Химиялық қосылыстардың күрделі қоспалары
ЖОСПАР
КІРІСПЕ 6
1 Әдеби шолу 9
1.1 Бояғыштар туралы жалпы түсінік 9
1.2 Бояғыштардың классификациясы мен номенклатурасы 11
1.3 Бояғыштар сапасына қойылатын талаптар 13
1.4 Азобояғыштар туралы жалпы түсінік 19
1.5 Азобояғыштарды топтастыру 20
1.6 Азобояғыштар синтезінің мазмұны 27
1.7 Реакция механизмі 32
2 Тәжірибелік бөлім 33
2.1 Азобояғыштарды зертханада синтездеу 33
2.2 Азобояғыштардың қасиеттерін зерттеу 47
3 Органикалық синтез зертханасында жұмыс жасау ережелері мен қауіпсіздік
техникасы 55
ҚОРЫТЫНДЫ 58
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР 59
КІРІСПЕ
Органикалық бояғыштарды қолдану аясы көп әрі алуан түрлі. Оларды
әртүрлі маталар мен жіптерді (зығыр, жүн, қағаз-мақта, жібек, жасанды және
синтетикалық талшықты) бояу үшін қолданады. Органикалық бояғыштармен
теріні, былғарыны, ағашты, қағазды, әртүрлі пластмассаларды, резеңкені, ас
өнімдерін, т.б. бояйды. Органикалық бояғыштар лак – сыр материалдарын,
көркем бояу, түрлі - түсті қарындаштар, типографиялық сыр мен қара бояу
алуда қолданылады, сондай-ақ әртүрлі материалдарды бояу үшін қасиеттері
әртүрлі органикалық бояғыштар қажет. Қазіргі таңда синтетикалық бояулардың
10000 - ға тарта түрлері бары белгілі, және олардың саны үздіксіз артып
отырады. Жыл сайын жаңа, қолдануға ыңғайлы, ашық, шыдамды бояғыштар пайда
болып, ескілерін ығыстырып отырады. Органикалық бояғыштар мен аралық
өнімдерді шығаратын химия өнеркәсібінің саласы анилинді-бояу өнеркәсібі
деп аталады. Бұл атаудың шығуының тарихи себебі бар, өйткені ең алғашқы
бояулар анилиннен алынған екен.
Соңғы жылдары бояғыштар химиясында маңызды өзгерістер орын алды.
Органикалық қосылыстардың түстілік теориясы квантты - химиялық
көрсеткіштердің негізіне толық орнықталды және хромофора мен
ауксохромалардың классикалық түсінігінен алыстады. Бояғыштардың мынадай
“классикалық” топтарына қызығушылық бәсеңдеу үстінде: - нитро және
нитрозобояғыштар, арилметанды, хинониминді және күкіртті, сонымен қатар
полициклді хинонды. Бояғыштарға жаңа патенттер де кездеспейді. Текстильді
материалдар өндірісінде синтетикалық талшық үлесі өсуде, сондықтан
синтетик - химиктер осы талшықтарды бояуға арналған спецификалық
бояғыштарды жасау үстінде. Дисперсті бояғыштар синтезіне негізінен көп
көңіл бөлінеді. Текстильді материалдар өндірісінде пигменттерді қолдану
кеңеюде, сонымен қатар оптикалық ағартқыштар қолданысы өсіп келеді. Осыған
орай дипломдық жұмыстың өзектілігі: азобояғыштарды алу және қазіргі кезде
қолданылу мүмкіндігін қарастыру.
Белгілі бір түс (реңк) денелерді (талшықтар, маталарға және т.б)
бояуға қабілетті заттардың қолданылуы ерте кезден белгілі. Осы мақсатта
түсті сазбалшық, сонымен қатар өсімдіктер мен жануарлар ағзалары
құрамындағы заттар қолданылды.
Бояғыштар – спектрдің көзге көрінетін жақын ультракүлгін және
инфрақызыл аймағында электр - магнит сәулелерін қарқынды түрде жұтып алып,
оның қуатын түрлендіруге қабілетті және осы қабілетін басқа денелерге
тиесілі ете алатын химиялық қосылыстар. Бояғыш сөзінің шығу тегі
А. Е. Порай-Кошиц есімімен байланысты.
Бояғыштың ерекшелігі – боялатын материалға (мысалы, текстиль, қағаз,
елтірі, шаш, тері, ағаш, тамақ) сіңіп, оның барлық көлеміне таралып, түс
беруге қабілеттілігі.
Азобояғыштарды алу технологиясының базасында екі химиялық реакция бар:
ароматтық аминді диазоттау және феноламин немесе аминмен диазоқосылыстан
алу.
Азобояғыштар – бір немесе бірнеше азотоптардан (мысалы, қызыл конго,
метилді сарғылт - қызыл, β - нафтолоранж, т.б.) тұратын органикалық
қосылыстар. Азобояғыштардың түстері алуан түрлі, алайда тұрақты емес.
Азобояғыштар - синтетикалық бояғыштардың ең көп таралған түрі, олар
матаны, теріні, резеңкені бояуда, лак - сыр, полиграфия және басқа
өндірістерде, аналитикалық химияда индикатор ретінде қолданылады.
Молекулалары хош иісті радикалдарды байланыстыратын — N = N — бір немесе
бірнеше азотоптардан тұратын органикалық бояғыштар. Санына қарай бұл топ
моно-, дис-, трис- және полиазобояғыштар деп бөлінеді. Әдетте
азобояғыштардың хош иісті ядросында алмасқан немесе алмаспаған NH2 және
OH, сондай-ақ NO2, Cl, SО3H, COOH, т.б. топтар болады. Азобояғыштардың
суда ерігіштігіне қарай қышқылды топтарға бөлінеді.
Азобояғыштардың тәжірибелік мағынасы болып көбіне күрделі құрылымды
бояғыштар болып келеді.
Азобояғыштарды ароматтық аминдерден және оксиқосылыстардан алады.
Оларды диазоттау және азоүйлесімділік реакцияларының көмегімен алады.
Сонымен қоса амин және бензолдың оксиқосылыстардың және нафтолиндік
қатардың әр түрлі қарапайым және күрделі орынбасарларды көптеп қолданады.
Азобояғыштардың техникалық классификациясына сәйкес ол тікелей,
қышқылды, басты, ацетатты, жібекке арналған бояғыштар, құраушы бояғыштар,
талшықта қолданылатын, пигменттер және т.б жатады [1].
Азобояғыштарды көбіне келесілер үшін пайдаланады: өсімдіктер,
жануарлар және синтетикалық талшықтарды, резина, былғары, пластикалық
массаларды, лактық бояғыштар, полиграфиялық және индустриялық басқа да
салаларында.
Текстиль өнеркәсібінде әдетте сегіз негізгі түр бояғыштары
қолданылады. Алғашқы 5 класс бояғыштары (тікелей, күкіртті, азоидты,
реактивті, текшелік) негізінен целлюлозалық, мақта және вискозалық
талшықтарды бояуға арналған. Бояғыштардың соңғы 3 классы (қышқылдық,
негіздік және дисперсиялық) табиғи және синтетикалық талшықтарды бояуға
арналған.
Дипломдық жұмыстың мақсаты: азобояғыштардың синтездеу және олардың
қасиеттерін анықтау.
Дипломдық жұмыстың міндеттері:
1) Тақырып бойынша әдеби шолу;
2) Азобояғыштарды синтездеу әдістерін меңгеру;
3) Бояғыштардың сапасына қойылатын талаптарды сипаттау;
4) Азобояғыштардың қасиеттерін анықтау.
Дипломдық жұмыс 3 бөлімнен, 15 кестеден, 2 қосымшадан тұрады. Осы
жазылған дипломдық жұмыс кезінде 27 әдебиет көздері қолданылды.
Дипломдық жұмыс кезінде қолданылған терминдер: азобояғыш, органикалық
синтез, диазоттау, азоқосылу, β - нафтолды қызғылт сары, метилді қызғылт
сары, ерігіштік.
Қысқартылған сөздер: МЕМСТ – мемлекеттік стандарт, Ж, 2Ж – сарғыш рең,
З- жасыл рең, К, 2К - қызғылт рең, С - көкшіл рең, X - хромды көк - қара;
ТР – қатты сынапты; ТД – қатты диафрагмалық (балқытылған); РХ – химиялық
ерітінді; РД – диафрагмалық ерітінді; ШМК – шекті мүмкін концентрация.
1 Әдеби шолу
1.1 Бояғыштар туралы жалпы түсінік
Соңғы жылдары бояғыштар химиясында маңызды өзгерістер орын алды.
Органикалық қосылыстардың түстілік теориясы квантты - химиялық
көрсеткіштердің негізіне толық орнықталды және хромофора мен
ауксохромалардың классикалық түсінігінен алыстады. Бояғыштардың мынадай
“классикалық” топтарына қызығушылық бәсеңдеу үстінде: - нитро және
нитрозобояғыштар, арилметанды, хинониминді және күкіртті, сонымен қатар
полициклді хинонды. Бояғыштарға жаңа патенттер де кездеспейді. Текстильді
материалдар өндірісінде синтетикалық талшық үлесі өсуде, сондықтан
синтетик - химиктер осы талшықтарды бояуға арналған спецификалық
бояғыштарды жасау үстінде. Дисперсті бояғыштар синтезіне негізінен көп
көңіл бөлінеді. Текстильді материалдар өндірісінде пигменттерді қолдану
кеңеюде, сонымен қатар оптикалық ағартқыштар қолданысы өсіп келеді.
Белгілі бір түс ( реңк) денелерді (талшықтар, маталарға және т.б)
бояуға қабілетті заттардың қолданылуы ерте кезден белгілі. Осы мақсатта
түсті сазбалшық, сонымен қатар өсімдіктер мен жануарлар ағзалары
құрамындағы заттар қолданылды [2].
Өсімдік және жануар текті табиғи бояғыштардың көбі қоғамныңтұтынуын
қанағаттанарлық мөлшерде өндірілді.
XVIII ғ текстильді өнеркәсіптің қарқынды дамуы және де текстильді
бұйымдардың машиналық өндірісі түрлі талшықтарды жергілікті әдісе
қарағанда анағұрлым тезірек бояуға қабілетті арзан бояғыштарға сұраныс
өсті.
Таскөмір шайыр құрамындағы өнімдерді зерттеу бензол, толуол, нафталин
және басқа да ароматтық көмірсутектердің ашылуына негіз болды. Олардың
қасиеттерін және айналым өнімдерін зерттеу нәтижесінде басқа ароматтық
аминдердің ашылуына әкелді (Н.Н. Зинин, 1842 ж). Анилин, толуидин,
нафтиламин, бензидин және басқа ароматтық аминдердің алыну тиімді
әдістерінің ашылуы алғашқы синтетикалық талшықтарды ашуға көмектесті.
Ең алғаш синтетикалық талшықты 1855 ж Варшава университетінің
профессоры Я.Натансон алды, ол кезде Юрьевте (Тарту) жұмыс жасаған.
Анилинді дихлорэтанмен біріктірілген құбыршада қыздыру арқылы ол қызыл
түсті қосылыс алды, жүн және жібекті әдемі қызыл түске бояды. 1858 ж
Верген (Франция) басқа әдіспен дәл осы бояғышты алды және оны фуксия
гүліне ұқсатып Фуксин деп атады. Бұл бояғыш осы атаумен қазір де белгілі.
1856 ж ағылшын химигі В.Перкин анилиннің тотығуымен қызғылт- күлгін түсті
жібек матаны бояйтын қосылыс түзді. Аз ғана уақыт ішінде оның өндірісі
ұйымдастырылды және Анилинді күлгін атты бояғыш шығарыла бастады, бірақ ол
қолданыс таба алмады. Кейінірек, француз бояушылары оны мальва түсіне
ұқсатып, “Мальвеин” деп атап бояғыш ретінде қолдана бастады. Мальва түстес
жібек жоғары сұранысқа ие болды. Мальвеин өндірісі анилинді бояғыш
өнеркәсібінің дамуына бастау болды. 1858 ж диазоттау реакциясы (П.Грисс)
ашылды, ол ең көпсанды бояғыштар класына жататын және түрлі химиялық
қасиеттерге ие азобояғыштардың синтезіне негіз болды.
Барлық алғаш синтетикалық бояғыштар кездейсоқ алынған. Бутлеров А.М
(1861 ж) дайындаған органикалық қосылыстардың құрылым теориясы органикалық
химияның теориялық негізін, сонымен қатар органикалық бояғыштар синтезінің
химиясының негізін құрады. Бағытталған зерттеулер нәтижесінде құрылым
бекітілді және Ализарин синтезі (1863 ж), Индиго синтезі (1870 ж) іске
асты және басқа жаңа бояғыштар кластары ашылды (күкіртті, антрахинонды,
полициклді және т.б). аз уақыт ішінде жүздеген кең көлемді түрлі түсті
синтетикалық бояғыштар алынды, олардың сәйкесінше түстері соғұрлым қанық
және арзан әрі сапалы. 1900 ж таман 1230 жеке бояғыштар синтезделді.
Бояғыштар алу өндірісінің отаны Англия болды, алайда Герменияда
капитализмнің қарқынды дамуы Бірінші дүние жүзілік соғыс қарсаңында
Германиядағы бояғыштар өндірісі 90 % - ды құрады. Германияның бояғыш
өндірісі негізінен барлық дүниежүзін қамтамасыздандырды.
Бірінші дүниедүзілік соғыс кезінде өзіндік жеке бояғыштары болмаған
елдер өндірісті Екінші дүнежүзілік соғыс басына қарай бастаған.
Ұлттық анилин бояғыш өнеркәсіптің дамуына белсенді үлес қосқан
ғалымдар қатарына: Н.Н. Ворожцев (ст), В.А. Измаильский, М.А. Ильинский,
Н.М. Кижнер, А.И. Королев, А.Е. Порай - Кошиц, В.М. Родионов, Р.Қ. Эйхман
және басқалары жатады. 1940 ж 34,2 мың тонна сол кезде белгілі барлық
бояғыштар кластары, соның ішінде тиоиндигоидті, кубтық полициклді және
антрахинонды бояғыштар өндірілді.
Ұлы Отан соғысы кезінде анилин бояғыш өндірісі 80 % - дық шығынға
ұшырады. Алайда, 1950 ж ескі қалпына келтірілген және жаңадан салынған
зауыттарда 46,5 мың тонна бояғыш өндірілді, яғни соғсқа дейінгі өнімділік
деңгейінен асып түсті. Келесі әрбір бес жыл сайын жаңа табыстарға қол
жеткізілді. 1975 ж 88,7 мың тонна бояғыш өндірілді. Келесі онжылдықта
өнеркәсіп мақсаты орташа сапалы бояғыштардың сапасын күшейту, бояғыштарды
шығару қалыптарының жақсартылуына негізделді.
Бояғыштардың негізгі қолданыс аймақтары тестильді және жеңіл
өнеркәсіп, соның ішінде мақтақағазды, жібек, тері- былғары, жүн, мата және
аз мөлшерде – химиялық талшық, пластикалық масса, резина- техникалық
бұйымдар өнеркәсібі, лакбояғыш заттар, полиграфиялық және қағаз
өнеркәсіптері жатады [3].
