Основні дані про хімічні матеріали

ГЛАВА

Хімічне чищення речового майна

Основні дані про хімічні матеріали

Одяг і інші вироби з тканин у процесі експлуатації (носіння) забруднюються. Забруднення можуть бути загальними, рівномірно розподіленими по усій поверхні виробу або у вигляді окремих плям. Обидва види забруднення звичайно бувають одночасно на одній речі.

На глибину і швидкість проникання забруднення в текстильні волокна насамперед впливають вид волокон, ступінь забруднення, вид забруднення, механічний вплив, гігроскопічність і набрякання текстильних волокон, а також фактура текстильного матеріалу.

Текстильні матеріали із шорсткуватою поверхнею в порівнянні з гладкими забруднюються швидше і легше. Забруднення рідиною вважається самим агресивним, тому що в результаті капілярності волокон воно значно швидше проникає усередину текстильного волокна. Тверді частинки, затримані на поверхні текстильного волокна, проникають усередину в результаті переносу їх рідиною, наприклад, дощовою водою. Але вони можуть потрапити й у результаті механічного впливу, що виникає при терті волокна об волокно, тканини об тканину і т.д. особливо в місцях біля складок, підкомірців, манжет, нижньої частини рукава і т.д., де вони більше усього забруднюються і зношуються.

Між матеріалом і забрудненнями існують наступні зв'язки:

- механічний;

- хімічний;

- адсорбційний.

Механічний зв'язок – самий звичайний й поширений. Він виникає при забрудненні виробів твердими частинками.

Хімічний зв'язок – дуже міцно зв'язує забруднення з тканиною. Він виникає при зіткненні матеріалу з різноманітними речовинами, що містять переважно барвні речовини (фрукти, медикаменти, вино, чорнила і т.д.), а також із речовинами, здатними реагувати з текстильними волокнами (різноманітні мастила, іржа і т.д.). На практиці цей зв'язок виявляється у вигляді різноманітних плям, що утворяться в місцях забруднення. Іноді ці плями не можна видалити звичайною хімчисткою органічними розчинниками. Їх усувають лише спеціальними плямовиводними засобами, у результаті чого порушується зв'язок між тканиною і плямою. Бувають випадки, коли пляму неможливо видалити, не пошкодивши тканину, наприклад, якщо забруднена дуже сильно або час дії забруднення тривалий.

Адсорбційний зв'язок між матеріалом і забрудненням пояснюють по-різному. Деякі вважають адсорбцію взаємним притяганням молекул. У цьому випадку, якщо забруднення і тканина мають специфічну спорідненість, виникає адсорбційний зв'язок. Інші вважають, що адсорбційні зв'язки в основі своєї нагадують адсорбцію газів твердою речовиною. Існує і така думка, що оскільки забруднення містить речовину, спроможну вплинути на поверхневий натяг, то виникає орієнтоване розташування молекул на поверхні стику між забрудненнями і текстильним матеріалом. При цьому зв'язок зміцнюється. До адсорбційних зв'язків відносяться вільні джерела енергії, наприклад, у деяких целюлозних і натуральних волокон, що представляють собою вільні валентності текстильного матеріалу.

Склад забруднення, що потрапляють на тканину з навколишнього середовища непостійний і залежить від багатьох факторів: забруднення повітря пилюкою, вихлопними газами автотранспорту, від умов роботи і складу грунту. Крім того, до складу забруднення входять виділення людського тіла (піт, шкірний жир, сечовина і т.д.), пилюка, масложирові, чорнильні, білкові, кров'яні й інші плями. Постійним джерелом забруднення одягу являється повітря, у якому знаходиться велика кількість забруднень (у промисловому місті після дощу в 1 м³ повітря міститься біля 30 тисяч пилин, а в суху погоду їхня кількість досягає 130 тисяч і більш). Таким чином, забруднення являють собою суміш цих речовин.

