кубовые красители

КУБОВЫЕ КРАСИТЕЛИ

нерастворимые в воде красители, содержащие в молекуле карбонильные группы, соединенные между собой системой сопряженных связей. В щелочной среде под действием восстановителей (обычно Na₂S₂O₄) при 50–80 °C карбонильные группы легко переходят в снольные с образованием водорастворимых солей Енольные формы красителей являются лейко-соединениями. Они обладают сродством к целлюлозным волокнам, хорошо сорбируются ими. К. к. образуют яркие окраски широкой гаммы цветов и оттенков, отличающиеся высокой устойчивостью к физ.-хим. воздействиям. Прир. К. к. (индиго и 6,6 — диброминдиго) были известны в древности; индиго восстанавливали в чанах — "кубах", отсюда и назв. красителей. По хим. классификации, К. к. — гл. обр. полициклич. и антрахиноновые красители; в особую группу выделены индигоидные и тиоиндигоидные К. к. Применяют К. к. преим. для окрашивания хлопка, льна, вискозных волокон и их смесей с полиэфирными, а также меха в серый и коричневый цвета (см. крашение меха). Производят К. к. в виде порошков, содержащих 50–70% облагораживающих наполнителей — смачивателей и гл. обр. диспергаторов, а также в виде паст для крашения и печати с содержанием 10–20% красителя. Порошки для крашения предназначены для щелочно-восстановит. и лейкокислотного способов крашения, тонкодисперсные порошки (порошки Д) и пасты Д — для суспензионного способа, пасты для печати (П) — для печатания тканей. Пасты текучи, легко дозируются, морозоустойчивы, содержат антифриз, диспергатор, электролиты, а паста П также катализатор восстановления (напр., 2,6- или 2,7-дигидроксиантрахинон, их смесь или аценафтенхинон). Крашение включает след. стадии: 1) восстановление К. к. в лейкосоединсние; 2) сорбция его поверхностью окрашиваемого волокнистого материала и диффузия в толщу волокна; 3) окисление лейкосоединения в волокне до исходной нерастворимой хинонной формы красителя; 4) мыльная обработка окрашенного материала. При щелочно-восстановит. способе крашения К. к. подразделяют на четыре группы: окрашивающие при 20–25 °C в присутствии небольших количеств NaOH и высокой концентрации электролита (лейкосоединения этих красителей обладают низким сродством к волокну); окрашивающие при 40–50 °C в присутствии меньшего количества электролита и неск. повыш. концентрации NaOH; окрашивающие при 60 °C при повыш. содержании NaOH в отсутствие электролита; с высокой температурой крашения в присутствии высокой концентрации NaOH. При крашении по щелочно-восстановит. способу готовят маточный (концентрированный) раствор лейкоформы красителя. Для этого краситель смешивают с водой в однородную массу и затем восстанавливают в течение 15–20 мин при 50–80 °C в растворе, содержащем ²/₃ общего количества NaOH и Na₂S₂O₄, необходимого для крашения. Маточный раствор разбавляют раствором, содержащим ¹/₃ общего количества NaOH и Na₂S₂O₄, до получения нужного объема красильного раствора (чаще всего из расчета 10 мл раствора на 1 г волокна). В этом растворе окрашивают материал в течение 50–60 мин при оптимальной (25–60 °C температуре. Окисление лейкососдинения проводят проточной холодной водой (содержит растворенный O₂), раствором H₂O₂, Na₂Cr₂O₇ или др. окислителями, после чего материал подвергают обработке раствором мыла (5 г/л) или др. ПАВ. Иногда крашение проводят при более высоких температурах (90–115 °C) в течение 35–40 мин; в этом случае в красильный раствор для производных индантрона вводят (2 г/л) глюкозу или NaNO₂ с триэтаноламином. Посуспензионному способу крашения на материал наносят высокодиспсрсную суспензию красителя, который восстанавливают в лейкоформу непосредственно на волокне. Достоинство способа — получение окрасок высокого качества любой интенсивности не только при периодич. процессе, но и при непрерывном, когда восстановление и фиксация красителей происходят за короткое время. Из существующих вариантов суспензионного способа крашения наиб. широко распространен непрерывный плюсовочно-запарной: ткань пропитывают (плюсуют) высокодисперсной суспензией красителя при 40–45 °C, отжимают до 60–70% привеса, сушат, затем пропитывают раствором, содержащим NaOH, Na₂S₂O₄ и NaCl, при 20–25 °C и обрабатывают насыщ. паром (запаривают) при 102–103 °C в течение 30–60 с. При этом краситель переходит в лейкоформу, которая диффундирует внутрь волокна. Следующие затем окисление и мыльную обработку проводят так же, как и при крашении по щелочно-восстановит. способу. По лейкокислотному варианту суспензионного способа крашения материал пропитывают суспензией лейкокислоты, или кубовой кислоты (см. ниже), после чего обрабатывают щелочным раствором с добавкой небольшого количества Na₂S₂O₄. При этом лейкокислота на волокнистом материале переходит в растворимую Na-соль лейкосоединения, которая и диффундирует внутрь волокна. Окончат, фиксацию красителя (окисление и мыльную обработку) осуществляют обычными описанными выше способами. Кубовую кислоту получают нейтрализацией щелочно-гидросульфитного раствора лейкоформы красителя уксусной или муравьиной кислотой до pH 5,5–6,0 в присутствии веществ, препятствующих осаждению ее, напр. диспергатора НФ. Поскольку приготовление лейкокислоты — сложная и трудоемкая операция, этот вариант крашения все больше вытесняется плюсовочно-запарным. Материалы из смеси целлюлозных и полиэфирных волокон окрашивают в виде тканей, реже — в виде пряжи смесью К. к. и дисперсных красителей (иногда для получения слабых окрасок применяют только кубовые красители) по высокотемпературному (100–115 °C) и термозольному способам. Широкое распространение получил последний способ: ткань пропитывают (плюсуют) тонкодисперсной суспензией смеси дисперсных и К. к. при 25–30 °C, сушат при 125 °C и подвергают термообработке (термозолируют) при 200–210 °C в течение 60–120 мин для окрашивания полиэфирного волокна. Затем для окрашивания целлюлозного волокна ткань пропитывают раствором, содержащим NaOH (7–10 г/л), Na₂S₂O₄ (2–35 г/л) и NaCl (13 г/л), после чего запаривают при 102–105 °C в течение 70 с и промывают так же, как и при использовании только К. к. Применяемые для этого способа крашения К. к. не должны окрашивать полиэфирное волокно, а дисперсные красители должны быть устойчивы в щелочной среде и не сублимироваться при высоких температурах. К. к. широко применяют для печатания тканей. По рон-галитно-поташному способу на ткань наносят печатную краску след. состава (г/кг): краситель, ронгалит (NaHSO₂∙CH₂O∙2H₂O)-60–160, K₂CO₃-150, глицерин — 50–80, крахмальный и крахмально-трагантный загуститель -500-700. Затем ткань сушат и запаривают при 102–105 °C в течение 8–12 мин (при этом происходят восстановление красителя с образованием К-солей лейкосоединения и диффузия его в волокно), окисляют и подвергают мыльной обработке как обычно. По более прогрессивному и производительному двухстадийному способу получают более интенсивные и яркие окраски; при этом для большинства красителей коэф. использования выше на 15–20%, чем по ронгалитно-поташному. На первой стадии на ткань наносят краску, содержащую краситель и загуститель (альгинат Na), сушат и наносят проявительный состав, содержащий 80–100 г/л NaOH (32,5%-ный раствор), 60–90 г/л Na₂S₂O₄, запаривают в течение 25–45 с при 110–120 °C, окисляют и подвергают обработке мыльным раствором как обычно. К. к. производят под след. торговыми назв.: кубовые (СССР), индантрены (ФРГ), понсолы (США), цибаноны (Швейцария), кале доны и дюрандоны (Великобритания), романтрены и солидоны (Италия), микетрены и никонтрены (Япония), хелантрены (ПНР), остантрены (ЧССР) и др.

^{Лит.: Гордеева Н. В.. Романова М. Г., Ратновская Е. Д., Кубовые красители в гексгильной промышленности. М.; 1979.}

_{М. Г. Романова}