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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA LABORATORIO LABORATORIO DE QUÍMICA

GUÍA DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE QUIMICA TEXTIL Ing. Carmen Mabel Luna Chávez Ing. Ronald Portales Tarrillo Ing. Jorge López Herrera

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA LABORATORIO DE QUÍMICA TEXTIL

Tabla de contenido

Á

Ó

Á

Ó

Ó

Á

Í

Á

Á

Ó

º

Í Ó

Á

À

º

º

Ó

Ò Ñ

Ing. C. Mabel Luna – Ing. Ing. Ronald Portales – Ing. Ing. Jorge López

Página 2


Ò Á

º

Ñ

Á

º

Ñ

Á

Í

Á

º

Ñ Ó ñ


Página 3


PRÁCTICA N ° 1: IDENTIFICACIÓN DE FIBRAS I) OBJETIVOS: 

Identificar diferentes tipos de fibras.

II) FUNDAMENTO TEORICO: Identificar la fibra sobre la que se realizará un teñido, orienta sobre la clase de colorante a aplicar o ya aplicado. Por ejemplo si la muestra es una fibra acrílica estándar, la aplicación del colorante queda limitado a dos clases: colorantes dispersos y colorantes básicos. Para la identificación de fibras se han desarrollado algunas pruebas; pero ninguna de ellas por sí solas deben tomarse como concluyentes, sino el resultado cruzado de por lo menos dos de ellas. Estas pruebas son: 

Pruebas de combustión



Pruebas de solubilidad química



Prueba de análisis microscópico

Prueba de combustión Es una prueba relativa que no debe tomarse como concluyente por sí sola. Está basada en la estructura química de la fibra y su comportamiento frente al fuego. El comportamiento de la fibra debe ser observado cuidadosamente así como sus cenizas y olor, los resultados de esta prueba pueden orientar hacia la siguiente clasificación: Fibra

comportamiento

Celulósica

Combustión rápida

Proteínica Acetato Rayón Acrílica Nylon Poliester Spandex

olor A papel quemado

Combustión lenta, A piel o cabello llama viva quemado Se encogen cerca al indescriptible fuego Arde muy indescriptible lentamente Se encogen cerca al indescriptible fuego Se encoge cerca al indescriptible fuego Se encoge cerca al indescriptible fuego Se funde pero no indescriptible encoge cerca al fuego Tabla N °1.- Comportamiento de las fibras frente al fuego

cenizas Plomizas, se deshacen al tacto Negras y se sienten al tacto. Borlita negra, quebradiza de forma irregular. No deja borlitas Borlita negra, quebradiza de forma irregular. Borlita dura, resistente Borlita dura, resistente Cenizas negras

suaves,

esponjosas,

NO TA : En cas caso o de que se se des desee een n i denti f i car l as f i br bras as de un m ateri al texti t exti l de más de un component componente e debe procederse,, si es pos procederse posii bl ble, e, a la separ separación ación de las fi br bras as,, y reali real i za zarr el ensayo de cada cada fi f i br bra a por separado. E n caso de no ser ser pos posibl ibl e la se separació paración n de las fi bras bras,, NO SE PUE DE REAL I ZA R EL EN SAYO.


Página 4


Prueba de solubilidad química Es una prueba más concluyente que la anterior, consiste en someter pequeñas pequeñas porciones de la muestra a la acción de diferentes solventes y bajo condiciones predeterminadas de tiempo, temperatura y concentración.

Fibra Celulósica

H2SO4

Lejía

Acetona

NaOH al 5%

CHCl3

HNO3

m-cresol

Ac. Fórmico

s

Proteínica

S 75°F

Acetato

S S

Rayón

s

Viscosa

s

Acrílica

s

S

s s

s

Nylon Poliester

Ac. Acético

S

s

s

s

Spandex

p/s

Tabla N °2.- Comportamiento de las fibras frente a diferentes solventes

Prueba de análisis microscópico Si los resultados cruzados de las pruebas anteriores no permiten identificar plenamente el tipo de fibra, entonces se puede hacer uso de esta prueba, siempre y cuando se cuente con el microscopio adecuado y las gráficas de las secciones longitudinales y transversales de todas las fibras conocidas.