речовини, які забруднюють, в основному розподіляються по усій поверхні одягу (тканини) і тому їх можна назвати загальними забрудненнями.

З огляду на те, що по кількості і якісному складу класифікувати забруднення важко, забруднення розділяють по розчинності на 3 групи:

1. Розчинні в органічних розчинниках і нерозчинні у воді: умовно називані «жирові». До цієї групи відносяться тваринні, рослинні жири, мінеральні мастила, різноманітні смоли, віск, парафіни, частина виділень сальних залоз людського поту.

2. Розчинні у воді й органічних розчинниках, умовно називані «водорозчинні». До них відноситься основна частина потових виділень, речовини білкового походження.

3. Нерозчинні у воді й органічних розчинниках, умовно називані «механічні» або «пігментні». До них відносяться сажа, дорожній пил, глина й ін.

Практика показала, що перша група складає приблизно 40 – 70%, друга – 5%, третя – 25 – 55% усього обсягу забруднення.

Проводилися дослідження, яке текстильне волокно легше усього забруднюється. Виявилося, що натуральне волокно, у першу чергу вовна і бавовна, забруднюються швидше, ніж хімічні. Це пояснюється структурою натуральних і хімічних волокон.

Необхідно мати на увазі, що включення окремих забруднень у ту або іншу групу являється умовним. Так, наприклад, ряд тваринних і мінеральних мастил, знаходячись на волокнах у вигляді тонких плівок, окисляючись киснем повітря, переходять у нерозчинні у воді й органічних розчинниках забруднення. Точно також білкові речовини при нагріванні коагуліруються і переходять у нерозчинні стани.

Забруднення, що знаходяться на тканині, надають відому роль у деструкції волокон. Пил, пісок і інші речовини, частинки яких мають гострі краї, під час носіння сприяють стиранню тканини одягу. Забруднення тканини білковими і цукристими речовинами, особливо при збереженні її в сирому приміщенні, може служити середовищем для розвитку різноманітних мікроорганізмів, що сильно руйнують волокна тканини. На міцність волокон тканини також впливають виділення поту, що унаслідок кислої реакції (Рн = 3,8 – 5,6) будуть постійно знижувати міцність волокон, особливо целюлозних, як більш вразливих до дії кислот. Деякі види забруднень можуть утворювати дуже міцні з'єднання з волокном. Прикладом цього являється плями іржі, старі плями крові і масложирових забруднень. Ці з'єднання можна зруйнувати (і то не у усіх випадках) за допомогою хімічних матеріалів: відновлювачів, окислювачів і ферментів.

Процес забруднення одягу і зв'язку його з волокном можна розглядати як комплекс фізичних, хімічних і інших процесів взаємодії з волокном. Цими, що послідовно відбуваються процесами є:

1. Адсорбція (осідання) забруднення на поверхні волокна.

2. Дифузія (проникнення) забруднення усередину волокна.

3. Закріплення забруднення на волокні.

Склад загальних забруднень і характер їхнього зв'язку з волокном визначають і методи їх видалення. Загальні забруднення можна видалити наступним способом:

1. Механічним методом (щіткою).

2. Водяними розчинами миючих речовин (пранням).

3. Екстрагуванням жирових забруднень органічними розчинниками з наступною обробкою водяними розчинами миючих речовин для видалення забруднень, що залишилися, розчинних у воді і пігментних забруднень (хімчисткою).

Обробка верхнього одягу в мильне – содових розчинах мають ряд недоліків: усадка тканин, часткове вимивання апрету, а в ряді випадків зміна забарвлення і деформація, що погіршує зовнішній вигляд виробу.

Хімічне чищення проводиться з метою видалення масложирових забруднень із поверхні за допомогою органічних розчинників. Хімічне чищення має наступні переваги перед пранням:

- обробка розчинниками відбувається при звичайній температурі, без підігріву, що дозволяє чистити овчинне – шубні вироби і хутряні, шапки-вушанки, вата в прокладках, що утеплюють, майже не піддається жмуткуванню, завдяки чому краще зберігається теплозахисні властивість курток, ватного спецодягу;

- хімчистка не викликає усадки виробів і лише незначно змінюють колір виробів;

- краще видаляє масложирові забруднення;

- дешевше прання.

Недоліком в основному через розчинники – або вони токсичні, або вогненебезпечні. Хімічне чищення одягу являється молодою галуззю і поки ще не вдалося остаточно визначити механізм взаємодії забруднених текстильних волокон із хімічними розчинниками.

Процеси хімічного чищення мало вивчені і вимагають подальшої послідовної роботи. Спеціалісти підтверджують, що хімічне чищення є процес розчинення органічних і мінеральних забруднень в органічних розчинниках, тобто розчинення органічних і мінеральних жирів, мастил, смол, лаків і т.д. у хлорованих вуглеводнях. Питання про розчинність є наріжним каменем теорії розчинів.

Для видалення забруднень з одягу, що поступає у хімічне чищення, в апаратах застосовуються різноманітні розчинники. Вони повинні задовольняти наступним вимогам:

- добре розчиняти жири й мастила, при цьому не повинні послабляти міцність і розчиняти звичайні текстильні волокна;

- не викликати усадки тканин і ослаблення або розчинення барвників;

- не надавати запаху вичищеним предметам одягу;

- повинні бути достатньо летучими, щоб можна було їх регенерувати і легко видаляти в короткі строки при сушці одягу без тривалого нагрівання і застосування високих температур;

- не викликати корозії обладнання, незалежно від присутності води;

- повинні бути не отрутними;

- незаймисті, що кращим засобом відповідало б протипожежній безпеці.

Проте деякі рідини задовольняють цим вимогам. В даний час застосовують фракції нафти, що мають високі температури кипіння (уайт – спірит і деякі види бензину) і хлоровані вуглеводні. До останніх розчинників відносяться трихлоретилен, перхлоретилен, чотирьоххлористий вуглець.

1. Трихлоретилен C₂HCL₃ CL CL

| |

C = C

| |

CL H

Одержується з тетрахлоретилена шляхом кип'ятіння його з вапном. Являє собою безбарвну рідину з характерним запахом, що нагадує хлороформ, що присутні усім розчинникам, що містять хлор, не горить. Питома вага трихлоретилену 1,465, температура кипіння - +87,19⁰С, температура замерзання - – 73⁰С. Пари його шкідливі. З ефіром, спиртом, бензином, хлороформом змішається в будь-яких пропорціях. Розчинність води в трихлоретилені 0,032 г на 100 г розчинника, розчинність трихлоретилену у воді 0,11 г на 100 г води.

Незважаючи на малі величини розчинності, вони мають велике значення при застосуванні трихлоретилену. Трихлоретилен під дією води розкладається з утворенням соляної кислоти по рівнянню:

О

//

C₂HCL₃ + H₂O ® C₂H₂CL₂O + HCL CH₂CL – C

\

CL

Незважаючи на повільне протікання реакції гідролізу, вона усе ж становить небезпеку, тому що при цьому відбувається накопичення соляної кислоти, що служить причиною корозії обладнання і появи іржавих плям на оброблюваному одязі, а також причиною руйнації тканин, що особливо містять целюлозні волокна. Для запобігання утворення кислоти в трихлоретилен уводять так називані стабілізатори – аміни, що розчиняються в ньому, різноманітні інгібітори і т.д. Незважаючи на це в результаті багаторазової перегонки соляна кислота все-таки накопичується. Тому рекомендується в якості профілактики добавляти різноманітні лужні речовини (соду, крейду) при його збереженні в цистернах і в дистиляторах після його очищення. При температурі понад +30⁰С трихлоретилен утворює емульсію з водою, розшаровується при більш низьких температурах. З цієї причини при недостатньому охолодженні в процесі дистиляції забрудненого розчинника вода потрапляє в збірники розчинника, що може привести до пошкодження оброблюваного одягу і корозії обладнання. Тому температура розчинника, що стікає при перегонці, не повинна перевищувати 20 – 25⁰С. Трихлоретилен схильний окислюванню при сильному освітленні і при нагріванні понад +100⁰С, в присутності кислот. Реакція протікає по наступній формулі:

C₂HCL₃ + O₂ ® COCL₂ + CO + HCL

Особливо небезпечна реакція з виділенням фосгену, що може виникнути при палінні в приміщенні, що містить пари трихлоретилену. Курити в цих приміщеннях категорично заборонено. Пари трихлоретилену в 4,5 рази важче повітря. З огляду на це, витяжну вентиляцію в цеху хімічного чищення, що працює на хлорованих розчинниках, варто виконувати з нижнім відсмоктуванням.

Трихлоретилен широко застосовується при знежирюванні одягу, тому що добре розчиняє мастила, жири, парафін, каучук, мастильну фарбу і т.д. Для чищення одягу, виготовленої клейовим методом, не придатний. Він активний і зменшує м'який гриф хутряних і вовняних виробів.

2. Перхлоретилен (тетрахлоретилен) C₂CL₄ CL CL

| |

C = C

| |

CL CL

Утворюється при нагріванні без доступу повітря різноманітних поліхлорпохідних вуглеводнів. Перхлоретилен – безбарвна важка мало летуча рідина з запахом ефіру, не горить. Питома вага його – 1,619, температура кипіння – +121⁰С, температура замерзання – – 18,0⁰С, розчинність у воді при +25⁰С складає 0,15 г на 100 г води.

Перхлоретилен на противагу трихлоретилену стійкий до дії води і тому не викликає корозії металів. Він володіє меншою окисляємістю в порівнянні з трихлоретиленом, але усе ж при збереженні на світлі і під дією високої температури окисляється з утворенням трихлоруксусної кислоти і фосгену.

Через дуже низку летучості, він менше токсичний, ніж трихлоретилен. У відношенні розчинюючої дії перхлоретилен подібний із трихлоретиленом, але менше активний. Завдяки цьому після обробки одягу в ній зберігається залишковий зміст жиру, і оброблений одяг має велику м'якість на дотик (м'який гриф). Перхлоретилен майже не впливає на клейові шви. В даний час займає головне місце у виробництві хімічного чищення одягу й одержав саме широке поширення в практиці підприємств побутової хімії.

3. Чотирьоххлористий вуглець CCL₄ утворюється в результаті впливу хлору на сірковуглець. Безбарвна, важка, летуча рідина. Питома вага – 1,59, температура кипіння - +76,5⁰С, температура замерзання - – 23⁰С. Добре розчиняє жири й мастила, парафін, оліфу, штучну і деревну смоли, лаки, клей, які застосовуються при готуванні одягу клейовим способом, а також фурнітуру з полістиролу. На фарбування виробів не впливає. У присутності води CCL₄ гідролізується з утворенням соляної кислоти:

CCL4 + H₂ O ® HCL + CO ₂

Під дією сонячних променів розкладається, виділяючи соляну кислоту. Отрутний. Тому під час роботи з чотирьоххлористим вуглецем потрібна особлива обережність, вентиляція, що безвідмовно працює і регулярно провітрюване приміщення. Він більш токсичний, ніж інші хлорвуглеці, тому його застосування на виробництві обмежено.

4. Уайт – спірит. Чиста, прозора, трохи жовтувата рідина з запахом гасу – продукт переробки нафти. Є розчинником для лаків і фарб, добре розчиняє жири, віск, асфальт, парафін, мастила, взуттєвий крем і ін. Він не впливає на міцність волокон, на забарвлення, на фурнітуру виробів. Недоліки його – вогненебезпечний і отрутний. Основним недоліком є його вибухо – і пожежонебезпека, що обмежує його застосування для чищення одягу.

Поиск по сайту: