Книга Томаса Виккерстаффа «Физическая химия крашения» за короткий срок выдержала два издания, и это не случайно. В этой книге, посвященной одному из интереснейших вопросов химической технологии волокнистых материалов — теории процессов крашения, данный вопрос рассматривается на основе современных представлений о сущности весьма сложных процессов взаимодействия красителей с волокнистыми материалами.
В книге анализируются причины избирательного поглощения красителей текстильными волокнами из водных растворов и приводятся" методы количественного описания поведения системы волокно—краситель под влиянием таких переменных, как температура, концентрация красителя и наличие добавок.
Используя результаты своих работ и данные работ других исследователей, автор книги применяет термодинамическую обработку результатов экспериментов по крашению наиболее важных волокнистых материалов различными группами красителей и предлагает единый и общий подход к рассмотрению разнообразных процессов крашения. Используя важнейшие термодинамические характеристики, такие как «сродство красителя к волокну» и «теплота крашения», автор убедительно показывает возможность научного обоснования поведения красителей в самых разнообразных условиях крашения.
Значительное внимание уделяется в книге и вопросу кинетики крашения. Рассматривая крашение волокнистых материалов как сложный процесс, автор на большом экспериментальном материале показывает, что лимитирующей стадией всего процесса крашения в целом^является внутренняя диффузия красителя в волокне.
Следующий вопрос, который ставится и успешно разрешается в современных теориях крашения, — вопрос о природе сил, действующих между волокном и красителем, — также освещается в книге с достаточной полнотой. Автор рассматривает присущие ^рашению всех видов так называемые «силы дальнего действия» лежду волокном и частицами красителя, т. е. электрические силы ^ритяжения и отталкивания, а также «силы ближнего действия», „ °Рые являются специфическими и определяются химической i• г\'ч°Д°И КЯК волокон. так и красителей в каждом отдельном
Характерной чертой книги является обилие фактического материала, который изложен почти конспективно, и весьма простое и наглядное иллюстративное оформление его.
Ценность книги Томаса Виккерстаффа «Физическая химия крашения» состоит не только в том, что в ней на высоком научном уровне, с достаточной полнотой и обоснованием излагаются вопросы современной теории крашения на основе последних исследований в данной области, но и в том, что здесь, в отличие от некоторых других монографий *, посвященных данному вопросу, теория самым тесным образом увязывается с практикой крашения и не только дается научное освещение мнргих сторон технологии, но и указываются пути совершенствования технологических процессов крашения целлюлозных, белковых и синтетических волокон.
Книга делится на две части. Первая часть включает в себя некоторые основные положения. Здесь дается вначале общий обзор процессов крашения, детально рассматриваются вопросы, связанные с подготовкой красителей для научных исследований, методы определения содержания красителей в растворе и волокне, свойства растворов красителей с учетом их коллоидной природы. Далее, в этой части книги разбираются вопросы равновесного крашения и кинетики процесса. При исследовании равновесного крашения автор показывает преимущества термодинамической обработки результатов перед всеми другими возможными методами.
Во второй части сначала подробно излагается крашение целлюлозных волокон, потом следует рассмотрение процессов крашения ацетатного шелка, протеиновых волокон (шерсти), синтетических полиамидных волокон и, наконец, крашения остальных синтетических волокон. С добавлением глав о крашении кубовыми красителями и крашении новых синтетических волокон второе издание книги получило ценное дополнение. Помимо этого, автором для второго издания заново переработаны главы о кинетике крашения. Пересмотрены также и остальные главы в соответствии с новейшими исследованиями в данной области, которые были проведены со времени первого издания этой книги в 1950 г.
Таким образом, в книге Т. Виккерстаффа дается связная картина развития теории крашения за последние 20 лет. При этом детально анализируется ряд наиболее интересных работ по изучаемому вопросу.
Следует, однако, отметить, что книга Виккерстаффа не лишена и некоторых недостатков. Наиболее существенный из них состоит в том, что автор объясняет теплоту крашения только проявлением сил водородной связи и пытается на этом основании рассчитывать число таких связей, возникающих между молекулами красителя и целлюлозы. Однако при таком методе расчета полностью игнорируются силы неполярного характера, проявляющиеся в этом про-
цессе, а также тепловые изменения в системе вследствие гидратации и дегидратации волокна и красителя.
Далее, автор при термодинамической обработке процесса крашения целлюлозных волокон, пользуясь величиной объема поверхностной фазы, недостаточно ясно вскрывает ее физический смысл и связь этой величины с активностью красителя в волокне.
В некоторых местах книги автор, говоря о сродстве красителя к волокну, отходит от понимания сродства с точки зрения термодинамики на позиции старых представлений о сродстве как субстан-тивности.
В отдельных местах книги автор, невидимому, стремясь ,к краткости изложения, преподносит материал в таком виде, который труднодоступен для понимания.
