Реферат: Крашение натурального шелка бромакриламидными красителями
щелочь
®H2 N-шелк-СООН
К кислотам фиброин несколько более устойчив, чем к щелочам. Растворы даже сильных минеральных кислот в низких концентрациях при нагревании не оказывают заметного разрушительного действия на волокно. Это свойство используют при крашении шелка. После отварки или крашения шелк обрабатывают кислотами, в результате чего он приобретает характерный скрип, возникающий в результате трения одних волокон о другие.
В более высоких концентрациях и при высокой температуре кислоты разрушают фиброин. Концентрированная серная и соляная кислоты растворяют шелк на холоду в течении короткого времени. Более устойчив фиброин к слабым минеральным кислотам - фосфорной, сернистой, уксусной, щавелевой, муравьиной.
Особенностью фиброина является его устойчивость к протеолитическим ферментам.
Отношение к окислителям и восстановителям. Соли хлорноватистой кислоты и хлор даже в растворах слабой концентрации повреждают фиброин. По аналогии с другими белками в этом случае можно ожидать образование хлораминокислот и далее - кетонокислот и хлорамина.
Шелк отличается относительно низкой устойчивостью к фотохимическому окислению (разрушение на свету при действии кислорода воздуха).
Фиброин устойчив к восстановителям, обычно применяемым в текстильной практике (гидросульфиту, сернистой кислоте и ее солям).
Серицин
Строение серицина
Белковая часть природной шелковины - серицин. Значительно отличается от фиброина. Для серицина характерно более высокое содержание оксиаминокислот (в особенности серина и дикарбоновых и диаминокислот), наличие небольшого колическтва цистина. По аминокислотному составу серицин более гидрофилен, чем фиброин.
Дикарбоновые аминокислоты частично входят в состав серицина в виде своих амидов. Из продуктов гидролиза серицина выделены также углеводы - 0,6 % (в пересчете на глюкозу) и аминоуглеводы - 0,5 % (в пересчете на глюкозамин).
Отсутствие данных о первичной стуктуре серицина. По вторичной установлено, что в серицине на волокне определенная доля цепей находится в b-форме, образуя упорядоченные области, и фиксация их достигается за счет связывания соседних цепей небелковыми компонентами, цистинными связями. Электронно-микроскопические исследования поверхности кокона, предварительно освобожденного от жировосковых компонентов, подтверждают, что структура серицина, покрывающего нити, несколько фибриллярна.
Свойства серицина
Серицин нерастворим в спирте, эфире, ацетоне, бензине, но растворим в воде, водных растворах щелочей и кислот. Растворимость серицина в воде, резко отличающая его от фиброина, обусловлена особенностями химического строения: высоким содержанием полярных, способных гидратироваться групп в боковых цепях, менее упорядоченным расположением цепей с меньшим межмолекулярным взаимодействием между ними.
Растворимость серицина в воде зависит от температуры: если она ниже 90°С, серицин только ограниченно набухает и практически в раствор не переходит; при более высокой температуре набухание становится неограниченным и начинается растворение. При температуре 100 °С можно полностью обесклеить волокно при многочасовом кипячении. Резко увеличивается скорость расворения при температуре выше 105 °С; при температуре 110 °С волокно в течении 1 ч можно полностью освободить от серицина.
Растворимость существенно зависит от реакции среды и возрастает в растворах кислот и щелочей (амфотерность серицина как белкового тела, способности его соединятся с кислотами и щелочами, с образованием ионизируемых солей с более высокой сольватацией. При слабощелочном растворе с pH 9,5-10, волокно можно обесклеить при температуре 95-100°С .
Серицин нестоек к протеолитическим ферментам, с чем связана способность его разлагаться микроорганизмами.
Обработка шелка-сырца в растворе формальдегида переводит серицин в видоизменение, характеризующееся пониженной расворимостью в воде. Это вызвано взаимодействием формальдегида с NH2 -группами серицина и образованием метиленовых связей между цепями.
Изоэлектрическая точка серицина находится в пределах pH 3,9-4,3. Следовательно, серицин, хотя и амфотерное вещество, но из-за преобладания кислотной функции является слабой кислотой.Способен растворяться в кислотных растворах при pH ниже 4 и растворяется в щелочных среде.
В водных растворах, полученных при обесклеивании шелка, серицин представляет сложную смесь белковых продуктов, которая может быть разделена на 5-6 фракций методом электрофореза или на 10-11 фракций прибавлением к раствору серицина в 0,1 н. NH4 OH ацетона.
Связь между серицином и фиброином осуществляется за счет водородных и химических связей через небелковые компоненты - цистиновые мостики. Существенную роль в образовании макроструктуры шелка играют также разветвленные и проходные полипептидные цепи. Нить шелка представляет собой армированный полимерный материал. Фиброиновые стержни являются несущим остовом этой структуры, а серицин играт роль связующего. [1] [1]
Активные красители
Общая формула активных красителей:
(Р)n - Кр - А
где Кр - хромофорная часть молекулы;
А - активный центр;
Р - группы, придающие красителю растворимость (OH, SO3 H, SO3 Na).
Формула отражает только общие свойства структуры активных красителей и не учитывает некоторых специфических особенностей некоторых групп.
У нерастворимых в воде дисперсных красителей отсутствуют Р - группы, придающие растворимость в воде.
В водорастворимых активных красителях в качестве растворимых используют сульфо-, карбоксильные- и сульфоэфирные группы. Число этих групп определяется величиной молекулы красителя в целом; их число должно обеспечить хорошую растворимость красителей в условиях применения.
В качестве хромофорной части используют разнообразные хромофорные системы, характерные для кислотных и других классов красителей: моноазо-, дисазо-, антрахиноновые, фталоцианиновые и другие системы. По строению акитвные красителяи можно разделить на несколько групп:
- носитель активного атома гетероциклический фрагмент молекулы
- носитель активного центра винилсульфоновая группа (или другие группы, содержащие непредельные связи)