1.2 Бояғыштардың классификациясы мен номенклатурасы
Бояғыштардың алғаш химиялық классификациясы түстіліктің хромофоралы -
ауксохромалы теориясына негізделді, теория органикалық қосылыстардың
бояғыштығын молекула құрамындағы хромоформды топтардың болуымен
түсіндіріледі. Бұл көрсеткіш бойынша бояғыштар нитробояғыштар,
нитрозобояғыштар, азобояғыштар, полициклокетонды және басқа болып
жіктеледі. Кейін бұл топтар қатарына химиялық құрамы мен алыну әдістері
ұқсастығы ойынша біріккен топтар- үшфенилметанды, антрахинонды,
индигоидті, күкіртті бояғыштар қосылды. Бұл классификация қазіргі уақытқа
дейін де сақталды. Кейінірек хиноидті теория негізінде А.Е. Порай-
Кошиц құраған классификция түзілді.
Б. И. Степановтың соңғы кездері бояғыштардың ортақ белгілеріне
негізделген, кластарының кезектесу тәртібі хромофорты жүйелерінің
біртіндеп күрделенуі арқылы жасақталған жаңа жіктемесі қолданылуда. Бұл
жіктеме бойынша барлық синтетикалық бояғыштар 19 классқа бөлінген. Ол
жіктеме бояғыштар технологияларының химиясында қолдануға ыңғайлы, алайда
талшықты материалдарды өңдеу мен бояу саласында маманданып жатқан
студенттер үшін қолайлылығы аз. Бояғыштар құрылымының ұқсастығына,
химиялық қасиеттері мен қолданылу әдістеріне қарай барлық синтетикалық
бояғыштар мына кластарға жіктелген:
1) нитро- және нитрозобояғыштар;
2) нолиметинді бояғыштар;
3) арилметанды бояғыштар;
4) хинониминді бояғыштар;
5) азобояғыштар;
6) азометинді бояғыштар;
7) антрахинонды бояғыштар;
8) антрапиридиндік бояғыштар;
9) текшелік бояғыштар;
9.1) индигоидты және тиоиндигоидты бояғыштар;
9.2) антрахинондық және басқа текшелік бояғыштар;
9.3) перинондық бояғыштар;
9.4) полициклохинондық бояғыштар;
10) күкіртті бояғыштар;
11) фталоцианиндік бояғыштар;
12) флуоресцентті (оптикалық) ағартқыштар.
Бұл кластар мәні мен өкіл саныц бойынша әр түрлі; нитробояғыштар мен
нитрозобояғыштар аз және олардың мәні көп емес, ал азобояғыштар
басқаларымен салыстырғанда көп және антрахинонды және полициклді бояғыштар
секілді өте маңызды.
Бояғыштардың номенклатурасы. Бояғыштардың атаулары рационалды советтік
номенклатурасы техникалық классификацияға негізделеді. Алғашқы сөзі топты
білдіреді – тікелей, қышқылдық, күкіртті, кубтық, тиозоль, спиртте ерігіш,
майда ерігіш және т.б. кейбір бояғыштардың тізбегіне бірінші сөз ретінде
топтық белгілері қолданылады: Хромды - жүн бояуға арналған хромдаушы
қышқылдық бояғыштар; Бірхромды – хромды тұздарды өндірумен қатар бояуға
қабілетті бояғыштар үшін; Тиоиндиго- кубтық индигоидті бояғыштарға; Лакты
– лак алуға арналған бояғыштар үшін; Люминофор - флуоресценцияға қабілетті
бояғыштар үшін; Белофор - флуоресцентті (оптикалық) ағартқыштарға
арналған.
Бояғыштар атауларының екінші сөзі олардың түсін білдіреді – сары,
қызыл, көк және т.б, кейде сапалық көрсеткішпен – “таза”, “қою”, “ашық”.
Кей жағдайларда қолдану әдістері, мысалы “диазо” жұрнағы
(диазо – қою - жасыл) – талшықта диазотталушы; бояғыштың
ерекше қасиеттері (“берік”, “жарыққа тұрақты”), химиялық құрылымы
(“антархинонды”, “флотацианинді” және т.б) және де қолдану аймақтары
(“тері үшін”, “аң терісі үшін”, “полиэфирлі”).
Түс атауынан кейін бояғыштың реңін білдіретін әріп қойылады: Ж,
2Ж – сарғыш, З - жасыл, К, 2К - қызғылт, С - көкшіл. О әрпі негізгі реңкті
білдіреді, оған байланысты қалған басқа реңктерді анықтайды. Мысалы,
кубтық К көк кубтық О көкпен салыстырғанда қызғылт болып келеді. әріптің
алдындағы сан реңктің күшеюін білдіреді.
Кейбір бояғыштар интернационалды атауларға ие: Индиго, Ализарин,
Сафранин, Родамин, Аурамин, Хризофенин, Эозин, Индулин, Нигрозин және т.б.
Техникалық маңыздылыққа түрлі физикалық - химиялық құбылыстарға
боялған бұйымдардың анағұрлым тұрақты бояғыштар (жарық, жуу, үтіктеу,
үйкеліс, химиялық тазарту және т.б) ие болады.
Бояғыштардың жарыққа тұрақтылығы 8 баллдық шкала бойынша бағаланады (8
- максимал тұрақты, 7 - жоғары, 6 - өте жақсы, 5 - жақсы, 4 -
қанағаттанарлық, 3 - біркелкі, 2 - төмен, 1 - нашар), ал бояғыштардың
басқа түрлі өңдеулерге төзімділігі 5 баллдық шкаламен бағаланады ( 5- реңк
өзгермейді, 4 - өте нашар өзгеріс, 3 - маңызды, 2- көрінетін, 1 - үлкен).
Реңктің ақ түсті бақылау маиериалына өтуі: 5 - боялмайды, 4 - өте нашар
боялады, 3 - көрінетін, 2 - күшті боялу, 1 - терең боялу.
Бояудың тұрақтылығы бояғыштардың химиялық табиғатына, материалдың
химиялық табиғатына, боялудың концентрациясына, бояу түріне және басқа
факторларға байланысты [4].
1.3 Бояғыштар сапасына қойылатын талаптар
Бoяғыштар - жеке органикалық заттар және олардың қоспалары әр түрлі
материалдарға түс беруге пайдаланылады. Олар маңызы бiрдей жиi сияқты
қолданып, айқын айыратын функциялар материалдардың бояуында белгi
қоятындығыменнен, бояу және пигмент терминдер. Бояу - бұл қай затқа
жұққызылатын (оған тартумен) материалға iшкi туысқандықпен өңдеудiң қандай
болса да кезеңдерiне кем дегенде ие болады. Еритiн бояуды процесстiң
кейбiр кезеңiнде бояу ортасындағы бояулары. Олар материалдарды iшiне
кiредi және тал жiптерi бар мықты байланыстарды аз-кем құрастырады. Барлық
тоқыма бояулар - органикалық заттар болып табылады.
Aзинді бояғыштар. Хинониминді бояғыштар тобы, түстері қызылдан қою
қараға дейін болатын феназин туындылары; тоқыма емес материалдарды бояуда,
полиграфиялық бояулар өндірісінде, лазер техникасында, т.б. жерлерде
қолданылады.
Aкридинді бояғыштар. Aкридин туындылары; табиғи жібек және кейбір
тоқыма емес материалдарды сары немесе қызғылт сары түске бояуда
қолданылады.
Aлизаринді бояғыштар. Құрамында окси- тобы бар антрахинон туындылары;
басытқы бояғыштар ретінде қолданылады.
Aминксантенді бояғыштар. ксантеннің туындылары; тоқыма емес
материалдарды бояуда, сия, қарындаш, косметикалык препараттар ендірісінде
қолданылады.
Aнтантронды бояғыштар. Aнтантрон туындылары; мақта, вискоза, зығыр
маталарға ашық қызғылт сары түс беретін кубтық бояғыштар ретінде, қағаз
бояуда, полиграфиялық бояулардың пигменттері ретінде қолданылады.
Aнтрахиназолды бояғыштар. Aнтрахинон ядросымен конденсацияланған азол
туындылары, мұндағы мақта, вискоза және зығыр маталарына күрен қызыл,
қызыл және күлгін қызыл түс беретін кубтық бояғыштар ретінде колданылады.
Aнтрахинонды бояғыштар. Антрахиноннын амино - және
окси - туындылары; синтездік және басқа талшықтарды бояуда, лак - бояу
және резеңке өнеркәсібінде, полиграфияда колданылады.
Aрилметанды бояғыштар. диарилметанды, триарилметанды, ксантенді және
акридинді бояғыштардың топтық атауы.
Aцедиантронды бояғыштар. Полициклді хинондар; кубтық бояғыштар,
жасанды және синтетикалық талшықтарды бояуда пигмент ретінде,
полиграфиялық бояулар өндірісінде, т.б. салаларда қолданылады.
Aцетоерімтал бояғыштар. Ацетонда ерімтал бояғыштар; суда ерімейтін
бояғыштар; негізінен, ацетат талшығын бояуда қолданылады.
Басытқы бояғыштар. Тoқыма материалдарды суды ерітінділерінде бояйтын
және металдық басытқылар, тотығу дәрежесі + 3 болатын металдар
қосылыстарының (хром, темір, т.б.) көмегімен талшық бетіне ұсталатын
бояғыштар.
Белсенді бояғыштар. Мoлекулаларының құрамында талшықтар
макромолекулаларының функциялық топтарымен коваленттік байланыс түзіп,
әсерлесетін атомдар немесе атомдық топтамалары бар бояғыштар.
Виoлантронды бояғыштар. Виолантрон туындылары кубтық бояғыштар,
пигменттер, люминофорлар ретінде колданылады.
Гeмицианинді бояғыштар. Тізбектің шетінде азоты бар орынбасарларының
біреуі ғана гетероцикл құрамына кіретін полиметинді бояғыштар; катионды
бояғыштар ретінде полиакрилонитрилді талшықтар бояуда колданылады.
Диaрилметанды бояғыштар. Пара орындарында электрдонорлық және
электракцепторлық орынбасарлар болатын фенилметан туындылары;
полиакрилонитрилді талшықтар бояуда, көбейткіш техникада қолданылады.
Дибeнзпиренді бояғыштар. Полициклді хинондар, мұндағы К — Н, С1, В;
сары түсті бояулар беретін кубтық бояғыштар ретінде колданылады.
Изoвиалонтронды бояғыштар. Изовиолантронды галогендеуде тузілетін
өнімдер; ашық күлгін жөне кызғылт көк түс беретін кубтық бояғыштар,
пластмасса, резеңке, ЛБМ пигменттері ретінде қолданылады.
Индигoидті бояғыштар. Гетероциклді қосылыстар, мұндағы көміртек
атомымен бес немесе алты мүшелі ароматтық немесе гетероциклдік қалдық
түзетін атомдар тобы; кубтық бояғыштар және пигменттер ретінде
қолданылады.
Катиoнды бояғыштар. Құрамында аммоний тобы бар бояғыштар;
полиакрилонитрилді және басқа синтетикалық талшықтарды бояуда қолданылады.
Kсантенді бояғыштар. Окси және аминоксантенді бояғыштардың топтық
атауы.
Kубтық бояғыштар. Суда ерімейтін бояғыштар, сілтілік ортада ерімтал
және целлюлоза талшықтарына тартылғыштығы бар туындылар түзіп
тотықсызданады.
Kүкіртті бояғыштар. Химиялық қосылыстардың күрделі қоспалары;
молекулалар құрамында гетероциклді фрагменттер, өзара дисульфидті,
сульфидті және басқа топтармен байланысқан ароматтық және хиноидты
циклдері бар, мақта маталарын және жіптер бояуда қолданылады.
Қышқылдық бoяғыштар. Cуда ерімтал, карбон қышқылдары мен
сульфоқышқылдар тұздары; жүн, табиғи жібек, полиамидті талшықтар, былғары,
т.б. бояуда қолданылады.
Мaйдалық бояғыштар. Cуда ерімейтін немесе аз мелшерде еритін
бояғыштар; жоғары дисперсті сулы суспензиялардағы гидрофобты талшықтарды
бояуда қолданылады.
Mайда ерімтал бояғыштар. Полюссіз және аз полюсті орталарда ерімтал
бояғыштар, бензиндерге, майларға, балауыздарға аздаған түс беруге
қолданылады.
Mакрогетеоциклді бояғыштар. Полифункционалды қосылыстар, мұндағы А —
бірдей немесе әр түрлі карбо- немесе гетероциклді ароматтық фрагменттер;
түстері қою көктен сарыға дейін өзгереді.
Mероцианинді бояғыштар. Tізбек шеттерінде азоты бар электрондонорлы
және оттекті электронакцепторлы орынбасарлары бар полиметинді бояғыштар;
синтетикалық және жасанды талшықтарды сары түске бояйтын пигментгер мен
дисперсті бояғыштар ретінде қолданылады.
Mеталлы бар бояғыштар. Қышқылдық бояғыштар (көбінесе азобояғыштар),
молекулаларына металл атомын (Сг, Со, Си) өндіріс процесі кезінде
енгізеді; жүн және полиамидті талшықтар бояуда қолданылады.
Mонометинцианинді бояғыштар. Cимметриялы азоты бар гетероциклді
радикалдар арасында бір метин тобы бар цианинді бояғыштар;
фотоэмульсиялардың оптикалық сенсибилизаторлары ретінде қолданылады.
Hегіздік бояғыштар. Cуда ерімтал органикалық негіздердің тұздары; жүн,
табиғи жібек, полиамидті талшықтар, қағаз, жазу машинасының ленталарын
бояуда, фаналь лактарының өндірісінде, т.б. салаларда қолданылады.
Oксазинді бояғыштар. Хинониминді бояғыштар, феноксазин туындылары;
түстері қызғылт күлгіннен көкке дейін өзгереді; пигменттер мен тікелей
бояғыштар ретінде және лазер техникасында колданылады.
Oксанинді бояғыштар. Тізбек шеттерінде оттек бар орынбасарлар кіретін
полиметинді бояғыштар; фотоэмульсиялардың оптикалық сенсибилизаторлары
ретінде қолданылады.
Oксиксантенді бояғыштар. Ксантеннің туындылары; тоқыма емес
материалдарды бояуда қолданылады.
Перинoнды бояғыштар. Полифункционалды қосылыстар, ароматты орто- және
перидикарбон қышқылдары ангидридтерінің ароматты моноаминдермен, орто-
және перидиаминдермен әрекеттесу өнімдері; кеңінен қолданылатын пигменттер
және синтетикалық талшықтарды бояуға арналған бояғыштар ретінде
қолданылады.
Пирaзолантронды бояғыштар. Полициклді қосылыстар, пиразолантрон
туындылары; сары, қызыл, сүр түсті бояулар беретін кубты бояғыштар ретінде
колданылады.
Пoлиметинді бояғыштар. Oрганикалық косылыстар; молекула құрамында тақ
санды электрондонорлы I және электронакцепторлы орынбасарлары тізбек
шеттерінде орналасқан; ацетатты және полиакрилонитрилді талшықтардың
бояғыштары, фотоэмульсиялардың оптикалық сенсибилизаторлары ретінде, лазер
техникасында қолданылады.
Пoлиметинцианиді бояғыштар. Ашық тізбектегі метин топтарының саны 5
болатын цианинді бояғыштар; фотоэмульсиялардың оптикалық
сенсибилизаторлары ретінде лазер техникасында қолданылады.
Пoлициклді бояғыштар. Кубты бояғыштар, құрамдарында қос іліктес
байланыстар жүйесімен біріккен карбонил топтары бар карбо- және
гетероциклді көп ядролы конденсацияланған қосылыстардың туындылары.
Cпиртте ерімтал бояғыштар. Cпиртте және оған ұқсас еріткіштерде
ерімтал бояғыштар; нитролактар және спиртгі лактарға қою сия түс беру үшін
қолданылады.
Tиазинді бояғыштар. Хинониминді бояғыштар тобы, түсі күлгіннен жасылға
дейін өзгеретін фенотиазин туындылары; лазер техникасында, гистлологияда,
жүн, жібек, мақта маталарын бояуда қолданылады.
Tиоиндигоидті бояғыштар. Mолекулаларында ең болмаса бір күкіртті
гетероциклді қалдығы бар индигоидті бояғыштар тобы; кең түсті гаммалы
кубты бояғыштар және пигменттер ретінде қолданылады.
Tриарилметанды бояғыштар. Tрифенилметанның туындылары тоқыма емес
материалдарда, бояуда, полиграфиялық бояулар, сиялар, фанальды лактар
өндірісінде, қышқылды-негізді индикаторлар ретінде қолданылады.
Tриметинцианинді бояғыштар. Aшық тізбегінде үш метин тобы бар цианинді
бояғыштар; фотоэмульсиялардың оптикалық сенсибилизаторлары ретінде, лазер
техникасында қолданьшады.
Фтaлоцианинді бояғыштар. Mакрогетероциклді бояғыштар; кешенішіндік
қосылыстар және т.б. түстері қызғылт көктен жасылға дейін өзгереді.
Полиграфияда лак-бояу өнеркәсібінде пигменттер ретінде, резеңке,
пластмасса, бояуда, электр және лазер техникасында және тіке бояғыштар
ретінде қолданылады.
Xинониминді бояғыштар. Eкіншілікті ароматтық аминдер туындылары,
түстері қызғылт көктен жасылға дейін өзгереді; түрлі түсті фотографияда
қолданылады.
Циaнинді бояғыштар. Tізбек шетінде екі азоты және гетероциклді
қалдықтары бар полиметинді бояғыштар; түстері сарыдан көкке дейін
өзгереді, фотоэмульсиялардың оптикалық сенсибилизаторлары ретінде
қолданылады [5].
Бояғыштар сапасына қойылатын талаптар.
Бояғыштарға келесідей жалпы талаптар қойылады:
1) реңктің және концентрацияның тұрақтылығы (бекітілген эталонмен
сәйкес);
2) боялған заттың түсінің оны қолдану және дайындау кезінде
тұрақтылығы.
Бояудың боялған денені қолдану кезінде, яғни жарық пен суға (соның
ішінде теңіз суы), тер, жуу мен органикалық еріткіштермен химиялық
тазалауға, құрғақ және дымқыл үйкелесуге, үтіктеуге қатысты тұрақты болуы
тиіс. Дисперсті бояғыштармен боялған материалдар түтінді газдарға қатысты,
яғни түтінді газ құрамындағы азот тотықтары мен күкіртті газдарға қатысты
тұрақтылығы маңызды; кейбір дисперсті бояғыштар түтінді газдар әсерінен
түсін өзгертеді.
Текстильді және басқа бұйымдарды бояу әдістеріне байланысты
бояғыштарға қосымша талаптар тізімі қойылады.
Жүн маталар бояуының тұрақтылығы карбонизацияға (қышқылмен қыздыру),
қайнату (қайнап жатқан сумен өңдеу), бумен және ыстық сумен өңдеуге,
сілтілі және бейтарап біліктеуге (қышқылдың, сода немесе сабын ның жылы
ерітіндісімен суланған матаның механикалық тығыздалуы) қатысты болуы
қажет. Мақта – талшықтарға қолданылатын бояғыштар матаны ағартуға
қолданылатын гипохлоридке (хлор) тұрақты болу керек. Полиамидті және басқа
талшық үшін бояғыштар жылулық өңдеуге (200 - 210 °С) тұрақты болу қажет.
Бояғыштар өзіндік тұрақты шығарылымдық күйі болуы, яғни әдетте ұнтақ
немесе ұсақдисперсті бояғыштар үшін – тұрақты ұсақталу деңгейі болуы
маңызды.
Суда немесе органикалық еріткіштерде ерігіш бояғыштар сол еріткіштерде
жақсы еруі және құрамында ерімейтін қоспалар минималды мөлшерде болу
керек.
Пигменттер мен лактар үшін жарыққа төзімділігімен қатар олардың май,
спирт және басқа еріткіштерге, сонымен қатар су, сілтілер мен қышқылдарға
тұрақтылығы маңызды. Беттік қабаттарды (металл, ағаш және т.б.) жабуға
арналған бояғыштар минималды шығынмен материалды жабуы, яғни мөлдір емес
болк қажет. Осы мақсатта жасырушы пигменттер қажет. Керісінше,
полиграфияда мөлдір пигменттер қажет. Типогрпфиялық және басқа бояуларды
қолданылатын пигменттер майдың белгілі бір көлемін адсорбциялау керек.
(немесе басқа еріткіштің), яғни белгілі бір май сыйымды болу қажет.
Пластикалық массалар мен резеңке бояушы пигменттер қыздыруға тұрақты (бұл
бұйымдарды дайындау жағдайларында) болуы, яғни қыздыру кезінде бұйымда
орын ауыспауы қажет (миграция). Пигменттер мен лактар қатты болмауы
маңызды. Мөлдірлік, май сыйымдылық, қаттылық және басқа қасиетттері
пигменттер синтезінің жағдайлары мен олардың шығаым қалыптарына тәуелді.
Пигменттер мен лактар құрамында суда еритін тұздардың мөлшері 1 – 2 % -
дан және дымқыл 30 % - дан аспауы қажет.
Бояудың тұрақтылығы бес баллдық жүйемен өлшенеді
(1 – төмен, 5 – жоғары тұрақтылық) және тек жарыққа төзімділік –
сегіз баллдық шкала бойынша анықталады. Бояғыштарды сынау әдістері
стандартизация бойынша Халықаралық ұйыммен (ХСҰ) бекітіледі. Салыстыру
анықталған сұр түсті бояғыштармен боялған (жарыққа төзімділігін
анықтағанда – көк түсті) мата эталондарымен жүргізіледі. Эталонның боялуы
интенсивтілігімен ажыратылады. Бірінші контрасты төменгі, көрінетін
орташа газбен боялу интенсивтілігін ажырату. Сұр шкалада мысалы,
эталондар 1 – ден келесі өлшеміне анықталады (контраст өлшем бірлігінде):
2 - ші ...1,5
3 - ші ... ... ... ... ... 3
4 - ші ... ... ... ... ... ... 6
5 - ші ... ... ... ... ... ... ... ... ... 12
Сыналатын үлгіні белгілі бір жағдайда жууға, үйкелесуге және тағы
басқа жағдайларға ұшыратады, ал екінші дәл сондай үлгіні салыстыруға
қалдырады. Содан кейін екі үлгіні салыстырады, егер 1 – шісі секілді сұр
эталон 2 – шіден ерекшеленсе – 4 балл; егер айырмашылық 1 – ші мен 3 – ші
эталон арасындағыдай болса, бояғышқа 3 балл; сәйкесінше сондай айырмашылық
1 – ші мен 4 – ші сұр эталондарындағыдай болса, 2 балл беріледі; ал
интенсивтігінің анағұрлым төмендеуі, 1 – ші мен 5 – ші эталондарындағыдай
болса, 1 баллмен бағаланады.
Осы күнге дейін бояудың барлық әсер ету жағдайларына тұрақты бояғыштар
алынған емес. Кубтық бояғыштар үйкелесуге өлшеулі тұрақты, белсенді
бояғыштар әдетте үйкелесуге өте тұрақты, бірақ олардың жарыққа төзімділігі
жақсы, ал хлорға тұрақтылығы төмен.
Бояғыштар, пигменттер мен лактарды сынау әдістері, сонымен қатар
бояғыштардың сапа көрсеткіштері сәйкесінше мемлекеттік және салалық
стандарттармен және талартармен анықталады.
Кейбір бояғыштар ағза мен теріге тиген жағдайда өткір және ұзақ
уақытқа созылатын аурулар тудырады. Бояғыштардың шаңдануын болдырмау, тері
мен шырышты қабаттарға жанасуын болдырмау абзал.
Кейбір бояғыштар шаңдары ауада жарылғыш қасиет көрсетеді. Сондықтан
оларды кептіру және ұсақтаған кезде арнайы қауіпсіздік ережелерін сақтаған
жөн. Барлық бояғыштар жанғыш, ал кейбірі сақтау кезінде өздігінен
жалындануы (мысалы, күкіртті) мүмкін. Сондықтан оларды кептіру және
ұсақтағанда қыздырудан сақтау керек. Өрт қауіпті бояғыштарды герметикалық
ыдыстарда бөлме температурасында сақтайды.
1.4 Азобояғыштар туралы жалпы түсінік
Бояғыштар – спектрдің көзге көрінетін жақын ультракүлгін және
инфрақызыл аймағында электр - магнит сәулелерін қарқынды түрде жұтып алып,
оның қуатын түрлендіруге қабілетті және осы қабілетін басқа денелерге
тиесілі ете алатын химиялық қосылыстар. Бояғыш сөзінің шығу тегі
А. Е. Порай – Кошиц есімімен байланысты.
Бояғыштың ерекшелігі – боялатын материалға (мысалы, текстиль, қағаз,
елтірі, шаш, тері, ағаш, тамақ) сіңіп, оның барлық көлеміне таралып, түс
беруге қабілеттілігі.
Азобояғыштар – бір немесе бірнеше азотоптардан (мысалы, қызыл конго,
метилді сарғылт – қызыл, β – нафтолоранж, т.б.) тұратын органикалық
қосылыстар. Азобояғыштардың түстері алуан түрлі, алайда тұрақты емес.
Азобояғыштар - синтетикалық бояғыштардың ең көп таралған түрі, олар
матаны, теріні, резеңкені бояуда, лак-сыр, полиграфия және басқа
өндірістерде, аналитикалық химияда индикатор ретінде қолданылады.
Молекулалары хош иісті радикалдарды байланыстыратын — N = N — бір немесе
бірнеше азотоптардан тұратын органикалық бояғыштар. Санына қарай бұл топ
моно-, дис-, трис- және полиазобояғыштар деп бөлінеді. Әдетте
азобояғыштардың хош иісті ядросында алмасқан немесе алмаспаған NH2 және
OH, сондай - ақ NO2, Cl, SО3H, COOH, т.б.топтар болады. Азобояғыштардың
суда ерігіштігіне қарай қышқылды топтарға бөлінеді.
Азобояғыштар синтезі ArN2Cl хош иісті диазқосылыстардың фенолдармен,
хош иісті аминдермен, немесе олардың туындыларымен әрекеттесуіне
негізделген:
Қарапайым моноазобояғыштар әдетте сары, сарғылт-қызыл немесе қызыл
түске боялады. Азотоптар санын ұлғайту, фенил радикалдарын нафтил
радикалдарымен алмастыру және окси - және аминтоптарының санын арттыру
арқылы түстің қанықтығына қол жеткізуге болады [6].
1.5 Азобояғыштарды топтастыру
Ерігіштігіне, химиялық тегіне, басқа боялатын материалдармен өзара
әрекеттесу ерекшеліктеріне қарай азобояғыштар мына топтарға бөлінеді:
1) Пигменттер (азопигменттер) – ең бастылары. Моноазобояғыштар мен
дисазобояғыштар (мысалы, I); қышқылдық (SO3H, COOH), негіздік [NH2,
(CH3)2N немесе басқалары], онийлік [(СН3)2 және басқалары] топтары
болмайды, сондықтан суда ерімейді, өте күшті пигменттер сондай-ақ көптеген
органикалық еріткіштер мен пластмассаларда да ерімейді. Әдетте
пигменттердің молекулаларында NO2, Cl, CH3, CH3O, (C2H5)2NSO2 және басқа
алмастырғыштар болады. Кейде пигменттерді минералдық субстраттарға
енгізеді, мысалы, Аl(ОН)3, BaSO4, бор, көбінесе бояу реңін солғындату үшін
минералдық толтырғыштар қолданылады.
Сонымен қатар, пигменттермен пластикалық массаларды, резеңке, қағаз
және кейбір басқа да материалдарды бояйды. Пигменттер қолданылатын маңызды
аймағы – вискозды және ацетатты талшықтарды бояу, сонымен қатар ерітіндіде
немесе балқымадағы синтетикалық полимер материалдардың боялуы, олардың
талшық жасалуынан бұрын (массадағы бояу).
Сонымен қатар, пигменттердің тағы да бір маңызды қолданыс аймағы –
пигменттік баспа немесе бояу. Бұл әдіс пигменттердің бөлшектерінің мата
бетіне өте жұқа әрі майысқыш полимер қабықшасымен жабыстыруға
негізінделген, ал бұл полимер қабықшасы катализатор мен біріктіруші арөылы
жоғары температурада синтетикалық шайырдың баспа процесі жүзінде түзіледі.
Пигменттік баспа әдісінің маңыздылығы оның әмбебаптығында: бұл әдіспен
түрлі материалды маталарды бояуға болады (соның ішінде синтетикалық және
шыны), себебі бояу үшін пигменттің талшықпен жақындастығы шарт емес.
Пигменттердің түсі мен беріктілігі беттің химиялық құрылысына, оның
ұсақталу деңгейіне (дисперстілігі), кристалл күйіне және бет қасиетіне
тәуелді.
Пигменттер түрлі түсті болып келеді, өте берік әрі тұрақты
пигменттермен қатар әлсіз пигменттер де кездеседі, әлсіз тұрақтылары түсті
қарындаштар өнеркәсібінде қолданылады.
2) Май, спирт және ацетонда еритін азобояғыштар (мысалы, II)
химиялық құрылымы жөнінен пигменттерге ұқсайды, алайда құрамында NO2
және Cl болмайды; суда ерімейді, органикалық еріткіштерде, мотор, отын
майларында, жануар майында жақсы ериді.
3) Дисперсиялы азобояғыштар – әдетте моно азобояғыштар, олар суда
нашар ериді, органикалық еріткіштерде және полимерлерде ериді [7].
4) Негіздік және катиондық азобояғыштардың молекулаларында негіздік
және оний топтары болады, мысалы, қызыл азобояғыш (IX); суда еріп, түсті
катиондар түзеді.
5) Қышқылды азобояғыштар – көбінесе олар моноазобояғыштар мен
дисазобояғыштар болып табылады, бір немесе бірнеше SO3H топтарынан тұрады.
Олар аммонийлі немесе калийлі тұздар күйіндегімен салыстырғанда әдетте
натрийлі түрде көбірек өндіріледі. Бұл бояғыштардың молекуласында боялған
анион болады. Қышқылдық бояғыштар жүн, табиғи жібек, тері, аң терісі және
полиамидті талшық бояуда пайдаланылады. Аталған талшықтар амин – және
басқа топтарға ие, бояғыш аниондары бұл топтармен иондық байланысқа
түседі. Қышқылдық бояғыштардың жүн және басқа да талшықтармен ұсталуы Ван
– дер - Ваальс күштеріне, сонымен қатар талшықтың CONH - амидтік
топтарының сутектік байланыстарының бояғыштың ОН, NH2 және тағы басқа
функционалдық топтарымен байланысуына тәуелді.
