BOJENJE POLIESTARA

Bojenje poliestara

Poliestarska vlakna, u poreenju sa prirodnim i hemijskim vlaknima, najtee se boje iz sledecih razloga:

polietilentereftalat nema dovoljan broj kiselih ili baznih grupa koje bi mogle da reaguju sa katjonskim ili anjonskim bojama,

imaju izrazito kompaktnu strukturu, tj. visoku aksijalnu (uzdunu) orijentaciju i visok stepen kristalnosti i

imaju izrazito hidrofobni karakter i visok negativni elektrokinetiki potencijal, koji onemoguava adsorpciju anjonskih boja.

Meutim, u strukturi PES vlakana postoji veci broj estarskih grupa koje mogu sa molekulima disperznih boja uspostaviti vodoninu vezu, tako da se disperzne boje u praktinim sistemima sa uspehom koriste za bojenje poliestarskih materijala. Utvreno je da se bojenje poliestarskih vlakana disperznim bojama odvija istim mehanizmom kao i kod drugih hemijskih vlakana i da u ovom sistemu osim vodoninih veza mogu da dou do izraaja i Van der Walsove silc. Raspoloivim asortimanom disperznih boja mogue je bojiti poliestarska vlakna u svim nijansama sa dobrim postojanostima koje prema svetlosti imaju vrednost iznad 5 a ostale postojanosti imaju vrednost oko 4. Nedostatak disperznih boja je njihova sklonost ka sublimovanju pri temperaturama iznad 200 C, ali se dobrim izborom boja ovaj nedostatak moe izbei.

Uzimajui u obzir hemijski sastav i nadmolekularnu strukturu poliestarskih vlakana brzina bojenja moe se poveati:

upotrebom boja malih molekulskih masa,

upotrebom sredstva za poveanje propustljivosti vlakana i

bojenjem na visokoj temperaturi.

U praktinim uslovima brzina bojenja PES vlakana je vea ako je manja molekulska masa odnosno veViina molekula boje. Uticaj veliine moleku\a boje moe se interpretirati preko tzv. energije bojenja, pri emu boje sa malom molekulskom masom imaju malu energiju bojenja i bre se iscrpljuju u odnosu na boje sa veom molekulskom masom i veom energijom bojenja. Boje sa malom energijom bojenja obino imaju u nazivu oznaku E, boje sa srednjom energijom bojenja oznaku SE i boje sa velikom energijom bojenje - oznaku S.

Osnovne karakteristike disperznih boja marke Bemacron (Bezema-vajcarska) date su u tabeli 26 (prema uputstvu proizvoaa)Tabela 26. Karakteristike disperznih boja marke Bemacron

Tip bojeKarakteristike

Bemacron Edobro migriranje i egaliziranje

u postupku iscrpljenja pogodne za svetle i srednje nijanse

pogodne za bojenje uz kerijer

ogranieno postojane na sublimovanje

tip boje sa malim molekulom

Bemacron SEmolekul srednje veliine

dobra postojnost na sublimovanje

univerzalna mogunost kombinovanja sa bojama E i S tipa

Bemacron Stip boje sa velikim molekulom

najpogodniji tip za kontinuirano bojenje

u postupku iscrpljenja minimalna temperatura bojenja

130C

maksimalna postojanost na sublimovanje

Ponaanje tri osnovne grupe boja u postupku iscrpljenja prikazana su na slici 42.

Slika 42. Iscrpljenje Bemacron disperznih boja

Brzina difuzije moe se povecati povecanjem propustljivosti vlakna, odnosno poveanjem sposobnosti bubrenja vlakna. Ovo se moe postii dodavanjem rastvoru za bojenje jednostavnih organskih jedinjenja koja poseduju afinitet prema vlaknu i imaju manje molekule od molekula boje. Karakteristian predstavnik ovih jedinjenja je fenol, koji zbog male veliine brzo difunduje u vlakno i zatim se vezuje za karbonilne grupe uspostavljanjem vodoninih mostova. Kako je fenol hidrofilnog karaktera na tim mestima e se vezati molekuli vode to e izazvati bubrenje vlakana i na taj nain olakati prodor molekula boje unutar vlakna. Ova sredstva poznata su pod nazivom kerijeri, i uinak ovih materija prikazan je na slici 43 .

