкости к плотности жидкости. В СИ она измеряется в квадратных метрах на секунду.

Относительной вязкостью называется отношение динамической вязкости жидкости к вязкости воды при той же температуре.

Токсичность органических растворителей состоит в раздражающем и удушающем действии на организм человека.

Многие растворители обладают физиологической активностью, способны накапливаться в организме (бензол, метиловый спирт, сероуглерод, тетрахлорэтилен). В производственных цехах концентрация паров растворителей не должна быть выше установленных норм. Эго достигается применением герметичной аппаратуры, вентиляционных систем.

Плотность учитывают при проектировании машин, а также емкостей для хранения, при дозировках.

Растворяющая способность растворителей, относящихся к одному гомологическому ряду, зависит от их молекулярной массы: чем она ниже, тем выше растворяющая способность. При мойке изделий разница в растворяющей способности имеет особое значение, от этого зависит качество очистки и сохранность волокнистого материала.

Растворяющую способность характеризуют анилиновой, кау-ри-бутанольной точками и параметром растворимости [30].

Анилиновой точкой называют температуру, при которой появляется помутнение смеси равных объемов анилина и растворителя при медленном охлаждении смеси.

Каури-бутанольной точкой называют количество растворителя, необходимое на титрование 20 г 33 %-ного раствора смолы каури в бутаноле до такого момента помутнения, при котором через смесь становится невозможно прочесть печатный текст.

ЗНАЧЕНИЯ КАУРИ-БУТАНОЛЬНОЙ ТОЧКИ РАСТВОРИТЕЛЕЙ

Бензин-растворитель    38,8    Трихлорэтилен    120

Растворитель 140 Ф    37,1    Тетрахлорэтилен    90

Растворитель-360    32    Монофтортрихлорметан    60

н-Пентан    29    Трифтортрихлорэтан    31

Параметр растворимости равен корню квадратному из плотности энергии межмолекулярного взаимодействия. Его легко определить, зная теплоту испарения и молярный объем молекулы растворителя.

Зная параметры растврримости, можно предсказать совместимость растворителей, возможность растворения в них загрязнений, набухания и растворения полимерных материалов.

ЗНАЧЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАСТВОРИМОСТИ РАСТВОРИТЕЛЕЙ в, (Дж/см*)¹/²