Кейбір қышқылдық бояғыштар ағаш, қағаз, сабын, тамақ өнімдерін (сусын,
кәмпит және т.б.) бояуда, сия, лак, оксметикалық заттар өндірісінде,
анодталған алюминий және басқа материалдарды бояуда қолданылады.
Арнайы жеңіл жуылатын қышқылдық бояғыштар вискозды талшықтарды уақытша
бояуда (маркалау) қолданылады. Қышқылыдқ бояғыштар түрлі түсті болады және
олардың көбі жарқындылығымен ерекшеленеді. Комплексті байланысқан металл
құрамдас бояғыштар (Сr, Со, кейде Fe) металлкомплексті деп аталады.
Жүн және басқа талшықтадың қышқылдық бояғыштармен боялуы материалдың
бояғыш ерітіндісінде қайнағанша біртіндеп қыздырылуы арқылы және 0,5 – 1
сағат бойы ерітіндіні араластыра қайнауымен жүзеге асады.
Қышқылдық бояғыштар күшті – қышқылдық және әлсіз – қышқылдық деп
ажыратылады. Алғашқылары талшықта негізінен иондық әсерлесу арқылы –
анионды бояғыштың жүннің катионды топтарымен, мысалы NH3; ал соңғысы
қышқыл ортада түзіледі, яғни орта қышқылдығы неғұрлым жоғары болған сайын,
соғұрлым олар көп:
RNH2(жүн) + Н+ → R+NH3
Күшті – қышқылды бояғыштардың жүнмен туыстылығы төмен болғандықтан,
олар талшықта жақсы диффундирленеді және біркелкі боялады (жақсы
эгализацияланады), бірақ бояудың дымқыл өңдеулерге – су, жууға тұрақтылығы
төмен.
Әлсіз – қышқыл бояғыштардың жүнге туыстылығы жоғары. Олар ерітіндіден
әлсіз – қышқыл орта мен CH3COONH4 және (NH4)2SО4 қатысында жақсы
таңдалады. Ерітінді қышқылдығы қыздыруға байланысты және СН3СООН және
H2SO4 түзілуі арқылы NH3 – тің бөлінуі жүзінде біртіндеп өседі.
Нәтижесінде боялу біркелкі емес, яғни нашар эгализация.
Боялуды жақсарту үшін ерітінді ваннасына Na2SО4 және де түзеткіштер
қосады. Әлсіз – қышқыл бояғыштар бояудыңу жууға және басқа дымқыл
өңдеулерге тұрақтылығы жоғары.
6) Лактар (азолактар) – кейбір қышқылдық азобояғыштардың суда еритін
тұздары (әдетте Ва немесе Са). Пигменттер қолданылатын мақсаттарда
қолданылады.
7) Хромды (зәрлі) азобояғыштар SO3Hтоптарының болуымен (кейде СООН)
сипатталады, олар суда ериді, орто - орто' - жағдайларда және ОН, NH2
немесе СООН боялған кезде Сr3+ бірге ішкі кешенді қосылыстарды түзеді,
мысалы – хромды көк - қара (X). Кейбір хромды азобояғыштар топтарында ОН
және СООН топтарында бір хош иісті ядрода орто-жағдайда тұрады. Боялған
кезде хромды азобояғыштарда Сr атомы азобояғыш пен ақуыз молкулаларын
(мысалы, жүн кератинін) кешенді түрде (СООН, ОН, NH2) топтарымен
байланыстырады, нәтижесінде реңнің боялу беріктігі ұзара түседі.
8) Тікелей азобояғыштар – негізінен дис - және полиазобояғыштар,
мысалы, тікелей ашық сарғылт-қызыл түс (XI). Ван – дер - ваальстық өзара
әрекеттесу және (ОН и NH2, N және әсіресе NH - СО гетероциклдарының
атомдары) бояғыш топтары мен ОН целлюлоза топтары арасындағы сутегілік
байланыстар арқасында целлюлоза ұлпаларымен бірігіп кетуге қабілетті.
9) Белсенді азобояғыштар әдетте суда ериді, боялған кезде субстрат
молекулаларымен химиялық реакцияға түсіп, ковалентті байланыстар орнатады,
соның арқасында бояу ылғал мен үйкелістерге шыдамды.
10) Азогендер – талшықтарда диазоқосылыстары мен азоқұрамының
түзілімін түзетін ерімейтін азобояғыштар. Азогендер – басқаша атауы мұзды
немесе салқын бояғыштар, салқын бояуға арналған препараттар, бояу кезінде
азопигменттер түзеді немесе талшық саңылауларында баспа түзеді. Олар өте
арзан, қолданысқа ыңғайлы және мақта мен вискозды талшықты маталарды
бояуда кеңінен қолданылады. Азогендер көмегімен түрлі реңді түстер
алынады, соның қатарында қызғылт, қызыл, қою қызыл, күлгін және көк түстер
анағұрлым маңызды. Бояу әдетте жарқын, әрі тұрақтылығы біркелкіден жақсыға
дейін болып келеді. Көбінесе бояудың үздіксіз әдісі қолданылады. Матаны
азотолдың қышқыл ерітіндісімен қосады, сығып, кептіріп, рН 6 болатын
CH3COONa құрамды диазоль ерітіндісінен өткізеді. Боялған матаны алдымен
салқын сумен, сосын Na2C03 (2 - 3 г л) ерітіндісінде жуады.
Суда ерімейтін бояғыштар бояу процесінде талшық саңылауларында және
ароматтық амндердің тотығуы кезінде түзіледі. Олар тері бояуда маңызды, ал
целлюлозды талшықтар үшін анилинді қара қолданылады.
11) Металлды азобояғыштар - азобояғыштардың Сu2+ , Сr3+ , Со3+, сирек
Ni2+ және Fe2+ қосылғандағы іштей кешенді қосылыстары. Бастапқы
азобояғыштарда хромды азобояғыштарға тән топтар болады. Қасиеттері мен
қолданылу тәсілдеріне қарай қышқылдық, дисперсиялы, белсенді және тікелей
бояғыштарға жатады. Реңдері жарыққа төзімді және басқа да қасиеттерге ие.
Азобояғыштарды химиялық құрамына қарай топтастыру. Бояғыштардың
молекулаларында әртүрлі құрылымдық топтар болады. Алайда олардың
жартысынан астамын азобояғыштар немесе антрахинондық бояғыштар деп
жіктеуге болады .
Азобояғыштар. Қосарлы байланысқан азоттың екі атомы, яғни азотоптар
барлық өнеркәсіптік бояғыштардың жартысынан астамынан артық түс береді. -
N = N - азотобы күшті хромоген (түс қайнары) болып табылатындықтан,
азобояғыштардың бояу қабілеті жоғары. Азобояғыштардың молекулаларында
бірден 4 - ке дейін, тіпті одан артық азотоптар болуы мүмкін.
Моноазобояғыштар (бір азотоп) ең маңыздысы, одан кейінгі орында
дисазобояғыштар (екі азотоп) тұр. Азотоптар хош иісті ядролармен, мысалы,
бензолмен немесе нафталинмен байланысады, оларда алмастырғыштар ретінде
хлор және бром, сондай - ақ нитро -, аминді - және басқа топтар болуы
мүмкін. Моноазобояғыштың жалпы құрылымдық формуласын A – N = N - B
түрінде жазуға болады, мұндағы A және (немесе) B – хош иісті ядролар.
Барлық азобояғыштар табиғи ұқсастырғыштары жоқ синтетикалық қосылыстар.
Азотоптары бар ықимал молекулалар саны теория жүзінде өте үлкен.
Азобояғыштар молекуласында СН2 - белсенді топтары бар бір немесе бірнеше -
N = N - азотоптардың болуымен сипатталады, олар бір-бірімен хош иісті
және гетерохошиісті қосылыстар түзеді. Молекулаларда сондай-ақ электронды-
донорлық алмастырғыштар болады, мысалы, ОН, NH2, N(CH3)2, OCH3, NHCOCH3,
көбінесе галогендердің электронды-акцепторлық (NO2, CN, SO2CH3 т.б.)
атомдарымен, сирек те болса - тек электронды - акцепторлық. Азобояғыштар
барлық азоқосылыстарға ортақ жолдармен, соның ішінде азотүзілім арқылы
алынады [8].
Молекуладағы азотоптар саны жөнінен моно -, дис - және
полиазобояғыштар болып бөлінеді. Моноазобояғыштың түсі қалдықтардың
азотоптарының химиялық құрылымымен, санымен және алмастырғыштардың орнымен
анықталады. Ең маңызды моноазобояғыштарда болатын бір электронды -
донорлық алмастырғыштардың түсі мынадай болуы мүмкін: сары -
бензолазоацетоацетарилидтердің, пиразолоназобензол және азобензолдың
туындылары, мысалы, жарыққа төзімді сары пигмент формула I), майда еритін
сары түс 3 (II); сарғылт - қызыл және қызыл – тиісінше нафталиназобензол
мен азонафталиннің туындылары, мысалы, қышқылдық сарғылт - қызыл (III)
және қышқылдық қызыл 2С (IV). Түсін тереңдету үшін π - электронды жүйе
ұлғайтылып, оның полярлығы келесі тәсілдермен күшейтіледі: электронды-
донорлық алмастырғыштарды күштілерімен алмастыру немесе қосымша
алмастырғыштарды енгізу (мысалы, V формуладағы моноазобояғыштардағы
сияқты); электронды - акцепторлық алмастырғыштарды диазоқұрамының
қалдығына енгізу (VI); гетероциклдық қатар аминдерінің диазоқұрамы ретінде
қолдану. V жалпы формуласының моноазобояғыштарының түстері мынадай болуы
мүмкін: сарғылт - қызыл (X = Н, R = Н), ашық - қызыл (X = Н, R = =
NHCOCH3), көкшіл-қызыл (X = Н, R = NH2), қызыл-күлгін (X = CH3CONH, R =
OH), күлгін (X = = NH2, R = OH) және көгілдір [X = (CH3)2N, R = ОН]
түстер; VI жалпы формуласының моноазобояғыштары – рубин түстес (X = NH2)
және күлгін (X = NO2) [9].
Дис - және полиазобояғыштардың түстері сондай-ақ азотоптар арасындағы
байланыстарға да байланысты. Бірыңғай байланыс жүйесінің туындауы әр
моноазобояғыштың түсімен салыстырғанда және моноазобояғыштардың
қоспаларының түсімен салыстырғандағы қанық түсті береді, оның қалдығы дис-
және полиазобояғыштардың құрамына кіреді. Мысалы, дисазобояғыштар
(формула VII) – aлқызыл түсті, моноазобояғышттар - сары (VII, а; 4 - ші
орында' NH2тобы бар) және сарғылт - қызыл (VII, о) түстердің қоспасы –
сары-сарғылт - қызыл түсті. Әдетте полиазобояғыштың түсі 4 - ке дейін
байланысқан азотоптар саны ұлғайғанда қаныға түседі, азотоптар саны одан
көп болғанда молекуланың жазықтығының бұзылуы себепті (Аr - N қарапайым
байланыстарының айналасында молекула ұзарғанда бұрылыс бұрыштарының
көбеюі) тізбектесу де бұзылады.
Көптеген дис - және полиазобояғыштарда тізбектесу бұзылады, мысалы,
ArN = NAr'—X— —Ar"N = N—Аг'" типті бояғыштарда, мұндағы X = О, S, CH2,
CONH және т.с.с немесе тізбек мүлдем болмайды (Аr' және Аr" бұрылыстары
молекуланы жазыңқы ете алмайды). X үзіндісімен бөлінген молекула бөліктері
жарықты бір - біріне тәуелсіз түрде жұта береді. Мұндай бояғыштардың түсі
молекула Х бойымен жарылғанда түзілетін азобояғыштар қоспасының түсіне
жуықтайды. Мысалы,VIII полиазобояғышы жасыл түске боялған, ол түсті
қоспадағы сары моноазобояғыш пен қара - көк дисазобояғыш құрайды.
Антрахинондық бояғыштар. Антрахинондық бояғыштар өздерінің
практикалық маңыздылығы жөнінен тек азобояғыштардан қалыс қалады.
Антрахинондық бояғыштарының түсі ашық болғанымен, олар қымбатырақ және
бояғыш қабілеттілігі әлсіздеу [10].
Қолдану тәсіліне қарай жіктеу. Текстиль өнеркәсібінде әдетте сегіз
негізгі түр бояғыштары қолданылады. Алғашқы 5 класс бояғыштары (тікелей,
күкіртті, азоидты, реактивті, текшелік) негізінен целлюлозалық, мақта
және вискозалық талшықтарды бояуға арналған. Бояғыштардың соңғы 3 класы
(қышқылдық, негіздік және дисперсиялық) табиғи және синтетикалық
талшықтарды бояуға арналған.
Тікелей бояғыштар. Бұл аниондық суда еритін бояғыштардың бұлай аталу
себебі – олар целлюлозалық талшықтармен бірігіп кетеді, оларға қосалқы
химиялық құралдарды қолданудың қажеті жоқ. Алайда іс жүзінде бояу
жылдамдығы мен қарқындылығын органикалық емес тұздарды (мысалы, натрий
хлоридін және сульфатын) қосу арқылы арттыруға болады. Тікелей бояғыштар
мақта және вискоз талшықтарын бояуға арналған. Олардың артықшылығы
–қолдану қарапайымдылығы, ал кемшілігі – дымқылдап өңдеуге жарамсыздығы.
Тікелей бояғыштардың дымқылдап өңдеуге тұрақтылығын бекіткіштер немесе
әртүрлі технологиялық тәсілдердің көмегімен арттыруға болады.
Күкіртті бояғыштар. Күкіртті бояғыштар – бұлар күкірттің қатысуымен
амин және фенол топтарын қыздыру арқылы алынатын органикалық қосылыстар.
Күкіртті бояғыштар пигменттер түрінде кездеседі, целлюлозалық талшықтармен
бірігуге бейім емес. Күкіртті бояғыштармен өңдеу кезінде қалпына келтіру
мен тотықтыру химиялық реакциялары қолданылады. Қалпына келтіру арқылы
күкіртті бояғыштар целлюлозалық талшықтармен бірігуге бейім суда еритін
формаға келтіріледі. Талшықтарға жұтылғаннан кейін күкіртті бояғыштарды
қайтадан пигменттік формаға келтіру қажет. Күкіртті бояғыштардың ерекше
артықшылығы – құнының төмен болуы. Кемшіліктеріне түсінің солғындаулығы,
дымқылдап өңдеу мен жарыққа төзімсіздігі жатады.