Uinak ekvivalentnih koliina razliitih kerijera je priblino jednak. Kerijeri se upotrebljavaju u obliku emulzija ili disperzija, a koncentracija zavisi od svojstva kerijera i postupka bojenja i varira u irokom rasponu od 1-8 g/dm3 do 30-50 g/dm3. Iako je u praksi potvren pozitivan uticaj kerijera na bojenje poliestarskih vlakana ove materije se koriste u izuzetnim situacijama, jer imaju vie ncdostataka: ne mogu se potpuno ukloniti pranjem, zbog ega njihovom izboru treba pokloniti posebnu panju obzirom na njihovo toksino i dermatoloko dejstvo,

prisustvo kerijera na vlaknu nepovoljno deluje na postojanost obojenja mnogih boja prema svetlosti, a u izvesnim sluajevima i na skupljanje vlakna,

u rastvoru kod nekih boja mogu da izazovu aglomeraciju boje i

povecavaju izluivanje oligomera u rastvoru.

Temperatura je veoma vana kod bojenja svih vlakana, ali kod sistema sa velikom energijom aktivacije kao to je PES/disperzna boja ima poseban znaaj. Uticaj temperature na iscrpljenje disperznih boja na PES vlaknu prikazan je na slici 44, dok je u tabeli 27 prikazan temperaturni interval iscrpljenja boje u zavisnosti od koncentracije.

Tabela 27. Temperaturni interval iscrpljenja disperznih bojaKoncentracija boje, %Temperatura, C

2110-130

Kod bojenja poliestarskih vlakana razvijeni su postupci bojenja na visokim temperaturama (130 "C, p=3-5 bar - HT bojenje) i termosol postupak (190-220 C), koji se esto primenjuju u praksi.

Bojenje poliestra na poveanoj temperaturi izvodi se u hermetiki zatvorenim aparatima (autoklavima) poznatim pod imenom HT aparati, koji imaju razliite oblike u zavisnosti od forme bojenog materijala, prema sledeem dijagramu bojenja:

Isputanje vrue flote ima za cilj smanjenje koliine oligomera koji izlaze u rastvor iz vlakna i deponuju se na materijal smanjujui postojanost obojenja na trenje.

Kao zavrna obrada esto se preporuuje alkalna redukciona obrada kada se sa materijala uklanja nefiksirana boja kao i eventualno deponovani oligomeri na povrini materijala. Za pomenutu obradu pogodan je primer rastvora sledee formulacije:

Termosol postupak je karakteristian kontinuirani postupak za bojenje tkanina od PES vlakana ili meavina sa drugim vlaknima, najee PES/pamuk. Termosol postupak obuhvata sledee opracije :

impregniranje tkanine bojom - fulardovanje,

suenje impregnirane tkanine,

fiksiranje boje termikim putem - termosoliranje i

naknadna obrada obojene tkanine.Banja za fulardovanje ima sledeu formulaciju: x g/dm3 boje, 2-5 g/dm3 alginatni zgunjiva (antimigraciono sredstvo), 0,2-0,5 g/dm3 antipenuavac i CH3COOH za pH 6. Materijal se fularduje na sobnoj temperaturi sa stepenom ceenja 50-70 % i brzinom prolaza 20-30 m/min. Impregnirani materijal sui se na temperaturi 100-130 C a zatim izlae kratkotrajnoj ali intenzivnoj termikoj obradi radi fiksiranja boje koja se referie kao termosoliranje. Termosoliranje traje 30-60" na temperaturi 180-190 C za boje E tipa i 210-225 C za boje SE i S tipa. Na kraju se materijal podvrgava alkalno redukcionom ienju, toplom i hladnom ispiranju i neutralizaciji u razblaenom rastvoru siretne kiseline.

U novije vreme razvijen je postupak bojenja PES vlakana disperznim bojama u alkalnoj sredini, za ta su razvijeni specijalni asortimani boja (Bemacron E-RD - Bezema, Dianix AD - Dy Star itd.).Prednosti alkalnog bojenja:

smanjeni sadraj oligomera,

manja zaprljanost aparata,

racionalizacija procesa,

ustede pri redukcionom ienju

Nedostaci alkalnog bojenja:

problemi sa reprodukcijom nijanse i

ogranien izbor boja.