UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFACULTAD DE INGENIERA QUMICA Y TEXTIL

LABORATORIO DE PROCESADO QUIMICO TEXTIL IIPIT - 50/A

LABORATORIO N8COLORANTES DISPERSOS

Realizado por: Collazos Gmez, Marco Cuicapuza Araujo, RafaelProfesora:Ing.MaraElenaTitoDe Bendez

Fecha de realizacin de la prctica: 30/ 05 /15Fecha de entrega del informe:06/06/15

Lima Per2015

Contenido1.OBJETIVOS22.FUNDAMENTO TERICO33.MATERIALES Y EQUIPOS43.1.EQUIPO43.2.MATERIALES53.3.PRODUCTOS QUIMICOS Y AUXILIARES54.PROCEDIMIENTO55.CALCULOS65.1.Tintura de fibras con colorante Negro Lanaset B al 2 y 3%66.DATOS87.DISCUSION DE RESULTADOS98.CONCLUSIONES109.RECOMENDACIONES1010.BIBLIOGRAFIA1111.MUESTRAS12

1. OBJETIVOS

Conocer, aplicar y evaluar las tcnicas de teido con colorantes dispersos sobre fibras de polyester.2. FUNDAMENTO TERICO

Desde su aparicin en el mercado, las fibras de polister y las telas fabricadas con ellas, tuvieron el inconveniente de no ser teibles, con los colorantes usuales. Hubo que acudir a una nueva familia diseada para teir el rayn acetato: los colorantes dispersos. Esta dificultad es debida a que la fibra presenta una estructura molecular muy cerrada, que impide el fcil acceso de los colorantes. Los colorantes dispersos junto a productos auxiliares especficos y mtodos de aplicacin adecuados, solucionan este inconveniente.MECANISMO DE TINTURA DEL POLISTERSe pueden destacar tres etapas distintas y consecutivas a medida que transcurre el proceso de tintura de la fibra: Difusin del colorante desde el bao hacia la superficie de la fibra. Adsorcin del colorante por la superficie de la fibra. Difusin del colorante desde la superficie al interior de la fibra.En la primera etapa es importante sealar que la velocidad de agotamiento del colorante en una mezcla, est vinculada a la concentracin relativa: a mayor concentracin menor velocidad de agotamiento.En la segunda fase se determina las posibilidades de igualacin, influenciada por la concentracin del colorante, el gradiente trmico, la presencia de ciertos auxiliares y de las caractersticas particulares de la fibra.En la fase final la mayor influencia est dada por el volumen y el largo de la molcula del colorante y la energa aplicada, siendo la de alta temperatura la de mejores resultados tanto en difusin, como en igualacin.TINTURA DE TELAS CON FIBRAS DE POLIESTERExisten dos mtodos de aplicacin: Por agotamiento: (batch, partidas, a la discontinua), donde se tie un lote de tela de un determinado peso, en funcin del equipo disponible.

Por impregnacin: (a la contnua, PadThermosol), donde la tela pasa en forma continua por un bao donde se impregna con el color, luego se desarrolla el mismo por temperatura y finalmente se recoge en rollos.

MTODO POR AGOTAMIENTOHay dos formas de aplicacin: a Presin Atmosfrica y a Alta Temperatura (HT)En el presente laboratorio se ver el primer caso:Mtodo de tintura con Carrier a presin atmosfricaConsiste en el empleo de un auxiliar de tintura (carrier) que acta hinchando la fibra de polister, de forma que a 100C, el colorante disperso puede difundirse dentro de la fibra y teirla eficientemente.Presenta el inconveniente que el carrier est basado en sustancias fenlicas de alta contaminacin ambiental, por lo que su uso est disminuyendo fuertemente.Sin embargo el uso de este mtodo es necesario cuando no se disponen de equipos cerrados que permitan trabajar a alta temperatura.

Material:PES 100% o sus mezclas en tejido plano o tejido de punto.

Equipos:Jiggers, Autoclaves o Jets y Overflows.