Азоидты бояғыштар. Бұл бояғыштар бояғыш болып табылмайтын екі
компоненттің реакциясы нәтижесінде талшықтардың ішінде синтезделеді. Ол
компоненттердің бірі – нафтол болғандықтан, азоидты бояғыштарды кейде
нафтолдық деп те атайды. Азоидты бояу кезінде түзілетін зат пигмент болып
саналады. Алайда азогендер бояғыштар болып ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
КІРІСПЕ 6
1 Әдеби шолу 9
1.1 Бояғыштар туралы жалпы түсінік 9
1.2 Бояғыштардың классификациясы мен номенклатурасы 11
1.3 Бояғыштар сапасына қойылатын талаптар 13
1.4 Азобояғыштар туралы жалпы түсінік 19
1.5 Азобояғыштарды топтастыру 20
1.6 Азобояғыштар синтезінің мазмұны 27
1.7 Реакция механизмі 32
2 Тәжірибелік бөлім 33
2.1 Азобояғыштарды зертханада синтездеу 33
2.2 Азобояғыштардың қасиеттерін зерттеу 47
3 Органикалық синтез зертханасында жұмыс жасау ережелері мен қауіпсіздік
техникасы 55
ҚОРЫТЫНДЫ 58
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР 59
КІРІСПЕ
Органикалық бояғыштарды қолдану аясы көп әрі алуан түрлі. Оларды
әртүрлі маталар мен жіптерді (зығыр, жүн, қағаз-мақта, жібек, жасанды және
синтетикалық талшықты) бояу үшін қолданады. Органикалық бояғыштармен
теріні, былғарыны, ағашты, қағазды, әртүрлі пластмассаларды, резеңкені, ас
өнімдерін, т.б. бояйды. Органикалық бояғыштар лак – сыр материалдарын,
көркем бояу, түрлі - түсті қарындаштар, типографиялық сыр мен қара бояу
алуда қолданылады, сондай-ақ әртүрлі материалдарды бояу үшін қасиеттері
әртүрлі органикалық бояғыштар қажет. Қазіргі таңда синтетикалық бояулардың
10000 - ға тарта түрлері бары белгілі, және олардың саны үздіксіз артып
отырады. Жыл сайын жаңа, қолдануға ыңғайлы, ашық, шыдамды бояғыштар пайда
болып, ескілерін ығыстырып отырады. Органикалық бояғыштар мен аралық
өнімдерді шығаратын химия өнеркәсібінің саласы анилинді-бояу өнеркәсібі
деп аталады. Бұл атаудың шығуының тарихи себебі бар, өйткені ең алғашқы
бояулар анилиннен алынған екен.
Соңғы жылдары бояғыштар химиясында маңызды өзгерістер орын алды.
Органикалық қосылыстардың түстілік теориясы квантты - химиялық
көрсеткіштердің негізіне толық орнықталды және хромофора мен
ауксохромалардың классикалық түсінігінен алыстады. Бояғыштардың мынадай
“классикалық” топтарына қызығушылық бәсеңдеу үстінде: - нитро және
нитрозобояғыштар, арилметанды, хинониминді және күкіртті, сонымен қатар
полициклді хинонды. Бояғыштарға жаңа патенттер де кездеспейді. Текстильді
материалдар өндірісінде синтетикалық талшық үлесі өсуде, сондықтан
синтетик - химиктер осы талшықтарды бояуға арналған спецификалық
бояғыштарды жасау үстінде. Дисперсті бояғыштар синтезіне негізінен көп
көңіл бөлінеді. Текстильді материалдар өндірісінде пигменттерді қолдану
кеңеюде, сонымен қатар оптикалық ағартқыштар қолданысы өсіп келеді. Осыған
орай дипломдық жұмыстың өзектілігі: азобояғыштарды алу және қазіргі кезде
қолданылу мүмкіндігін қарастыру.
Белгілі бір түс (реңк) денелерді (талшықтар, маталарға және т.б)
бояуға қабілетті заттардың қолданылуы ерте кезден белгілі. Осы мақсатта
түсті сазбалшық, сонымен қатар өсімдіктер мен жануарлар ағзалары
құрамындағы заттар қолданылды.
Бояғыштар – спектрдің көзге көрінетін жақын ультракүлгін және
инфрақызыл аймағында электр - магнит сәулелерін қарқынды түрде жұтып алып,
оның қуатын түрлендіруге қабілетті және осы қабілетін басқа денелерге
тиесілі ете алатын химиялық қосылыстар. Бояғыш сөзінің шығу тегі
А. Е. Порай-Кошиц есімімен байланысты.
Бояғыштың ерекшелігі – боялатын материалға (мысалы, текстиль, қағаз,
елтірі, шаш, тері, ағаш, тамақ) сіңіп, оның барлық көлеміне таралып, түс
беруге қабілеттілігі.
Азобояғыштарды алу технологиясының базасында екі химиялық реакция бар:
ароматтық аминді диазоттау және феноламин немесе аминмен диазоқосылыстан
алу.
Азобояғыштар – бір немесе бірнеше азотоптардан (мысалы, қызыл конго,
метилді сарғылт - қызыл, β - нафтолоранж, т.б.) тұратын органикалық
қосылыстар. Азобояғыштардың түстері алуан түрлі, алайда тұрақты емес.
Азобояғыштар - синтетикалық бояғыштардың ең көп таралған түрі, олар
матаны, теріні, резеңкені бояуда, лак - сыр, полиграфия және басқа
өндірістерде, аналитикалық химияда индикатор ретінде қолданылады.
Молекулалары хош иісті радикалдарды байланыстыратын — N = N — бір немесе
бірнеше азотоптардан тұратын органикалық бояғыштар. Санына қарай бұл топ
моно-, дис-, трис- және полиазобояғыштар деп бөлінеді. Әдетте
азобояғыштардың хош иісті ядросында алмасқан немесе алмаспаған NH2 және
OH, сондай-ақ NO2, Cl, SО3H, COOH, т.б. топтар болады. Азобояғыштардың
суда ерігіштігіне қарай қышқылды топтарға бөлінеді.
Азобояғыштардың тәжірибелік мағынасы болып көбіне күрделі құрылымды
бояғыштар болып келеді.
Азобояғыштарды ароматтық аминдерден және оксиқосылыстардан алады.
Оларды диазоттау және азоүйлесімділік реакцияларының көмегімен алады.
Сонымен қоса амин және бензолдың оксиқосылыстардың және нафтолиндік
қатардың әр түрлі қарапайым және күрделі орынбасарларды көптеп қолданады.
Азобояғыштардың техникалық классификациясына сәйкес ол тікелей,
қышқылды, басты, ацетатты, жібекке арналған бояғыштар, құраушы бояғыштар,
талшықта қолданылатын, пигменттер және т.б жатады [1].
Азобояғыштарды көбіне келесілер үшін пайдаланады: өсімдіктер,
жануарлар және синтетикалық талшықтарды, резина, былғары, пластикалық
массаларды, лактық бояғыштар, полиграфиялық және индустриялық басқа да
салаларында.
Текстиль өнеркәсібінде әдетте сегіз негізгі түр бояғыштары
қолданылады. Алғашқы 5 класс бояғыштары (тікелей, күкіртті, азоидты,
реактивті, текшелік) негізінен целлюлозалық, мақта және вискозалық
талшықтарды бояуға арналған. Бояғыштардың соңғы 3 классы (қышқылдық,
негіздік және дисперсиялық) табиғи және синтетикалық талшықтарды бояуға
арналған.
Дипломдық жұмыстың мақсаты: азобояғыштардың синтездеу және олардың
қасиеттерін анықтау.
Дипломдық жұмыстың міндеттері:
1) Тақырып бойынша әдеби шолу;
2) Азобояғыштарды синтездеу әдістерін меңгеру;
3) Бояғыштардың сапасына қойылатын талаптарды сипаттау;
4) Азобояғыштардың қасиеттерін анықтау.
Дипломдық жұмыс 3 бөлімнен, 15 кестеден, 2 қосымшадан тұрады. Осы
жазылған дипломдық жұмыс кезінде 27 әдебиет көздері қолданылды.
Дипломдық жұмыс кезінде қолданылған терминдер: азобояғыш, органикалық
синтез, диазоттау, азоқосылу, β - нафтолды қызғылт сары, метилді қызғылт
сары, ерігіштік.
Қысқартылған сөздер: МЕМСТ – мемлекеттік стандарт, Ж, 2Ж – сарғыш рең,
З- жасыл рең, К, 2К - қызғылт рең, С - көкшіл рең, X - хромды көк - қара;
ТР – қатты сынапты; ТД – қатты диафрагмалық (балқытылған); РХ – химиялық
ерітінді; РД – диафрагмалық ерітінді; ШМК – шекті мүмкін концентрация.
1 Әдеби шолу
1.1 Бояғыштар туралы жалпы түсінік
Соңғы жылдары бояғыштар химиясында маңызды өзгерістер орын алды.
Органикалық қосылыстардың түстілік теориясы квантты - химиялық
көрсеткіштердің негізіне толық орнықталды және хромофора мен
ауксохромалардың классикалық түсінігінен алыстады. Бояғыштардың мынадай
“классикалық” топтарына қызығушылық бәсеңдеу үстінде: - нитро және
нитрозобояғыштар, арилметанды, хинониминді және күкіртті, сонымен қатар
полициклді хинонды. Бояғыштарға жаңа патенттер де кездеспейді. Текстильді
материалдар өндірісінде синтетикалық талшық үлесі өсуде, сондықтан
синтетик - химиктер осы талшықтарды бояуға арналған спецификалық
бояғыштарды жасау үстінде. Дисперсті бояғыштар синтезіне негізінен көп
көңіл бөлінеді. Текстильді материалдар өндірісінде пигменттерді қолдану
кеңеюде, сонымен қатар оптикалық ағартқыштар қолданысы өсіп келеді.
Белгілі бір түс ( реңк) денелерді (талшықтар, маталарға және т.б)
бояуға қабілетті заттардың қолданылуы ерте кезден белгілі. Осы мақсатта
түсті сазбалшық, сонымен қатар өсімдіктер мен жануарлар ағзалары
құрамындағы заттар қолданылды [2].
Өсімдік және жануар текті табиғи бояғыштардың көбі қоғамныңтұтынуын
қанағаттанарлық мөлшерде өндірілді.
XVIII ғ текстильді өнеркәсіптің қарқынды дамуы және де текстильді
бұйымдардың машиналық өндірісі түрлі талшықтарды жергілікті әдісе
қарағанда анағұрлым тезірек бояуға қабілетті арзан бояғыштарға сұраныс
өсті.
Таскөмір шайыр құрамындағы өнімдерді зерттеу бензол, толуол, нафталин
және басқа да ароматтық көмірсутектердің ашылуына негіз болды. Олардың
қасиеттерін және айналым өнімдерін зерттеу нәтижесінде басқа ароматтық
аминдердің ашылуына әкелді (Н.Н. Зинин, 1842 ж). Анилин, толуидин,
нафтиламин, бензидин және басқа ароматтық аминдердің алыну тиімді
әдістерінің ашылуы алғашқы синтетикалық талшықтарды ашуға көмектесті.
Ең алғаш синтетикалық талшықты 1855 ж Варшава университетінің
профессоры Я.Натансон алды, ол кезде Юрьевте (Тарту) жұмыс жасаған.
Анилинді дихлорэтанмен біріктірілген құбыршада қыздыру арқылы ол қызыл
түсті қосылыс алды, жүн және жібекті әдемі қызыл түске бояды. 1858 ж
Верген (Франция) басқа әдіспен дәл осы бояғышты алды және оны фуксия
гүліне ұқсатып Фуксин деп атады. Бұл бояғыш осы атаумен қазір де белгілі.
1856 ж ағылшын химигі В.Перкин анилиннің тотығуымен қызғылт- күлгін түсті
жібек матаны бояйтын қосылыс түзді. Аз ғана уақыт ішінде оның өндірісі
ұйымдастырылды және Анилинді күлгін атты бояғыш шығарыла бастады, бірақ ол
қолданыс таба алмады. Кейінірек, француз бояушылары оны мальва түсіне
ұқсатып, “Мальвеин” деп атап бояғыш ретінде қолдана бастады. Мальва түстес
жібек жоғары сұранысқа ие болды. Мальвеин өндірісі анилинді бояғыш
өнеркәсібінің дамуына бастау болды. 1858 ж диазоттау реакциясы (П.Грисс)
ашылды, ол ең көпсанды бояғыштар класына жататын және түрлі химиялық
қасиеттерге ие азобояғыштардың синтезіне негіз болды.
Барлық алғаш синтетикалық бояғыштар кездейсоқ алынған. Бутлеров А.М
(1861 ж) дайындаған органикалық қосылыстардың құрылым теориясы органикалық
химияның теориялық негізін, сонымен қатар органикалық бояғыштар синтезінің
химиясының негізін құрады. Бағытталған зерттеулер нәтижесінде құрылым
бекітілді және Ализарин синтезі (1863 ж), Индиго синтезі (1870 ж) іске
асты және басқа жаңа бояғыштар кластары ашылды (күкіртті, антрахинонды,
полициклді және т.б). аз уақыт ішінде жүздеген кең көлемді түрлі түсті
синтетикалық бояғыштар алынды, олардың сәйкесінше түстері соғұрлым қанық
және арзан әрі сапалы. 1900 ж таман 1230 жеке бояғыштар синтезделді.
Бояғыштар алу өндірісінің отаны Англия болды, алайда Герменияда
капитализмнің қарқынды дамуы Бірінші дүние жүзілік соғыс қарсаңында
Германиядағы бояғыштар өндірісі 90 % - ды құрады. Германияның бояғыш
өндірісі негізінен барлық дүниежүзін қамтамасыздандырды.
Бірінші дүниедүзілік соғыс кезінде өзіндік жеке бояғыштары болмаған
елдер өндірісті Екінші дүнежүзілік соғыс басына қарай бастаған.
Ұлттық анилин бояғыш өнеркәсіптің дамуына белсенді үлес қосқан
ғалымдар қатарына: Н.Н. Ворожцев (ст), В.А. Измаильский, М.А. Ильинский,
Н.М. Кижнер, А.И. Королев, А.Е. Порай - Кошиц, В.М. Родионов, Р.Қ. Эйхман
және басқалары жатады. 1940 ж 34,2 мың тонна сол кезде белгілі барлық
бояғыштар кластары, соның ішінде тиоиндигоидті, кубтық полициклді және
антрахинонды бояғыштар өндірілді.
Ұлы Отан соғысы кезінде анилин бояғыш өндірісі 80 % - дық шығынға
ұшырады. Алайда, 1950 ж ескі қалпына келтірілген және жаңадан салынған
зауыттарда 46,5 мың тонна бояғыш өндірілді, яғни соғсқа дейінгі өнімділік
деңгейінен асып түсті. Келесі әрбір бес жыл сайын жаңа табыстарға қол
жеткізілді. 1975 ж 88,7 мың тонна бояғыш өндірілді. Келесі онжылдықта
өнеркәсіп мақсаты орташа сапалы бояғыштардың сапасын күшейту, бояғыштарды
шығару қалыптарының жақсартылуына негізделді.
Бояғыштардың негізгі қолданыс аймақтары тестильді және жеңіл
өнеркәсіп, соның ішінде мақтақағазды, жібек, тері- былғары, жүн, мата және
аз мөлшерде – химиялық талшық, пластикалық масса, резина- техникалық
бұйымдар өнеркәсібі, лакбояғыш заттар, полиграфиялық және қағаз
өнеркәсіптері жатады [3].