III). PARTE EXPERIMENTAL: EXPERIMENTAL: Pueden usarse grupos de fibras, retazos muy pequeños de tela o hilo, a menos que se sospeche que la muestra contiene una mezcla de fibras o hilos. En ese caso selecciones fibras individuales como muestra. 1.

Realice la prueba de combustión a cada muestra y observe las características de su comportamiento frente al fuego y olor.

2.

Deje enfriar los residuos y observe las características de las cenizas

3.

Compare estos resultados con los de la tabla N° 1. Esto le dará una primera información sobre el tipo de fibra y la siguiente prueba que debe realizar.

4.

Luego de tener una idea sobre el tipo de fibra probable, se puede hacer la prueba de solubilidad para confirmar los resultados.

5.

Entrecruce la información de ambas pruebas y emita sus resultados.


Página 5


TEMA: IDENTIFICACIÓN DE FIBRAS

Muestra N° 1 Combustión y cenizas: ______________________________ Solubilidad: _______________________________________ Conclusión: ______________________________________________________



FECHA:___________________ RESPONSABLE (S): ____________________________________________ _______________ ______________________ _______________ _________________ ______________ _____ _________________ __________________________ ____________________ ________________ _____


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PRÁCTICA N ° 2: PRODUCTOS AUXILIARES.-SELECCIÓN Y DOSIFICACIÓN I). OBJETIVOS: 

Adoptar criterios para la selección de productos auxiliares como humectantes y detergentes.



Dosificar adecuadamente el producto auxiliar seleccionado

II). FUNDAMENTO TEORICO: En la industria textil, los productos auxiliares son de gran ayuda para que el proceso sea lo más rápido, homogéneo y con el menor número de fallas posible. La mayoría de los auxiliares textiles son agentes tensoactivos. Los agentes tensoactivos tensoactivos son sustancias que presentan actividad en la superficie, reduciendo la tensión superficial del líquido en el que esta disuelto, manifestando esta acción de forma muy variada: humectando, dispersando, emulsionando, eliminando partículas extrañas (limpieza), etc. o bien la tensión superficial de la interfase si hubiera otra fase presente. Se caracterizan porque contienen dos grupos: uno polar o hidrófilo y otro no polar o hidrófobo. Las propiedades de las soluciones de los tensoactivos, varían mucho con la concentración, está demostrado que además de la tensión superficial, se pueden modificar otras propiedades como densidad, presión osmótica, conductividad, etc. Todo esto tiene su explicación en la estructura molecular de estas sustancias que a partir de una concentración crítica, se van transformando en agregados miscelares. A pequeñas concentraciones se acumulan en la interfase a modo de una película superficial, al aumentar la concentración las moléculas pueden agruparse en el interior del líquido como agregados miscelares. Así mismo cuando la solución es relativamente diluída, las miscelas tienen forma esférica y son pequeñas. Al aumentar la concentración las miscelas incrementan su tamaño llegando a tomar formas laminares y cilíndricas cuya longitud se ve afectada por el electrolito presente. Por ello los agentes tensoactivos tienen muchas aplicaciones en la industria textil, por ejemplo pueden usarse como humectante o como detergentes. Humectantes: Humectantes: Se utilizan cuando es necesario un perfecto contacto entre un sólido y un líquido. Pero su gran aplicación es en la tintura. Se dice que un tejido está mojado cuando el baño acuoso ha reemplazado al aire en los intersticios existentes en la fibra. La velocidad del mojado disminuye mientras aumenta la tensión superficial de la fase líquida y al mismo tiempo aumenta la capilaridad de la solución. Detergentes: Un tensoactivo con efecto detersivo, debe ser capaz de varias acciones: que sus soluciones puedan mojar la superficie del sólido, desplazar el contaminante y

permitir el desprendimiento desprendimiento del

contaminante (suciedad) bajo la forma de suspensión sin redepositación sobre la superficie sólida. Las dos primeras condiciones son cubiertas por la substancia, al disminuir las tensiones interfaciales sólido-agua y líquido-agua, como es el caso de los agentes humectantes y detersivos. El papel de estos dos tensoactivos es el mismo, salvo que el agente detersivo tiene un fuerte carácter lipófilico (su cadena hidrocarbonada es más larga).


