Научно-исследовательская работа ученицы 8 класса Сорокиной Дарьи "Крашение текстильных материалов флуоресцентными красителями"

КРАШЕНИЕ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ФЛУОРЕСЦЕНТНЫМИ КРАСИТЕЛЯМИ

Сорокина Дарья Дмитриевна, ученица 8 класса МКОУ СШ №1

Руководители (наставники): Марфин Ю.С. – к.х.н., доцент каф. НХ ИГХТУ,

Владимирцева Е.Л. – к. т.н., ст.н.с. каф. ХТВМ ИГХТУ,

Тевризова Т.А. – учитель химии, МКОУ СШ №1 г. Приволжска

2015

Введение

В настоящее время борфторидные комплексы дипирролилметенов (Bodipy) привлекают внимание исследователей ввиду их высокой устойчивости, а также ярко-выраженных хромофорных и флуоресцентных свойств. Как и другие флуоресцентные красители – родамин 6g и флуоресцеин, Bodipy нашли себе применение в различных областях: биохимии, медицине, приборостроении и пр. Тем не менее, до сих пор никто не использовал Bodipy для крашения текстильных материалов. В первую очередь это связано с тем, что синтез этих соединений сложен, они выпускаются в очень небольших количествах и дороги по цене. Таким образом, окрашивание ими больших партий полотен экономически не выгодно. Флуоресцеин и родамин 6g более доступны, однако их тоже не используют в текстильной отрасли вследствие малой прочности окрасок. Однако технологии не стоят на месте, то, что раньше казалось чудом, входит в нашу повседневную жизнь: материалы, меняющий цвет при нагревании; ткани, которые сами очищаются от грязи, не используя ничего, кроме солнечного света в качестве источника энергии; одежда, контролирующая температуру и частоту сердечных сокращений владельца. Если добиться того, чтобы Bodipy, флуоресцеин и родамин 6g и в волокне сохраняли свою уникальность, то полученную в результате крашения ткань можно будет использовать как «умный материал» (Smart Textile), способный изменять свои свойства под влиянием различных факторов.

Цель работы: оценка эффективности использования флуоресцентных красителей на тканях различного волокнистого состава; получение «умных материалов».

Задачи:

1. Окрасить ткани различной природы красителями, способными к флуоресценции;

2. Проверить чувствительность образцов к сухому и влажному трению, сравнить с показателями методических материалов;

3. Проверить чувствительность тканей, окрашенных красителями Bodipy

Экспериментальная часть:

В качестве объектов исследований были выбраны ткани, отличающиеся составом волокна: полиэфирная; полиамидная и хлопчатобумажная.

Исследование состояло из двух этапов:

В ходе первого этапа красители Bodipy (аминозамещенный и карбоксизамещенный) растворяли в дихлорметановой смеси (3*10^-5). Образцы тканей выдерживались в полученном растворе от 1 до 3 сут. Так как растворитель летуч, на третьи сутки концентрация раствора возросла (3*6^-5), что привело к яркому окрашиванию тканей. Полученные образцы сканировали с разрешением 400 dpi. Оценку их цветовых характеристик проводили с использованием колористической программы ColorMania по системе RGB. Кроме того, в ходе экспериментов была оценена устойчивость окрасок к действию кислот и щелочей, трению, УФ-излучению.

На втором этапе мы использовали красители флуоресцеин и родамин 6g, которые растворяли в дистиллированной воде (1 г/л). Для повышения растворимости флуоресцеина в часть растворов было добавлено поверхностно-активное вещество (ПАВ). Образцы окрашивали в режиме термостатирования при 50^оС С постоянным перемешивании в течение 30 минут, затем выдерживали в течение суток. Интенсивность окрасок рассчитывали на основании коэффициентов отражения, полученных на приборе «Спекол-11». Также были проведены испытания образцов на устойчивость к стирке в мыльно-содовом растворе (5 г/л) и к сухому и мокрому трению, с помощью прибора для проверки к истиранию.

Результаты экспериментов представлены в таблице:

Выводы:

1. Окрасили ткани различной природы красителями, способными к флуоресценции.

2. Полученные образцы устойчивы к трению.

3. Окрашенные ткани устойчивы к ультрафиолетовому излучению и в ряде случаев проявляют свои сенсорные свойства.

4. Полученные образцы не устойчивы к стирке.

5. После влажного трения ткани, окрашенные флуоресцеином, способны к флуоресценции.