1.2 Бояғыштардың классификациясы мен номенклатурасы
Бояғыштардың алғаш химиялық классификациясы түстіліктің хромофоралы -
ауксохромалы теориясына негізделді, теория органикалық қосылыстардың
бояғыштығын молекула құрамындағы хромоформды топтардың болуымен
түсіндіріледі. Бұл көрсеткіш бойынша бояғыштар нитробояғыштар,
нитрозобояғыштар, азобояғыштар, полициклокетонды және басқа болып
жіктеледі. Кейін бұл топтар қатарына химиялық құрамы мен алыну әдістері
ұқсастығы ойынша біріккен топтар- үшфенилметанды, антрахинонды,
индигоидті, күкіртті бояғыштар қосылды. Бұл классификация қазіргі уақытқа
дейін де сақталды. Кейінірек хиноидті теория негізінде А.Е. Порай-
Кошиц құраған классификция түзілді.
Б. И. Степановтың соңғы кездері бояғыштардың ортақ белгілеріне
негізделген, кластарының кезектесу тәртібі хромофорты жүйелерінің
біртіндеп күрделенуі арқылы жасақталған жаңа жіктемесі қолданылуда. Бұл
жіктеме бойынша барлық синтетикалық бояғыштар 19 классқа бөлінген. Ол
жіктеме бояғыштар технологияларының химиясында қолдануға ыңғайлы, алайда
талшықты материалдарды өңдеу мен бояу саласында маманданып жатқан
студенттер үшін қолайлылығы аз. Бояғыштар құрылымының ұқсастығына,
химиялық қасиеттері мен қолданылу әдістеріне қарай барлық синтетикалық
бояғыштар мына кластарға жіктелген:
1) нитро- және нитрозобояғыштар;
2) нолиметинді бояғыштар;
3) арилметанды бояғыштар;
4) хинониминді бояғыштар;
5) азобояғыштар;
6) азометинді бояғыштар;
7) антрахинонды бояғыштар;
8) антрапиридиндік бояғыштар;
9) текшелік бояғыштар;
9.1) индигоидты және тиоиндигоидты бояғыштар;
9.2) антрахинондық және басқа текшелік бояғыштар;
9.3) перинондық бояғыштар;
9.4) полициклохинондық бояғыштар;
10) күкіртті бояғыштар;
11) фталоцианиндік бояғыштар;
12) флуоресцентті (оптикалық) ағартқыштар.
Бұл кластар мәні мен өкіл саныц бойынша әр түрлі; нитробояғыштар мен
нитрозобояғыштар аз және олардың мәні көп емес, ал азобояғыштар
басқаларымен салыстырғанда көп және антрахинонды және полициклді бояғыштар
секілді өте маңызды.
Бояғыштардың номенклатурасы. Бояғыштардың атаулары рационалды советтік
номенклатурасы техникалық классификацияға негізделеді. Алғашқы сөзі топты
білдіреді – тікелей, қышқылдық, күкіртті, кубтық, тиозоль, спиртте ерігіш,
майда ерігіш және т.б. кейбір бояғыштардың тізбегіне бірінші сөз ретінде
топтық белгілері қолданылады: Хромды - жүн бояуға арналған хромдаушы
қышқылдық бояғыштар; Бірхромды – хромды тұздарды өндірумен қатар бояуға
қабілетті бояғыштар үшін; Тиоиндиго- кубтық индигоидті бояғыштарға; Лакты
– лак алуға арналған бояғыштар үшін; Люминофор - флуоресценцияға қабілетті
бояғыштар үшін; Белофор - флуоресцентті (оптикалық) ағартқыштарға
арналған.
Бояғыштар атауларының екінші сөзі олардың түсін білдіреді – сары,
қызыл, көк және т.б, кейде сапалық көрсеткішпен – “таза”, “қою”, “ашық”.
Кей жағдайларда қолдану әдістері, мысалы “диазо” жұрнағы
(диазо – қою - жасыл) – талшықта диазотталушы; бояғыштың
ерекше қасиеттері (“берік”, “жарыққа тұрақты”), химиялық құрылымы
(“антархинонды”, “флотацианинді” және т.б) және де қолдану аймақтары
(“тері үшін”, “аң терісі үшін”, “полиэфирлі”).
Түс атауынан кейін бояғыштың реңін білдіретін әріп қойылады: Ж,
2Ж – сарғыш, З - жасыл, К, 2К - қызғылт, С - көкшіл. О әрпі негізгі реңкті
білдіреді, оған байланысты қалған басқа реңктерді анықтайды. Мысалы,
кубтық К көк кубтық О көкпен салыстырғанда қызғылт болып келеді. әріптің
алдындағы сан реңктің күшеюін білдіреді.
Кейбір бояғыштар интернационалды атауларға ие: Индиго, Ализарин,
Сафранин, Родамин, Аурамин, Хризофенин, Эозин, Индулин, Нигрозин және т.б.
Техникалық маңыздылыққа түрлі физикалық - химиялық құбылыстарға
боялған бұйымдардың анағұрлым тұрақты бояғыштар (жарық, жуу, үтіктеу,
үйкеліс, химиялық тазарту және т.б) ие болады.
Бояғыштардың жарыққа тұрақтылығы 8 баллдық шкала бойынша бағаланады (8
- максимал тұрақты, 7 - жоғары, 6 - өте жақсы, 5 - жақсы, 4 -
қанағаттанарлық, 3 - біркелкі, 2 - төмен, 1 - нашар), ал бояғыштардың
басқа түрлі өңдеулерге төзімділігі 5 баллдық шкаламен бағаланады ( 5- реңк
өзгермейді, 4 - өте нашар өзгеріс, 3 - маңызды, 2- көрінетін, 1 - үлкен).
Реңктің ақ түсті бақылау маиериалына өтуі: 5 - боялмайды, 4 - өте нашар
боялады, 3 - көрінетін, 2 - күшті боялу, 1 - терең боялу.
Бояудың тұрақтылығы бояғыштардың химиялық табиғатына, материалдың
химиялық табиғатына, боялудың концентрациясына, бояу түріне және басқа
факторларға байланысты [4].
1.3 Бояғыштар сапасына қойылатын талаптар
Бoяғыштар - жеке органикалық заттар және олардың қоспалары әр түрлі
материалдарға түс беруге пайдаланылады. Олар маңызы бiрдей жиi сияқты
қолданып, айқын айыратын функциялар материалдардың бояуында белгi
қоятындығыменнен, бояу және пигмент терминдер. Бояу - бұл қай затқа
жұққызылатын (оған тартумен) материалға iшкi туысқандықпен өңдеудiң қандай
болса да кезеңдерiне кем дегенде ие болады. Еритiн бояуды процесстiң
кейбiр кезеңiнде бояу ортасындағы бояулары. Олар материалдарды iшiне
кiредi және тал жiптерi бар мықты байланыстарды аз-кем құрастырады. Барлық
тоқыма бояулар - органикалық заттар болып табылады.
Aзинді бояғыштар. Хинониминді бояғыштар тобы, түстері қызылдан қою
қараға дейін болатын феназин туындылары; тоқыма емес материалдарды бояуда,
полиграфиялық бояулар өндірісінде, лазер техникасында, т.б. жерлерде
қолданылады.
Aкридинді бояғыштар. Aкридин туындылары; табиғи жібек және кейбір
тоқыма емес материалдарды сары немесе қызғылт сары түске бояуда
қолданылады.
Aлизаринді бояғыштар. Құрамында окси- тобы бар антрахинон туындылары;
басытқы бояғыштар ретінде қолданылады.
Aминксантенді бояғыштар. ксантеннің туындылары; тоқыма емес
материалдарды бояуда, сия, қарындаш, косметикалык препараттар ендірісінде
қолданылады.
Aнтантронды бояғыштар. Aнтантрон туындылары; мақта, вискоза, зығыр
маталарға ашық қызғылт сары түс беретін кубтық бояғыштар ретінде, қағаз
бояуда, полиграфиялық бояулардың пигменттері ретінде қолданылады.
Aнтрахиназолды бояғыштар. Aнтрахинон ядросымен конденсацияланған азол
туындылары, мұндағы мақта, вискоза және зығыр маталарына күрен қызыл,
қызыл және күлгін қызыл түс беретін кубтық бояғыштар ретінде колданылады.
Aнтрахинонды бояғыштар. Антрахиноннын амино - және
окси - туындылары; синтездік және басқа талшықтарды бояуда, лак - бояу
және резеңке өнеркәсібінде, полиграфияда колданылады.
Aрилметанды бояғыштар. диарилметанды, триарилметанды, ксантенді және
акридинді бояғыштардың топтық атауы.
Aцедиантронды бояғыштар. Полициклді хинондар; кубтық бояғыштар,
жасанды және синтетикалық талшықтарды бояуда пигмент ретінде,
полиграфиялық бояулар өндірісінде, т.б. салаларда қолданылады.
Aцетоерімтал бояғыштар. Ацетонда ерімтал бояғыштар; суда ерімейтін
бояғыштар; негізінен, ацетат талшығын бояуда қолданылады.
Басытқы бояғыштар. Тoқыма материалдарды суды ерітінділерінде бояйтын
және металдық басытқылар, тотығу дәрежесі + 3 болатын металдар
қосылыстарының (хром, темір, т.б.) көмегімен талшық бетіне ұсталатын
бояғыштар.
Белсенді бояғыштар. Мoлекулаларының құрамында талшықтар
макромолекулаларының функциялық топтарымен коваленттік байланыс түзіп,
әсерлесетін атомдар немесе атомдық топтамалары бар бояғыштар.
Виoлантронды бояғыштар. Виолантрон туындылары кубтық бояғыштар,
пигменттер, люминофорлар ретінде колданылады.
Гeмицианинді бояғыштар. Тізбектің шетінде азоты бар орынбасарларының
біреуі ғана гетероцикл құрамына кіретін полиметинді бояғыштар; катионды
бояғыштар ретінде полиакрилонитрилді талшықтар бояуда колданылады.
Диaрилметанды бояғыштар. Пара орындарында электрдонорлық және
электракцепторлық орынбасарлар болатын фенилметан туындылары;
полиакрилонитрилді талшықтар бояуда, көбейткіш техникада қолданылады.
Дибeнзпиренді бояғыштар. Полициклді хинондар, мұндағы К — Н, С1, В;
сары түсті бояулар беретін кубтық бояғыштар ретінде колданылады.
Изoвиалонтронды бояғыштар. Изовиолантронды галогендеуде тузілетін
өнімдер; ашық күлгін жөне кызғылт көк түс беретін кубтық бояғыштар,
пластмасса, резеңке, ЛБМ пигменттері ретінде қолданылады.
Индигoидті бояғыштар. Гетероциклді қосылыстар, мұндағы көміртек
атомымен бес немесе алты мүшелі ароматтық немесе гетероциклдік қалдық
түзетін атомдар тобы; кубтық бояғыштар және пигменттер ретінде
қолданылады.
Катиoнды бояғыштар. Құрамында аммоний тобы бар бояғыштар;
полиакрилонитрилді және басқа синтетикалық талшықтарды бояуда қолданылады.
Kсантенді бояғыштар. Окси және аминоксантенді бояғыштардың топтық
атауы.
Kубтық бояғыштар. Суда ерімейтін бояғыштар, сілтілік ортада ерімтал
және целлюлоза талшықтарына тартылғыштығы бар туындылар түзіп
тотықсызданады.
Kүкіртті бояғыштар. Химиялық қосылыстардың күрделі қоспалары;
молекулалар құрамында гетероциклді фрагменттер, өзара дисульфидті,
сульфидті және басқа топтармен байланысқан ароматтық және хиноидты
циклдері бар, мақта маталарын және жіптер бояуда қолданылады.
Қышқылдық бoяғыштар. Cуда ерімтал, карбон қышқылдары мен
сульфоқышқылдар тұздары; жүн, табиғи жібек, полиамидті талшықтар, былғары,
т.б. бояуда қолданылады.
Мaйдалық бояғыштар. Cуда ерімейтін немесе аз мелшерде еритін
бояғыштар; жоғары дисперсті сулы суспензиялардағы гидрофобты талшықтарды
бояуда қолданылады.
Mайда ерімтал бояғыштар. Полюссіз және аз полюсті орталарда ерімтал
бояғыштар, бензиндерге, майларға, балауыздарға аздаған түс беруге
қолданылады.
Mакрогетеоциклді бояғыштар. Полифункционалды қосылыстар, мұндағы А —
бірдей немесе әр түрлі карбо- немесе гетероциклді ароматтық фрагменттер;
түстері қою көктен сарыға дейін өзгереді.
Mероцианинді бояғыштар. Tізбек шеттерінде азоты бар электрондонорлы
және оттекті электронакцепторлы орынбасарлары бар полиметинді бояғыштар;
синтетикалық және жасанды талшықтарды сары түске бояйтын пигментгер мен
дисперсті бояғыштар ретінде қолданылады.
Mеталлы бар бояғыштар. Қышқылдық бояғыштар (көбінесе азобояғыштар),
молекулаларына металл атомын (Сг, Со, Си) өндіріс процесі кезінде
енгізеді; жүн және полиамидті талшықтар бояуда қолданылады.
Mонометинцианинді бояғыштар. Cимметриялы азоты бар гетероциклді
радикалдар арасында бір метин тобы бар цианинді бояғыштар;
фотоэмульсиялардың оптикалық сенсибилизаторлары ретінде қолданылады.
Hегіздік бояғыштар. Cуда ерімтал органикалық негіздердің тұздары; жүн,
табиғи жібек, полиамидті талшықтар, қағаз, жазу машинасының ленталарын
бояуда, фаналь лактарының өндірісінде, т.б. салаларда қолданылады.
Oксазинді бояғыштар. Хинониминді бояғыштар, феноксазин туындылары;
түстері қызғылт күлгіннен көкке дейін өзгереді; пигменттер мен тікелей
бояғыштар ретінде және лазер техникасында колданылады.
Oксанинді бояғыштар. Тізбек шеттерінде оттек бар орынбасарлар кіретін
полиметинді бояғыштар; фотоэмульсиялардың оптикалық сенсибилизаторлары
ретінде қолданылады.
Oксиксантенді бояғыштар. Ксантеннің туындылары; тоқыма емес
материалдарды бояуда қолданылады.
Перинoнды бояғыштар. Полифункционалды қосылыстар, ароматты орто- және
перидикарбон қышқылдары ангидридтерінің ароматты моноаминдермен, орто-
және перидиаминдермен әрекеттесу өнімдері; кеңінен қолданылатын пигменттер
және синтетикалық талшықтарды бояуға арналған бояғыштар ретінде
қолданылады.
Пирaзолантронды бояғыштар. Полициклді қосылыстар, пиразолантрон
туындылары; сары, қызыл, сүр түсті бояулар беретін кубты бояғыштар ретінде
колданылады.
Пoлиметинді бояғыштар. Oрганикалық косылыстар; молекула құрамында тақ
санды электрондонорлы I және электронакцепторлы орынбасарлары тізбек
шеттерінде орналасқан; ацетатты және полиакрилонитрилді талшықтардың
бояғыштары, фотоэмульсиялардың оптикалық сенсибилизаторлары ретінде, лазер
техникасында қолданылады.
Пoлиметинцианиді бояғыштар. Ашық тізбектегі метин топтарының саны 5
болатын цианинді бояғыштар; фотоэмульсиялардың оптикалық
сенсибилизаторлары ретінде лазер техникасында қолданылады.