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III). PARTE EXPERIMENTAL: PRUEBA DE HUMECTABILIDAD HUMECTABILIDAD (Selección y dosificación de Humectantes) OBJETIVO El objetivo de esta prueba es determinar la eficiencia efi ciencia de un producto humectante, determinando el tiempo que demora en humectar un tejido crudo.

MATERIALES Y REACTIVOS -

Tela cruda (Tejido de punto y tejido plano) círculos de 2.5cm 2. 5cm de diámetro. Agua Blanda. Vasos precipitados de 200 ml. Baguetas Cronómetro

PROCEDIMIENTO Tejido de Punto: - Preparar soluciones de 0.5gr/l, 1.0gr/l y 2.0gr/l del humectante a evaluar. Tejido Plano: - Preparar soluciones de 5.0gr/l, 8.0gr/l y 10gr/l del humectante a evaluar.

- Adicionar los círculos de tejido crudo en las soluciones antes mencionadas, y tomar el tiempo desde que el tejido entra en contacto con la solución hasta que este llegue a la base del vaso completamente humectado. - Repetir la operación 4 veces y promediar.

Paso #1

Paso #2


Paso #3

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Selección y dosificación de detergentes 1) Preparar soluciones (1gr/L) de las ambas muestras de detergentes y humectar por aproximadamente 5 minutos, cierto número de retazos de tela (3-5) en cada una de las soluciones. Tomar un retazo humectado con la muestra A y otro con la muestra B, extraer la mayor cantidad de líquido de las telas y colocar un extremo de ambos sobre una solución de colorante. Mida la altura que subió el colorante, de manera uniforme, en cada uno de los retazos. 2) Colocar un volumen no mayor de 10 ml de la la solución preparada en 6) en una probeta ,marque el nivel que alcanza en la probeta, agitar enérgicamente por un tiempo determinado después del del cual marcará el nivel que alcanza ahora el líquido mas la espuma y determine la altura que alcanzo la espuma. Repita lo mismo con la otra muestra.

3) Divida en dos partes iguales un retazo de tela manchado e introduzca, al mismo tiempo, uno de ellos en la solución A y otro en la B. Agitar uniformemente las telas dentro de los baños, por un periodo de tiempo no mayor de 10 min. y luego sáquelas, extraiga la mayor cantidad de líquido de las telas y observa cuál de ellas se ve más limpia. Anote sus resultados en la tabla. Seleccione el detergente. Propiedad Humectabilidad (cm)

Muestra A

Muestra B

Espumosidad( cm) Limpieza 4)

Una vez seleccionado el detergente, prepare prepare soluciones de 0,5 gr/L, 1 gr/L y de 2 gr/L de éste y repita los pasos anteriores y llene la tabla siguiente. Propiedad Humectabilidad (cm) Espumosidad( cm) Limpieza

0,5 gr/L


1 gr/L

2 gr/L

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TEMA: Selección y dosificación de Humectantes y detergentes Humectante Propiedad

Muestra A

Muestra B

Tiempo de Humectación(seg) Recomendado: _________________________ ______________________________ _____ Propiedad

0,5 gr/L

1,0 gr/

2 gr/L

Tiempo de Humectación(seg)

Dosificación: __________________________ _________________________________ _______