Colorantes:Dispersos

Relacin de bao:1:5-1:12

Auxiliares:Agente dispersante1-2 g/lt

Carrier 4-5 g/lt

Dador de cido1 g/lt

pH de trabajo:4.5-5

Temperatura:98-100C

Tiempo:30-60 min

Post- tratamiento

Lavado reductorSoda custica 50% 3-4 g/lt

Hidrosulfito de sodio 2-3 g/lt

Tensioactivo no inico...1-2 g/lt

Tratar 10 min. a 80C

Las concentraciones menores de auxiliares y de tiempos de proceso corresponden a las menores concentraciones de colorantes. Las relaciones de bao estn dadas por el volumen de bao ptimo de los equipos que se utilicen. El lavado reductor puede evitarse en tonos claros hasta medios, y depender de las solideces finales exigidas.3. MATERIALES Y EQUIPOS3.1. EQUIPO

Espectrofotmetro de reflectancia Datacolor 600 Caja de luces Balanza de precisin Equipo de calentamiento de glicerina.3.2. MATERIALES

Tela 100% polister sin blanqueo ptico. Tela 100% polister con blanqueo ptico Elsticos, blondas y botones de polister 1 probeta de 100 ml y de 1L 1 vaso de 250 ml Pipetas de 10, 5 y 1 ml 3 baguetas 1 termmetro Propipeta 4 Matraz erlenmeyer de 100 ml Tijeras Canastilla metlica. Gancho metalico. Recipiente metlico3.3. PRODUCTOS QUIMICOS Y AUXILIARES

Colorantes dispersos: Rojo Terasil R, Yellow Terasil 4G, Rojo Terasil FBR, Blue Terasil 3RL, Blue terasil BGE 200%. Sulfato de amonio Acido frmico Hidrosulfito de sodio Soda caustica pellets. Acido actico glacial. Setamol WS Carrier (Remol)

4. PROCEDIMIENTO

El sustrato (6 g total) est conformado por 2.25 g de tela 100% polister, 2.25 de tela 100% polister con blanqueo ptico, 0.75 g Botn, 0.75 g de elstico y blonda. Los colorantes dispersos se disuelven en frio en la relacin (1/100) realizando un previo empaste. Llenar con agua fra los recipientes metlicos, previa determinacin del volumen inicial. Agregar los auxiliares Carrier 2g/L, Setamol WS 0.5 g/L. Agregar el producto qumico Sulfato de amonio 1 g/L Colocar el sustrato en la canastilla metlica, esta a su vez dentro del tubo donde se agregaron los auxiliares y el agua. Levantar la canastilla y agregar el colorante disperso. Pasados 5 min, levantar la canastilla y agregar el acido frmico 1g/L. Verificar el pH 4.5 empleando la cinta indicadora de pH. Colocar los tubos metlicos dentro de la mquina de calentamiento por glicerina, elevar la temperatura hasta 70C con un gradiente de 2C/min aproximadamente. Una vez llegado a 70 C disminuir la gradiente a 1C/min hasta llegar a la temperatura de 98 C. Mantener por 45 minutos a 98C. Realizar un bao reductivo a 80/ 10 minutos empleando 2g/L de hidrosulfito de y tambin de soda caustica. Realizar un neutralizado con 0.5 g/L de acido actico a 40C/10 min. Realizar un enjuague final en frio.

Fig. N1 Curva de tintura empleada para los colorantes dispersos5. CALCULOS5.1. Tintura de fibras con colorante Negro Lanaset B al 2 y 3%Sustrato: 6 g de material de polister 2.25 g Tela 100% polister sin blanqueo ptico2.25 g Tela 100% polister con blanqueo ptico0.75 g Botn 0.75 g Elstico y BlondaR.B.: 1/20Volumen total: 120 cc

Preparacin del colorante:1Se prepara una solucion (1/100) de cada colorante Rojo Terasil R, Yellow Terasil 4G, Rojo Terasil FBR, Blue Terasil 3RL, Blue Terasil BGE 200%, disolviendo 0.5 g de colorante en 50 cc de agua. Preparacin de auxiliares:

Carrier (Remol)

Se prepararan 20 cc de solucin de Carrier (1/10) Setamol WS

Se preparan 10 cc de solucin de Setamol WS (1/10) empleando 1 g de Setamol WS.

Preparacin de los productos qumicos:Acido Frmico

Se preparan 10 cc de solucin de acido frmico (1/10) empleando 1 g de acido frmico.Sulfato de amonio

Se preparan 10 cc de solucin de sulfato de amonio (1/10) empleando 1 g de acido frmico.