Пoлициклді бояғыштар. Кубты бояғыштар, құрамдарында қос іліктес
байланыстар жүйесімен біріккен карбонил топтары бар карбо- және
гетероциклді көп ядролы конденсацияланған қосылыстардың туындылары.
Cпиртте ерімтал бояғыштар. Cпиртте және оған ұқсас еріткіштерде
ерімтал бояғыштар; нитролактар және спиртгі лактарға қою сия түс беру үшін
қолданылады.
Tиазинді бояғыштар. Хинониминді бояғыштар тобы, түсі күлгіннен жасылға
дейін өзгеретін фенотиазин туындылары; лазер техникасында, гистлологияда,
жүн, жібек, мақта маталарын бояуда қолданылады.
Tиоиндигоидті бояғыштар. Mолекулаларында ең болмаса бір күкіртті
гетероциклді қалдығы бар индигоидті бояғыштар тобы; кең түсті гаммалы
кубты бояғыштар және пигменттер ретінде қолданылады.
Tриарилметанды бояғыштар. Tрифенилметанның туындылары тоқыма емес
материалдарда, бояуда, полиграфиялық бояулар, сиялар, фанальды лактар
өндірісінде, қышқылды-негізді индикаторлар ретінде қолданылады.
Tриметинцианинді бояғыштар. Aшық тізбегінде үш метин тобы бар цианинді
бояғыштар; фотоэмульсиялардың оптикалық сенсибилизаторлары ретінде, лазер
техникасында қолданьшады.
Фтaлоцианинді бояғыштар. Mакрогетероциклді бояғыштар; кешенішіндік
қосылыстар және т.б. түстері қызғылт көктен жасылға дейін өзгереді.
Полиграфияда лак-бояу өнеркәсібінде пигменттер ретінде, резеңке,
пластмасса, бояуда, электр және лазер техникасында және тіке бояғыштар
ретінде қолданылады.
Xинониминді бояғыштар. Eкіншілікті ароматтық аминдер туындылары,
түстері қызғылт көктен жасылға дейін өзгереді; түрлі түсті фотографияда
қолданылады.
Циaнинді бояғыштар. Tізбек шетінде екі азоты және гетероциклді
қалдықтары бар полиметинді бояғыштар; түстері сарыдан көкке дейін
өзгереді, фотоэмульсиялардың оптикалық сенсибилизаторлары ретінде
қолданылады [5].
Бояғыштар сапасына қойылатын талаптар.
Бояғыштарға келесідей жалпы талаптар қойылады:
1) реңктің және концентрацияның тұрақтылығы (бекітілген эталонмен
сәйкес);
2) боялған заттың түсінің оны қолдану және дайындау кезінде
тұрақтылығы.
Бояудың боялған денені қолдану кезінде, яғни жарық пен суға (соның
ішінде теңіз суы), тер, жуу мен органикалық еріткіштермен химиялық
тазалауға, құрғақ және дымқыл үйкелесуге, үтіктеуге қатысты тұрақты болуы
тиіс. Дисперсті бояғыштармен боялған материалдар түтінді газдарға қатысты,
яғни түтінді газ құрамындағы азот тотықтары мен күкіртті газдарға қатысты
тұрақтылығы маңызды; кейбір дисперсті бояғыштар түтінді газдар әсерінен
түсін өзгертеді.
Текстильді және басқа бұйымдарды бояу әдістеріне байланысты
бояғыштарға қосымша талаптар тізімі қойылады.
Жүн маталар бояуының тұрақтылығы карбонизацияға (қышқылмен қыздыру),
қайнату (қайнап жатқан сумен өңдеу), бумен және ыстық сумен өңдеуге,
сілтілі және бейтарап біліктеуге (қышқылдың, сода немесе сабын ның жылы
ерітіндісімен суланған матаның механикалық тығыздалуы) қатысты болуы
қажет. Мақта – талшықтарға қолданылатын бояғыштар матаны ағартуға
қолданылатын гипохлоридке (хлор) тұрақты болу керек. Полиамидті және басқа
талшық үшін бояғыштар жылулық өңдеуге (200 - 210 °С) тұрақты болу қажет.
Бояғыштар өзіндік тұрақты шығарылымдық күйі болуы, яғни әдетте ұнтақ
немесе ұсақдисперсті бояғыштар үшін – тұрақты ұсақталу деңгейі болуы
маңызды.
Суда немесе органикалық еріткіштерде ерігіш бояғыштар сол еріткіштерде
жақсы еруі және құрамында ерімейтін қоспалар минималды мөлшерде болу
керек.
Пигменттер мен лактар үшін жарыққа төзімділігімен қатар олардың май,
спирт және басқа еріткіштерге, сонымен қатар су, сілтілер мен қышқылдарға
тұрақтылығы маңызды. Беттік қабаттарды (металл, ағаш және т.б.) жабуға
арналған бояғыштар минималды шығынмен материалды жабуы, яғни мөлдір емес
болк қажет. Осы мақсатта жасырушы пигменттер қажет. Керісінше,
полиграфияда мөлдір пигменттер қажет. Типогрпфиялық және басқа бояуларды
қолданылатын пигменттер майдың белгілі бір көлемін адсорбциялау керек.
(немесе басқа еріткіштің), яғни белгілі бір май сыйымды болу қажет.
Пластикалық массалар мен резеңке бояушы пигменттер қыздыруға тұрақты (бұл
бұйымдарды дайындау жағдайларында) болуы, яғни қыздыру кезінде бұйымда
орын ауыспауы қажет (миграция). Пигменттер мен лактар қатты болмауы
маңызды. Мөлдірлік, май сыйымдылық, қаттылық және басқа қасиетттері
пигменттер синтезінің жағдайлары мен олардың шығаым қалыптарына тәуелді.
Пигменттер мен лактар құрамында суда еритін тұздардың мөлшері 1 – 2 % -
дан және дымқыл 30 % - дан аспауы қажет.
Бояудың тұрақтылығы бес баллдық жүйемен өлшенеді
(1 – төмен, 5 – жоғары тұрақтылық) және тек жарыққа төзімділік –
сегіз баллдық шкала бойынша анықталады. Бояғыштарды сынау әдістері
стандартизация бойынша Халықаралық ұйыммен (ХСҰ) бекітіледі. Салыстыру
анықталған сұр түсті бояғыштармен боялған (жарыққа төзімділігін
анықтағанда – көк түсті) мата эталондарымен жүргізіледі. Эталонның боялуы
интенсивтілігімен ажыратылады. Бірінші контрасты төменгі, көрінетін
орташа газбен боялу интенсивтілігін ажырату. Сұр шкалада мысалы,
эталондар 1 – ден келесі өлшеміне анықталады (контраст өлшем бірлігінде):
2 - ші ...1,5
3 - ші ... ... ... ... ... 3
4 - ші ... ... ... ... ... ... 6
5 - ші ... ... ... ... ... ... ... ... ... 12
Сыналатын үлгіні белгілі бір жағдайда жууға, үйкелесуге және тағы
басқа жағдайларға ұшыратады, ал екінші дәл сондай үлгіні салыстыруға
қалдырады. Содан кейін екі үлгіні салыстырады, егер 1 – шісі секілді сұр
эталон 2 – шіден ерекшеленсе – 4 балл; егер айырмашылық 1 – ші мен 3 – ші
эталон арасындағыдай болса, бояғышқа 3 балл; сәйкесінше сондай айырмашылық
1 – ші мен 4 – ші сұр эталондарындағыдай болса, 2 балл беріледі; ал
интенсивтігінің анағұрлым төмендеуі, 1 – ші мен 5 – ші эталондарындағыдай
болса, 1 баллмен бағаланады.
Осы күнге дейін бояудың барлық әсер ету жағдайларына тұрақты бояғыштар
алынған емес. Кубтық бояғыштар үйкелесуге өлшеулі тұрақты, белсенді
бояғыштар әдетте үйкелесуге өте тұрақты, бірақ олардың жарыққа төзімділігі
жақсы, ал хлорға тұрақтылығы төмен.
Бояғыштар, пигменттер мен лактарды сынау әдістері, сонымен қатар
бояғыштардың сапа көрсеткіштері сәйкесінше мемлекеттік және салалық
стандарттармен және талартармен анықталады.
Кейбір бояғыштар ағза мен теріге тиген жағдайда өткір және ұзақ
уақытқа созылатын аурулар тудырады. Бояғыштардың шаңдануын болдырмау, тері
мен шырышты қабаттарға жанасуын болдырмау абзал.
Кейбір бояғыштар шаңдары ауада жарылғыш қасиет көрсетеді. Сондықтан
оларды кептіру және ұсақтаған кезде арнайы қауіпсіздік ережелерін сақтаған
жөн. Барлық бояғыштар жанғыш, ал кейбірі сақтау кезінде өздігінен
жалындануы (мысалы, күкіртті) мүмкін. Сондықтан оларды кептіру және
ұсақтағанда қыздырудан сақтау керек. Өрт қауіпті бояғыштарды герметикалық
ыдыстарда бөлме температурасында сақтайды.
1.4 Азобояғыштар туралы жалпы түсінік
Бояғыштар – спектрдің көзге көрінетін жақын ультракүлгін және
инфрақызыл аймағында электр - магнит сәулелерін қарқынды түрде жұтып алып,
оның қуатын түрлендіруге қабілетті және осы қабілетін басқа денелерге
тиесілі ете алатын химиялық қосылыстар. Бояғыш сөзінің шығу тегі
А. Е. Порай – Кошиц есімімен байланысты.
Бояғыштың ерекшелігі – боялатын материалға (мысалы, текстиль, қағаз,
елтірі, шаш, тері, ағаш, тамақ) сіңіп, оның барлық көлеміне таралып, түс
беруге қабілеттілігі.
Азобояғыштар – бір немесе бірнеше азотоптардан (мысалы, қызыл конго,
метилді сарғылт – қызыл, β – нафтолоранж, т.б.) тұратын органикалық
қосылыстар. Азобояғыштардың түстері алуан түрлі, алайда тұрақты емес.
Азобояғыштар - синтетикалық бояғыштардың ең көп таралған түрі, олар
матаны, теріні, резеңкені бояуда, лак-сыр, полиграфия және басқа
өндірістерде, аналитикалық химияда индикатор ретінде қолданылады.
Молекулалары хош иісті радикалдарды байланыстыратын — N = N — бір немесе
бірнеше азотоптардан тұратын органикалық бояғыштар. Санына қарай бұл топ
моно-, дис-, трис- және полиазобояғыштар деп бөлінеді. Әдетте
азобояғыштардың хош иісті ядросында алмасқан немесе алмаспаған NH2 және
OH, сондай - ақ NO2, Cl, SО3H, COOH, т.б.топтар болады. Азобояғыштардың
суда ерігіштігіне қарай қышқылды топтарға бөлінеді.
Азобояғыштар синтезі ArN2Cl хош иісті диазқосылыстардың фенолдармен,
хош иісті аминдермен, немесе олардың туындыларымен әрекеттесуіне
негізделген:
Қарапайым моноазобояғыштар әдетте сары, сарғылт-қызыл немесе қызыл
түске боялады. Азотоптар санын ұлғайту, фенил радикалдарын нафтил
радикалдарымен алмастыру және окси - және аминтоптарының санын арттыру
арқылы түстің қанықтығына қол жеткізуге болады [6].
1.5 Азобояғыштарды топтастыру
Ерігіштігіне, химиялық тегіне, басқа боялатын материалдармен өзара
әрекеттесу ерекшеліктеріне қарай азобояғыштар мына топтарға бөлінеді:
1) Пигменттер (азопигменттер) – ең бастылары. Моноазобояғыштар мен
дисазобояғыштар (мысалы, I); қышқылдық (SO3H, COOH), негіздік [NH2,
(CH3)2N немесе басқалары], онийлік [(СН3)2 және басқалары] топтары
болмайды, сондықтан суда ерімейді, өте күшті пигменттер сондай-ақ көптеген
органикалық еріткіштер мен пластмассаларда да ерімейді. Әдетте
пигменттердің молекулаларында NO2, Cl, CH3, CH3O, (C2H5)2NSO2 және басқа
алмастырғыштар болады. Кейде пигменттерді минералдық субстраттарға
енгізеді, мысалы, Аl(ОН)3, BaSO4, бор, көбінесе бояу реңін солғындату үшін
минералдық толтырғыштар қолданылады.
Сонымен қатар, пигменттермен пластикалық массаларды, резеңке, қағаз
және кейбір басқа да материалдарды бояйды. Пигменттер қолданылатын маңызды
аймағы – вискозды және ацетатты талшықтарды бояу, сонымен қатар ерітіндіде
немесе балқымадағы синтетикалық полимер материалдардың боялуы, олардың
талшық жасалуынан бұрын (массадағы бояу).
Сонымен қатар, пигменттердің тағы да бір маңызды қолданыс аймағы –
пигменттік баспа немесе бояу. Бұл әдіс пигменттердің бөлшектерінің мата
бетіне өте жұқа әрі майысқыш полимер қабықшасымен жабыстыруға
негізінделген, ал бұл полимер қабықшасы катализатор мен біріктіруші арөылы
жоғары температурада синтетикалық шайырдың баспа процесі жүзінде түзіледі.
Пигменттік баспа әдісінің маңыздылығы оның әмбебаптығында: бұл әдіспен
түрлі материалды маталарды бояуға болады (соның ішінде синтетикалық және
шыны), себебі бояу үшін пигменттің талшықпен жақындастығы шарт емес.
Пигменттердің түсі мен беріктілігі беттің химиялық құрылысына, оның
ұсақталу деңгейіне (дисперстілігі), кристалл күйіне және бет қасиетіне
тәуелді.
Пигменттер түрлі түсті болып келеді, өте берік әрі тұрақты
пигменттермен қатар әлсіз пигменттер де кездеседі, әлсіз тұрақтылары түсті
қарындаштар өнеркәсібінде қолданылады.
2) Май, спирт және ацетонда еритін азобояғыштар (мысалы, II)
химиялық құрылымы жөнінен пигменттерге ұқсайды, алайда құрамында NO2
және Cl болмайды; суда ерімейді, органикалық еріткіштерде, мотор, отын
майларында, жануар майында жақсы ериді.
3) Дисперсиялы азобояғыштар – әдетте моно азобояғыштар, олар суда
нашар ериді, органикалық еріткіштерде және полимерлерде ериді [7].
4) Негіздік және катиондық азобояғыштардың молекулаларында негіздік
және оний топтары болады, мысалы, қызыл азобояғыш (IX); суда еріп, түсті
катиондар түзеді.
5) Қышқылды азобояғыштар – көбінесе олар моноазобояғыштар мен
дисазобояғыштар болып табылады, бір немесе бірнеше SO3H топтарынан тұрады.
Олар аммонийлі немесе калийлі тұздар күйіндегімен салыстырғанда әдетте
натрийлі түрде көбірек өндіріледі. Бұл бояғыштардың молекуласында боялған
анион болады. Қышқылдық бояғыштар жүн, табиғи жібек, тері, аң терісі және
полиамидті талшық бояуда пайдаланылады. Аталған талшықтар амин – және
басқа топтарға ие, бояғыш аниондары бұл топтармен иондық байланысқа
түседі. Қышқылдық бояғыштардың жүн және басқа да талшықтармен ұсталуы Ван
– дер - Ваальс күштеріне, сонымен қатар талшықтың CONH - амидтік
топтарының сутектік байланыстарының бояғыштың ОН, NH2 және тағы басқа
функционалдық топтарымен байланысуына тәуелді.