В связи с этим, а также и потому, что автором не рассмотрен ряд работ, опубликованных в нашей литературе и имеющих непосредственное отношение к изучаемому вопросу, при переводе книги сделаны соответствующие примечания, которые приведены в постраничных сносках. Кроме того, в конце глав к списку литературы, имеющемуся в подлиннике, добавлены отдельные отечественные литературные источники.,
В заключение следует отметить, что в монографии Томаса Виккерстаффа довольно полно изложены физико-химические основы крашения волокон всех наиболее важных видов и даются вполне определенные рекомендации по улучшению и рационализации технологических процессов крашения. Можно поэтому надеяться, что данная книга будет полезной в равной мере работникам научно-исследовательских институтов и производственникам, преподавателям вузов и студентам, специализирующимся в области химической технологии волокнистых материалов.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
От переводчиков.............;............... 5
Предисловие автора к первому изданию................. 8
Предисловие автора ко второму изданию . . i . . . .......... 9
ЧАСТЬ! ОБЩАЯ;
' Г л а в а; Г
Общий обзор процессов крашения
Целлюлозные волокна..............,. .,;.,._,,. ;)| .г,ч.,,, . 23
Ацетатное волокно..............-,....,.. . г. .: . .... 26
Протеиновые волокна..................., ....... 27
Синтетические полимерные волокна.....,,,.,. . . ... ....... 29
Литература...............•;;:•••........... *
[' Л а В а И ..,•;, ;•.. ;
Очистка и анализ красителей ':
Примеси в красителях.......................... 30
Приготовление красителей, свободных от электролита.......... 31
Удаление органических примесей.................... 36
Испытание красителей на чистоту и однородность........... 37
Измерение концентрации красителя ................... 43
Законы поглощения света........................ 44
Изменение светопоглощения в зависимости от длины волны света .... 48
Применимость закона Вера....................... Ш
Ошибки прибора..........................
Изменения в растворе........................ 51
Практические методы оценки красителей в красильных ваннах ...... 53
Водорастворимые красители.....................
Водонерастворимые красители.................... 56
569
Аналиа смесей красителей в растворе................. gQ
Взаимодействие красителей в растворе .................. gg
Практические методы определения красителей на волокне........ _
Методы растворения ....................... 54
Прямое колориметрическое определение................ 67
Литература........................... 73
Г л а в а II! Коллоидные свойства растворов красителей
Измерение агрегации диффузионными методами............. 78
Методы измерения коэффициента диффузии............... 82
Результаты диффузионных измерений............,...... 86
Измерение агрегации по электропроводности и родственными методами 93
Измерение агрегации другими методами..............; . . ... 98
Заключение............................... 104
Литература........; . .'................ —
Г л а в а IV • Красильное равновесие
Введение.......................•........ 106
Экспериментальная часть........................
Установление равновесия................'..•... -^
: Разложение волокна и красителя...........:. .' . ; . . . 10в
Увеличение скорости установления равновесия....... . ; .'•'.• 109
Экспериментальные методы................ . . ... 111
Результаты равновесных измерений (адсорбционные изотермы).. . . . . 117
Теоретическое обоснование равновесия ................. 49
Принятые обозначения....................... 120
Химический потенциал ............ ^..........
Активность красителей в растворе.........• •'....... 124
Активность красителей в волокне .................. '27
Термодинамические производные адсорбционных изотерм......... 130
' .•:•-•' j м-
Влияние электрического заряда на красильное равновесие . . ..... 1_чч
' 149
Теплота крашения.......................• • • • • •*.
Энтропия крашения.....................•..... <•
1д6
.Значение стандартного сродства и теплоты крашения ..........• "*
г • : ' • . •'•."!.' |'*^
Литература........................• • • ,..'.?:•
Глава V ,
Кинетика крашения
147
Диффузия красителей внутри волокна...........• • •.'•••.*••••,'••
Диффузионный коэффициент..........,.....• ' ; г-1* 1Ла
Методы измерения диффузионных коэффициентов внутри волокна • ,-
Стр.
Значения диффузионных коэффициентов, полученных различными методами .............................. 161
Диффузия в адсорбирующий субстрат.................. 163
Скорость крашения........................... 165
Введение .............................
Экспериментальные методы Важность воспроизводимости перемешивания.............................. 166
Методы описания скорости крашения................ 170
Скорость крашения, диффузия и сродство................ 173
Скорость крашения в условиях равного сродства............ 174
Значение скорости крашения и скорости диффузии в практике...... 176
Выравнивание окрасок......................... 178
Влияние температуры .......... ................ 181
Проникновение красителя в отдельные волокна, в плотно упакованную
массу волокон и прочность окрасок к воде............. 186
Литература........................... —
ЧАСТЬ II С П ЕЦИАЛЬ Н АЯ
Глава VI
Целлюлоза и прямые красители Крашение целлюлозных волокон прямыми красителями . . . ... . . . . 197
Структура прямых красителей и причина субстантивное™.........
Субстантивность и размер частиц............. ..... . . 215
' Литература . .'......................... . . 219
Глава VII Равновесное крашение целлюлозы прямыми красителями
Обратимость процесса крашения прямыми красителями.......... 221
Теоретическая обработка ........................ 222
Диффузная адсорбция.......................... 225
Мономолекулярная адсорбция...................... —
Предел поглощения прямых красителей целлюлозой . . ... ... . . . 233
Экспериментальное измерение сродства красителя............ 237
Влияние субстрата.......................... . 246
Влияние температуры...........•.............. 259
Влияние электролитов.......................... 264
Чувствительность к соли...................... —
; Действие различных электролитов.................. 274
Влияние рН красильной ванны..................... 276
571
Стр
Адсорбция смеси красителей.................... 2ук
Электрическое действие...................... 2«i
Литература...................... .... 289
Глава VIII Кинетика крашения целлюлозы прямыми красителями
Диффузия в целлюлозе......................... 291
Коэффициенты диффузии прямых красителей в целлюлозе........ 300
Скорость крашения........................... 305
Совместимость прямых красителей ................. 310
Влияние субстрата на скорость крашения.............. 313
Миграция прямых красителей .................... 314
Литература................•.......... 315
Глава IX Крашение целлюлозы кубовыми красителями
Введение................................ 317
Приготовление и свойства дисперсий кубовых красителей ........ 318
Восстановление кубовых красителей................... 320
Восстановительные потенциалы................... —
Скорость восстановления...................... 335
Адсорбция лейкосоединений кубовых красителей целлюлозой....... 338
Окисление и мыльная обработка .................... 354
Литература........................... 357
ГлаваХ Крашение ацетатного волокна
Природа субстрата...........•................ 359
Адсорбция основных красителей и простых органических соединений ... 360
Крашение ацетата целлюлозы дисперсными красителями......... 367
Состояние дисперсных красителей в волокне ............ 368
Состояние дисперсных красителей в красильной ванне и переход их
472 в волокно...........,................*"
OQ1
Кинетика крашения дисперсными красителями............
383
Крашение водорастворимыми красителями...............•
п З85 Литература............................ •
572
Крашение протеинов
г
.Природа субстрата........................... 387
Расположение аминокислот и полипептидных цепей в протеинах..... 392
•<Э(чистка натуральных протеиновых волокон ............... 395
Адсорбция кислот и оснований шерстью................. 396
Средняя точка кривой титрования как мера сродства кислот к шерсти . . 416
Влияние температуры на адсорбцию кислот и оснований......... 421
Литература........................... 422
Глава XII
* • Адсорбция красителей шерстью
Кислотные красители и их применение для крашения шерсти...... 423
Механизм процесса кислотного крашения................ 425
Изотермы адсорбции кислотных красителей шерстью ........... 427
Изменение адсорбции красителя с изменением рН.......... 428
Адсорбция свободных кислот красителей............... 430
Изменение адсорбции красителя с изменением концентрации его при
постоянном значении рН красильной ванны........... 432
Максимальное поглощение красителя шерстью.............. 434
Адсорбция кислотных красителей на амидных группах шерсти...... 436
Действие нейтральных электролитов при крашении шерсти........ 440
Размещение адсорбированного красителя в волокне........... 445
Измерение сродства красителей к протеинам .............. 446
Титрование протеина свободной кислотой красителя ......... 447
Замещение анионов красителя неорганическими анионами...... 449
Замещение одного красителя другим................. 454
Адсорбция натриевой соли красителя и.ч нейтрального раствора . . . 456
Результаты измерения сродства красителей к шерсти....... . 458
Структура красителя и сродство............: . ....... 459
Кинетика крашения шерсти....................... 463
Равномерное крашение шерсти..................... 469
Крашение поврежденной шерсти.................... 476
Миграция кислотных красителей на шерсти............... 481
Коллоидные свойства кислотных красителей............... 484
Прочность окрасок шерсти кислотными красителями к мокрым обработкам 486
Литература........................... 487
573
Крашение полиамидных волокон
Стр.
Крашение найлона дисперсными красителями .............. 492
Крашение найлона кислотными красителями............... 501
Механизм крашения......................... 503
Практическое значение описанного механизма крашения...... 518
Сродство кислотных красителей к найлону............. 520
Кинетика крашения кислотными красителями ........... 526
Связь между сродством, скоростью диффузии и практической скоростью
крашения............................ 528
Крашение найлона другими красителями................ 530
Литература........................... 538
Глава XIV Крашение других синтетических волокон
Применение красителей малого молекулярного размера.......... 543
Применение агентов, вызывающих набухание, для увеличения проницаемости волокна......•..................... 545
Применение высоких температур при крашении............. 548
Применение кубовых красителей .для крашения орлона......... 550
Крашение с применением ионов меди................. 552
Крашение поливинилхлорида и других волокон ............ 555
Заключение.............................. 557
Литература........................... —
Предметный указатель ......................... 559
Цена: 600руб.