Hidrxido de sodio

Se prepararan 20 cc de solucin de (1/10)

Bisulfito de sodio

Se prepararan 20 cc de solucin de Bisulfito de sodio (1/10)

6. DATOS

6.1. Resultados del Data colorComparacin entre blue terasil 3RL y su acabado

Observaciones

El % de reflectancia de 48% y 45% para el estndar y lote respectivamente cuyo picos mximos se dan en =400-450 nm. Las diferencias de color para el D65 nos indican lo siguiente: DL= -2.31, el blue terasil acabado es mucho ms oscuro que el estndar. Da=-1.56, el lote es menos rojizo que el estndar. Db=-2.51, el batch es ms azul que el estndar. Dc= 2.50, siendo el batch ms brillante que el estndar. Cuando se usa iluminantes diferentes, la tela se torna de diferente color.

Comparacin entre rojo terasil FBN y su acabado

Observaciones

El % de reflectancia de 82% y 80% para el estndar y lote respectivamente cuyo picos mximos se dan en =650-700 nm. Las diferencias de color para el D65 nos indican lo siguiente: DL= -1.43, el rojo terasil acabado es mucho menos claro que el estndar. Da=4.42, el lote es menos verdoso que el estndar. Db=1.42, el batch es menos azul que el estndar. Dc= 4.37, siendo el batch ms brillante que el estndar. Al usar el iluminante A, el color se torna anaranjado. La tela es ms brillante cuando se usa el iluminante D65 respecto al iluminante F02.

Comparacin entre rojo terasil R y su modificado

Observaciones

El % de reflectancia de 72% y 70% para el estndar y lote respectivamente cuyo picos mximos se dan en =650-700 nm. Las diferencias de color para el D65 nos indican lo siguiente: DL= -0.72, el rojo terasil modificado es mucho menos claro que el estndar. Da=6.78, el lote es menos verdoso que el estndar. Db=2.74, el batch es menos azul que el estndar. Dc= 6.14, siendo el batch ms brillante que el estndar. Cuando se usa el iluminante A, el color se torna anaranjado.

Comparacin entre blue terasil BGE y su modificado

Observaciones

El % de reflectancia de 75% y 70% para el estndar y lote respectivamente cuyo picos mximos se dan en =400-450 nm. Las diferencias de color para el D65 nos indican lo siguiente: DL= -0.51, el blue terasil modificado es mucho menos claro que el estndar, siendo este valor imperceptible a la vista. Da=-6.89, el lote es menos rojo que el estndar. Db=1.28, el batch es menos azul que el estndar. Dc= 1.61, siendo el batch ms brillante que el estndar. Cuando se usa diferentes iluminantes, la tela se torna de diferentes colores.

Comparacin entre yellow terasil 4G y su modificado

Observaciones

El % de reflectancia de 77% y 75% para el estndar y lote respectivamente cuyo picos mximos se dan en =500-550 nm. Las diferencias de color para el D65 nos indican lo siguiente: DL= -1.56, el yellow terasil modificado es mucho menos claro que el estndar. Da=-1.22, el lote es menos rojo que el estndar. Db=15.09, el batch es ms amarillo que el estndar. Dc= 15.93, siendo el batch menos gris que el estndar, siendo esta diferencia perceptible al ojo humano. Cuando se usa diferentes iluminantes, la tela se torna de diferentes colores.

7. DISCUSION DE RESULTADOS

Una de las caractersticas principales de los colorantes dispersos, es que son compuestos orgnicos casi insolubles en agua que se aplican en dispersin acuosa. Por razones prcticas, slo la solubilidad en presencia de un agente dispersante es importante. Casi todos los colorantes dispersos subliman, ocasionando dificultades en ciertas operaciones de tintura. Las diferentes maneras en que un colorante disperso tie una fibra hidrofobica dependen de la accesibilidad de cada fibra para el colorante. As los poliesteres pueden absorber tanto o ms colorante que el nylon s el tiempo de teido es lo suficientemente largo, es decir los colorantes dispersos se difunden ms lentamente en el polister que en las otras fibras hidrofobicas. Esto se comprueba al observar los teidos del elstico y blonda. Se comprueba mediante la coloracin del bao de tintura que a temperaturas menores que 70C las cadenas polimricas del polister se encuentran en un estado casi paralizado, a medida que la temperatura aumenta la vibracin es mayor crendose cavidades a travs de las cuales el colorante puede difundirse en un slido elstico. Por condiciones de maquinaria se realizo el proceso de tintura por agotamiento a 98C con empleo de carrier, lo ideal sera llegar a la temperatura de 130 C. A pHs muy altos ciertos colorantes dispersos que contienen grupos hidroxilo pueden tener mayor solubilidad en agua, como consecuencia estos se agotaran menos durante el teido. La mayora de los colorantes dispersos poseen la mayor estabilidad a pHs alrededor de 4 a 5. Con la finalidad de mejorar las solideces al lavado y al frote, se realiza una limpieza reductora que remueve el colorante disperso precipitado superficialmente que necesita ser removido de la fibra de polister. En este lavado se destruyen los enlaces del cromforo para ser solubilizados formando compuestos de menor peso molecular y como consecuencia solubles en el agua. Se evidencia debido al cambio de coloracin observada en la solucin reductora, para los Blue Terasil cambia a un color rojizo. El tono final obtenido est influenciado por las caractersticas del polister, a las mismas condiciones de tintura las dos telas de polister 100% con y sin blanqueo ptico presentador diferencias significativas, e incluso al comparar sus curvas de remisin, los puntos de cruce de estas indican una fuerte metameria. La tintura de fibras de polister ofrece la posibilidad de reutilizar la solucin de bao teido para botones de polister, en caso de no haberse llegado al agotamiento esperado.

Fig. N 2 Lavado Reductivo8. CONCLUSIONES

Estos colorantes son casi insolubles en agua siendo necesario emplear un agente dispersante e incrementar la temperatura del bao a fin de influenciar la solubilidad, el colorante debe estar disuelto a 98C. Los colorantes dispersos se pueden trabajar por debajo de su temperatura ptima de 130C, empleando agentes transportadores como el Remol y obtener buenas igualaciones con una gradiente de temperatura de 1 C/ min a partir de su temperatura de transicin vtrea. En la tintura de la fibra de polister existen reales oportunidades para aumentar la productividad, reutilizando las soluciones de bao para teidos de otros materiales que contengan polister como botones, encajes. Crear nuevos productos de teido como se nos ocurri la idea de teir 2 botones de dos colores diferentes con la ayuda de un pabilo. 9. RECOMENDACIONES

Determinar previamente el volumen de la solucin de bao que cubra por completo la canastilla donde ira la muestra. Modificar la masa del sustrato si es necesario o agregar la cantidad de agua necesaria para lograr que cubra la canastilla manteniendo el mismo pH agregando mas acido frmico.

10. BIBLIOGRAFIA

Pginas Web: Tintura de telas con PoliesterDisponible en: http://www.redtextilargentina.com.ar/index.php/home/258.htmlConsultado: 02/06/15

Informe No 818 Laboratorio de Procesado Qumico Textil II

11. MUESTRAS

Cliente: Universidad Nacional de Ingeniera Material: PolisterProceso: Col. DispersoR.B.: 1/20Peso total: 6gFecha: 06/06/15

12345

Tela 100% Polister con blanqueo ptico

Blondas y elsticos

Conc.CantidadConc.CantidadConc.CantidadConc.CantidadConc.Cantidad

Rojo Terasil R (1/100)1%6 cc

Yellow Terasil 4G1%6 cc

Rojo Terasil FBN1%6 cc

Blue Terasil 3RL1%6 cc

Blue Terasil BGE1%6 cc

Carrier (1/10)2.0 g/l2.4 cc2.0 g/l2.4 cc2.0 g/l2.4 cc2.0 g/l2.4 cc2.0 g/l2.4 cc

Sulfato de amonio(1/10)1.0 g/l1.2 cc1.0 g/l1.2 cc1.0 g/l1.2 cc1.0 g/l1.2 cc1.0 g/l1.2 cc

Acido Frmico (1/10)1.0 g/l1.2 cc1.0 g/l1.2 cc1.0 g/l1.2 cc1.0 g/l1.2 cc1.0 g/l1.2 cc

Setamol WS (1/10)0.5 g/l0.6 cc0.5 g/l0.6 cc0.5 g/l0.6 cc0.5 g/l0.6 cc0.5 g/l0.6 cc

Hidrosulfito 2 g/l2.4 cc2 g/l2.4 cc2 g/l2.4 cc2 g/l2.4 cc2 g/l2.4 cc

Soda Caustica2 g/l2.4 cc2 g/l2.4 cc2 g/l2.4 cc2 g/l2.4 cc2 g/l2.4 cc

Volumen inicial agot.108.6 cc108.6 cc108.6 cc108.6 cc108.6 cc

Volumen inicial Reduc.115.2 cc115.2 cc115.2 cc115.2 cc115.2 cc