Кейбір қышқылдық бояғыштар ағаш, қағаз, сабын, тамақ өнімдерін (сусын,
кәмпит және т.б.) бояуда, сия, лак, оксметикалық заттар өндірісінде,
анодталған алюминий және басқа материалдарды бояуда қолданылады.
Арнайы жеңіл жуылатын қышқылдық бояғыштар вискозды талшықтарды уақытша
бояуда (маркалау) қолданылады. Қышқылыдқ бояғыштар түрлі түсті болады және
олардың көбі жарқындылығымен ерекшеленеді. Комплексті байланысқан металл
құрамдас бояғыштар (Сr, Со, кейде Fe) металлкомплексті деп аталады.
Жүн және басқа талшықтадың қышқылдық бояғыштармен боялуы материалдың
бояғыш ерітіндісінде қайнағанша біртіндеп қыздырылуы арқылы және 0,5 – 1
сағат бойы ерітіндіні араластыра қайнауымен жүзеге асады.
Қышқылдық бояғыштар күшті – қышқылдық және әлсіз – қышқылдық деп
ажыратылады. Алғашқылары талшықта негізінен иондық әсерлесу арқылы –
анионды бояғыштың жүннің катионды топтарымен, мысалы NH3; ал соңғысы
қышқыл ортада түзіледі, яғни орта қышқылдығы неғұрлым жоғары болған сайын,
соғұрлым олар көп:
RNH2(жүн) + Н+ → R+NH3
Күшті – қышқылды бояғыштардың жүнмен туыстылығы төмен болғандықтан,
олар талшықта жақсы диффундирленеді және біркелкі боялады (жақсы
эгализацияланады), бірақ бояудың дымқыл өңдеулерге – су, жууға тұрақтылығы
төмен.
Әлсіз – қышқыл бояғыштардың жүнге туыстылығы жоғары. Олар ерітіндіден
әлсіз – қышқыл орта мен CH3COONH4 және (NH4)2SО4 қатысында жақсы
таңдалады. Ерітінді қышқылдығы қыздыруға байланысты және СН3СООН және
H2SO4 түзілуі арқылы NH3 – тің бөлінуі жүзінде біртіндеп өседі.
Нәтижесінде боялу біркелкі емес, яғни нашар эгализация.
Боялуды жақсарту үшін ерітінді ваннасына Na2SО4 және де түзеткіштер
қосады. Әлсіз – қышқыл бояғыштар бояудыңу жууға және басқа дымқыл
өңдеулерге тұрақтылығы жоғары.
6) Лактар (азолактар) – кейбір қышқылдық азобояғыштардың суда еритін
тұздары (әдетте Ва немесе Са). Пигменттер қолданылатын мақсаттарда
қолданылады.
7) Хромды (зәрлі) азобояғыштар SO3Hтоптарының болуымен (кейде СООН)
сипатталады, олар суда ериді, орто - орто' - жағдайларда және ОН, NH2
немесе СООН боялған кезде Сr3+ бірге ішкі кешенді қосылыстарды түзеді,
мысалы – хромды көк - қара (X). Кейбір хромды азобояғыштар топтарында ОН
және СООН топтарында бір хош иісті ядрода орто-жағдайда тұрады. Боялған
кезде хромды азобояғыштарда Сr атомы азобояғыш пен ақуыз молкулаларын
(мысалы, жүн кератинін) кешенді түрде (СООН, ОН, NH2) топтарымен
байланыстырады, нәтижесінде реңнің боялу беріктігі ұзара түседі.
8) Тікелей азобояғыштар – негізінен дис - және полиазобояғыштар,
мысалы, тікелей ашық сарғылт-қызыл түс (XI). Ван – дер - ваальстық өзара
әрекеттесу және (ОН и NH2, N және әсіресе NH - СО гетероциклдарының
атомдары) бояғыш топтары мен ОН целлюлоза топтары арасындағы сутегілік
байланыстар арқасында целлюлоза ұлпаларымен бірігіп кетуге қабілетті.
9) Белсенді азобояғыштар әдетте суда ериді, боялған кезде субстрат
молекулаларымен химиялық реакцияға түсіп, ковалентті байланыстар орнатады,
соның арқасында бояу ылғал мен үйкелістерге шыдамды.
10) Азогендер – талшықтарда диазоқосылыстары мен азоқұрамының
түзілімін түзетін ерімейтін азобояғыштар. Азогендер – басқаша атауы мұзды
немесе салқын бояғыштар, салқын бояуға арналған препараттар, бояу кезінде
азопигменттер түзеді немесе талшық саңылауларында баспа түзеді. Олар өте
арзан, қолданысқа ыңғайлы және мақта мен вискозды талшықты маталарды
бояуда кеңінен қолданылады. Азогендер көмегімен түрлі реңді түстер
алынады, соның қатарында қызғылт, қызыл, қою қызыл, күлгін және көк түстер
анағұрлым маңызды. Бояу әдетте жарқын, әрі тұрақтылығы біркелкіден жақсыға
дейін болып келеді. Көбінесе бояудың үздіксіз әдісі қолданылады. Матаны
азотолдың қышқыл ерітіндісімен қосады, сығып, кептіріп, рН 6 болатын
CH3COONa құрамды диазоль ерітіндісінен өткізеді. Боялған матаны алдымен
салқын сумен, сосын Na2C03 (2 - 3 г л) ерітіндісінде жуады.
Суда ерімейтін бояғыштар бояу процесінде талшық саңылауларында және
ароматтық амндердің тотығуы кезінде түзіледі. Олар тері бояуда маңызды, ал
целлюлозды талшықтар үшін анилинді қара қолданылады.
11) Металлды азобояғыштар - азобояғыштардың Сu2+ , Сr3+ , Со3+, сирек
Ni2+ және Fe2+ қосылғандағы іштей кешенді қосылыстары. Бастапқы
азобояғыштарда хромды азобояғыштарға тән топтар болады. Қасиеттері мен
қолданылу тәсілдеріне қарай қышқылдық, дисперсиялы, белсенді және тікелей
бояғыштарға жатады. Реңдері жарыққа төзімді және басқа да қасиеттерге ие.
Азобояғыштарды химиялық құрамына қарай топтастыру. Бояғыштардың
молекулаларында әртүрлі құрылымдық топтар болады. Алайда олардың
жартысынан астамын азобояғыштар немесе антрахинондық бояғыштар деп
жіктеуге болады .
Азобояғыштар. Қосарлы байланысқан азоттың екі атомы, яғни азотоптар
барлық өнеркәсіптік бояғыштардың жартысынан астамынан артық түс береді. -
N = N - азотобы күшті хромоген (түс қайнары) болып табылатындықтан,
азобояғыштардың бояу қабілеті жоғары. Азобояғыштардың молекулаларында
бірден 4 - ке дейін, тіпті одан артық азотоптар болуы мүмкін.
Моноазобояғыштар (бір азотоп) ең маңыздысы, одан кейінгі орында
дисазобояғыштар (екі азотоп) тұр. Азотоптар хош иісті ядролармен, мысалы,
бензолмен немесе нафталинмен байланысады, оларда алмастырғыштар ретінде
хлор және бром, сондай - ақ нитро -, аминді - және басқа топтар болуы
мүмкін. Моноазобояғыштың жалпы құрылымдық формуласын A – N = N - B
түрінде жазуға болады, мұндағы A және (немесе) B – хош иісті ядролар.
Барлық азобояғыштар табиғи ұқсастырғыштары жоқ синтетикалық қосылыстар.
Азотоптары бар ықимал молекулалар саны теория жүзінде өте үлкен.
Азобояғыштар молекуласында СН2 - белсенді топтары бар бір немесе бірнеше -
N = N - азотоптардың болуымен сипатталады, олар бір-бірімен хош иісті
және гетерохошиісті қосылыстар түзеді. Молекулаларда сондай-ақ электронды-
донорлық алмастырғыштар болады, мысалы, ОН, NH2, N(CH3)2, OCH3, NHCOCH3,
көбінесе галогендердің электронды-акцепторлық (NO2, CN, SO2CH3 т.б.)
атомдарымен, сирек те болса - тек электронды - акцепторлық. Азобояғыштар
барлық азоқосылыстарға ортақ жолдармен, соның ішінде азотүзілім арқылы
алынады [8].
Молекуладағы азотоптар саны жөнінен моно -, дис - және
полиазобояғыштар болып бөлінеді. Моноазобояғыштың түсі қалдықтардың
азотоптарының химиялық құрылымымен, санымен және алмастырғыштардың орнымен
анықталады. Ең маңызды моноазобояғыштарда болатын бір электронды -
донорлық алмастырғыштардың түсі мынадай болуы мүмкін: сары -
бензолазоацетоацетарилидтердің, пиразолоназобензол және азобензолдың
туындылары, мысалы, жарыққа төзімді сары пигмент формула I), майда еритін
сары түс 3 (II); сарғылт - қызыл және қызыл – тиісінше нафталиназобензол
мен азонафталиннің туындылары, мысалы, қышқылдық сарғылт - қызыл (III)
және қышқылдық қызыл 2С (IV). Түсін тереңдету үшін π - электронды жүйе
ұлғайтылып, оның полярлығы келесі тәсілдермен күшейтіледі: электронды-
донорлық алмастырғыштарды күштілерімен алмастыру немесе қосымша
алмастырғыштарды енгізу (мысалы, V формуладағы моноазобояғыштардағы
сияқты); электронды - акцепторлық алмастырғыштарды диазоқұрамының
қалдығына енгізу (VI); гетероциклдық қатар аминдерінің диазоқұрамы ретінде
қолдану. V жалпы формуласының моноазобояғыштарының түстері мынадай болуы
мүмкін: сарғылт - қызыл (X = Н, R = Н), ашық - қызыл (X = Н, R = =
NHCOCH3), көкшіл-қызыл (X = Н, R = NH2), қызыл-күлгін (X = CH3CONH, R =
OH), күлгін (X = = NH2, R = OH) және көгілдір [X = (CH3)2N, R = ОН]
түстер; VI жалпы формуласының моноазобояғыштары – рубин түстес (X = NH2)
және күлгін (X = NO2) [9].
Дис - және полиазобояғыштардың түстері сондай-ақ азотоптар арасындағы
байланыстарға да байланысты. Бірыңғай байланыс жүйесінің туындауы әр
моноазобояғыштың түсімен салыстырғанда және моноазобояғыштардың
қоспаларының түсімен салыстырғандағы қанық түсті береді, оның қалдығы дис-
және полиазобояғыштардың құрамына кіреді. Мысалы, дисазобояғыштар
(формула VII) – aлқызыл түсті, моноазобояғышттар - сары (VII, а; 4 - ші
орында' NH2тобы бар) және сарғылт - қызыл (VII, о) түстердің қоспасы –
сары-сарғылт - қызыл түсті. Әдетте полиазобояғыштың түсі 4 - ке дейін
байланысқан азотоптар саны ұлғайғанда қаныға түседі, азотоптар саны одан
көп болғанда молекуланың жазықтығының бұзылуы себепті (Аr - N қарапайым
байланыстарының айналасында молекула ұзарғанда бұрылыс бұрыштарының
көбеюі) тізбектесу де бұзылады.
Көптеген дис - және полиазобояғыштарда тізбектесу бұзылады, мысалы,
ArN = NAr'—X— —Ar"N = N—Аг'" типті бояғыштарда, мұндағы X = О, S, CH2,
CONH және т.с.с немесе тізбек мүлдем болмайды (Аr' және Аr" бұрылыстары
молекуланы жазыңқы ете алмайды). X үзіндісімен бөлінген молекула бөліктері
жарықты бір - біріне тәуелсіз түрде жұта береді. Мұндай бояғыштардың түсі
молекула Х бойымен жарылғанда түзілетін азобояғыштар қоспасының түсіне
жуықтайды. Мысалы,VIII полиазобояғышы жасыл түске боялған, ол түсті
қоспадағы сары моноазобояғыш пен қара - көк дисазобояғыш құрайды.
Антрахинондық бояғыштар. Антрахинондық бояғыштар өздерінің
практикалық маңыздылығы жөнінен тек азобояғыштардан қалыс қалады.
Антрахинондық бояғыштарының түсі ашық болғанымен, олар қымбатырақ және
бояғыш қабілеттілігі әлсіздеу [10].
Қолдану тәсіліне қарай жіктеу. Текстиль өнеркәсібінде әдетте сегіз
негізгі түр бояғыштары қолданылады. Алғашқы 5 класс бояғыштары (тікелей,
күкіртті, азоидты, реактивті, текшелік) негізінен целлюлозалық, мақта
және вискозалық талшықтарды бояуға арналған. Бояғыштардың соңғы 3 класы
(қышқылдық, негіздік және дисперсиялық) табиғи және синтетикалық
талшықтарды бояуға арналған.
Тікелей бояғыштар. Бұл аниондық суда еритін бояғыштардың бұлай аталу
себебі – олар целлюлозалық талшықтармен бірігіп кетеді, оларға қосалқы
химиялық құралдарды қолданудың қажеті жоқ. Алайда іс жүзінде бояу
жылдамдығы мен қарқындылығын органикалық емес тұздарды (мысалы, натрий
хлоридін және сульфатын) қосу арқылы арттыруға болады. Тікелей бояғыштар
мақта және вискоз талшықтарын бояуға арналған. Олардың артықшылығы
–қолдану қарапайымдылығы, ал кемшілігі – дымқылдап өңдеуге жарамсыздығы.
Тікелей бояғыштардың дымқылдап өңдеуге тұрақтылығын бекіткіштер немесе
әртүрлі технологиялық тәсілдердің көмегімен арттыруға болады.
Күкіртті бояғыштар. Күкіртті бояғыштар – бұлар күкірттің қатысуымен
амин және фенол топтарын қыздыру арқылы алынатын органикалық қосылыстар.
Күкіртті бояғыштар пигменттер түрінде кездеседі, целлюлозалық талшықтармен
бірігуге бейім емес. Күкіртті бояғыштармен өңдеу кезінде қалпына келтіру
мен тотықтыру химиялық реакциялары қолданылады. Қалпына келтіру арқылы
күкіртті бояғыштар целлюлозалық талшықтармен бірігуге бейім суда еритін
формаға келтіріледі. Талшықтарға жұтылғаннан кейін күкіртті бояғыштарды
қайтадан пигменттік формаға келтіру қажет. Күкіртті бояғыштардың ерекше
артықшылығы – құнының төмен болуы. Кемшіліктеріне түсінің солғындаулығы,
дымқылдап өңдеу мен жарыққа төзімсіздігі жатады.
Азоидты бояғыштар. Бұл бояғыштар бояғыш болып табылмайтын екі
компоненттің реакциясы нәтижесінде талшықтардың ішінде синтезделеді. Ол
компоненттердің бірі – нафтол болғандықтан, азоидты бояғыштарды кейде
нафтолдық деп те атайды. Азоидты бояу кезінде түзілетін зат пигмент болып
саналады. Алайда азогендер бояғыштар болып ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz