|
ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ КАРБОКСИМЕТИЛИРОВАНИЯ ХИТОЗАНА
НА СТЕПЕНЬ ЗАМЕЩЕНИЯ ПРОДУКТА РЕАКЦИИ
Кличева О.Б., Рашидова С.Ш.
Институт химии и физики полимеров АН РУз,
100128, Ташкент, ул. А. Кадыри, 7 б, е-mail:
carbon@uzsci.net
Производные хитозана (ХЗ), в частности карбоксиметилхитозан
(КМХЗ) в зависимости от степени замещения (СЗ) условно можно разделить
107
ПРОВЕДЕНИЕ ПРОЦЕССА КРАШЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
МЕТОДА МАТЕМАТИЧЕСКОГО ПЛАНИРОВАНИЯ
ЭКСПЕРИМЕНТА
Турсунова Г.М., Жамалова О.Р., Хасанова М.Ш.
Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности, Ташкент,
Узбекистан
Процесс исследования обычно разбивается на отдельные этапы.
Информация, полученная после каждого этапа, определяет дальнейшую
стратегию эксперимента. Таким образом, возникает возможность
оптимального управления экспериментом. Планирование эксперимента
позволяет
варьировать
одновременно
все
факторы
и
получать
количественные оценки основных эффектов и эффектов взаимодействия.
Применение
методов
планирования
значительно
повышается
эффективность эксперимента. В ходе подготовки и проведения оптимизации
эксперимента с использованием методов математического планирования
была использована нитроновая пряжа и пряжа из натурального шёлка. Это
позволило воспроизвести условия, которые создаются в смесевых шёлко-
нитроновых изделиях при их крашении, и таким образом в определённой
степени учесть взаимное влияние компонентов на происходящие процессы
сорбции и фиксации красителя.
Оптимизация проводилось для катионного красителя, который, при
прочих равных условиях чувствительнее изменением рецептуры красильной
ванны, чем остальные красители. На основании анализа результатов серий
однофакторных экспериментов были установлены следующие основные
факторы, влияющие на цветовые характеристики окрашенных изделий.
Концентрация электролита.
В качестве электролита был выбран Na
2
SO
4
. За основной уровень (z
1
0
)
принята 10 % от массы образца с шагом 2 . Среда красильной ванны. За
основной уровень (z
2
0
) принят рН = 4,5 с шагом 0,5. Время крашения. За
106
свойств лежит в направленной модификации полимеров. В последние годы
широкое распространение получили различные методы модификации
крупнотоннажных волокон, к которым относятся также ПАН - волокна.
Методы модификации разнообразны и осуществляются на разных стадиях
технологического процесса.
Перспективным путем модифицирования свойств ПАН- волокна
нитрон является его формование в смеси с белком натурального шелка, что
способствует не только улучшению гигиенических свойств и
накрашиваемости, но и замену дорогостоящих импортных синтетических
препаратов, применяемых в его производстве для снижения электризуемости
и придания мягкости. В экспериментах в качестве белка натурального шелка
использовали 2%-ный раствор отходов натурального шелка, полученного
растворением последнего в растворе хлористого кальция и глицерина, а
также порошкообразного белка полученного методом лиофильной сушки
белкового раствора. Полученные колористические показатели окрашенных
образцов контрольного и исследуемых волокон показали, что включение
белка в виде раствора и порошка приводит к улучшению накрашиваемости
волокна. Это явление можно объяснить двумя основными причинами:
-процессы взаимодействия полимера, содержащего определенные
функциональные группы и белка - носителя требуемых свойств с катионами
соли приводит к образованию комплексных частиц вследствие образования
новых донорно-акцепторных связей.
- в этом случае возможности придания волокну необходимых свойств
расширяются, положительные эффекты достигаются благодаря сочетанию
исходных свойств катионов металла и белка.
Интенсивность исследуемых волокон (K/S
раст.
=3,5 и K/S
порош.
=5,0)
несколько
раз
превышает
интенсивности
контрольного
волокна
(K/S
конт..
=1,5).
19
на низкозамещенные и высокозамещенные. В свою очередь практически
«высокозамещенными» образцами являются продукты, имеющие степень
замещения γ=50-100, которые являются водорастворимыми.
При карбоксиметилировании хитозана монохлоруксусной кислотой
(МХУК) в растворе гидроксида натрия (NaOH) влияние условий синтеза
(соотношение
ХЗ:
МХУК,
Т
0
С
и
продолжительность
реакции)
характеризуются изменением содержания карбоксиметильных групп (γ) в
составе образцов. В рамках данного исследования получены образцы КМХЗ
с растворимость в воде 82,6- 92,3% и степенью замещения 0,482-1,0%.
Следует отметить, что регулирование значениями степени замещения или
получение так называемых «высокозамещенных» образцов КМХЗ также
зависит от скорости побочной реакции, в результате которой наблюдается
возможность образования низкомолекулярной соли (НС) гликолята натрия.
Косвенно факт образования НС подтверждается нелинейной зависимостью
скорости карбоксиметилирования от концентрации МХУК. Проведенные
экспериментальные
исследования
показали,
что
при
повышении
температуры реакции карбоксиметилирования хитозана выше 60-70
0
С
скорость разложения МХУК резко возрастает. При этом следует отметить,
что растворимость образцов несколько снижается, это может быть объяснено
возможностью образования внутризвенных солевых связей в связи с чем и
происходит сшивка продукта реакции. Увеличение концентрации раствора
NaOH также значительно способствует скорости разложения МХУК, что
может вызывать сравнительно низкую эффективность взаимодействия NaOH
с хитозаном.
Изучение различных условий реакции карбоксиметилирования
хитозана позволяет сделать некоторые выводы, связанные с очевидным
увеличением эффективности реакции (т.е. получение наибольшей степени
замещения), которые в основном зависят от доступности молекул хитозана
путем совместимости его с молекулами растворителей.
20
Do'stlaringiz bilan baham: |