Detergente Propiedad

Muestra A

Muestra B

Humectabilidad (cm) Espumosidad( cm) Limpieza

Recomendado: ______________________________ Propiedad

0,5 gr/L

1 gr/L

2 gr/L

Humectabilidad (cm) Espumosidad( cm) Limpieza

Dosificación: ___________________________ _________________________________ ______ FECHA:___________________

RESPONSABLE (S): __________________________ ____________________________________________ __________________ ____________________________________________ __________________________ __________________ ____________________________________________ ________________________________ ____________


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PRÁCTICA N ° 3: DESENGOMADO I). OBJETIVO: 

Preparar el sustrato para su posterior teñido, eliminando los productos utilizados en el engomado (almidón) adheridas a la superficie externa.

II). FUNDAMENTO TEORICO: Hay varias razones por las cuales debemos desengomar: 1.

Porque es el primer paso de eliminación de las impurezas más externas

2.

Muchas veces se engoman los hilos para facilitar el proceso de tejeduría. Si el hilo de urdiembre no está bien desengomado, no penetrarán en él los productos en los siguientes procesos, por lo tanto esta es la primera operación de humectación.

Es importante conocer los tipos de gomas que se utilizan en el engomado para saber como eliminarlo. Las Gomas más utilizadas son: 

Almidón.- Polisacárido natural poco soluble en agua, en soluciones acuosas calientes forma soluciones.



Espesantes sintéticos.- Polímeros que han sido desarrollados para el engomado de fibras, entre ellos tenemos el CMC.



Acrílicos.- las colas provienen del ácido poliacrílico, tienen un elevado poder adhesivo y elasticidad de sus películas, buena solubilidad en agua.



Alcoholes polivinílicos.- resinas sintéticas de acetato polivinílico no hidrolizado, son solubles en agua.



Poliésteres.- tienen un punto intermedio entre la cola y la goma, los hay poco solubles e insolubles en agua.

Los agentes de encolado hidrosolubles no requieren ningún proceso especial para su eliminación. Estos pueden suprimirse mediante mediante un simple lavado con agua caliente adicionada de un humectante o detergente. En cambio los encolados a base de almidón pueden eliminarse por: 

Desencolado con ácido



Desencolado con oxidantes



Desencolado con enzimas: a pesar de su costo más elevado es el más empleado porque no deteriora la fibra. En el mercado se encuentran: encuentran: - Vegetales (diastasas de malta) - Animales (diastasas del pancreas) - Bacterianas (diastasas del aspergillius)

La enzima equivale a un fermento que degrada el polímero del almidón hasta sus monómeros hidrosolubles y de esta manera facilita su eliminación.


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III). PARTE EXPERIMENTAL: EXPERIMENTAL: 1.

Pesar un retazo de aproximadamente 15 X 15 cm de tejido plano y calcular el volumen de agua blanda a usar (Use relaciones de baño de 1/10 a 1/30)

2.

Preparar una solución o baño con __ gr./L de enzima y __ gr./L de detergente-humectante

3.

Llevar el baño con la tela sumergida a ______° C por ____ minutos.

4.

Enjuagar en agua fría.

5.

Mediante análisis reconocer si todavía hay presencia de almidón para finalizar o repetir el proceso.

6.

Una vez seca la muestra, compare la rigidez al tacto con la muestra sin tratar. Anote sus resultados __________________________________________ _________________________ ________________________ _______

IV). RECETA Y CURVA A APLICAR Sustancia

Humec/det. Enzima

concentración %

g/L 1 1 3

–

IV). OBSERVACIONES: OBSERVACIONES: Compare el tacto del patrón y de la muestra y describa las diferencias:

________________________________________________ _________________________ ______________________________________________ _______________________________ ________


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Tema: W de tela : R.B. : V baño :

DESENGOMADO

Sustancia

Concentración %

g/L

presentación

Cantidad números

unidad

Curva utilizada: Ppatron P

fecha: Realizado por:


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PRÁCTICA N ° 4: DESCRUDE POR SAPONIFICACIÓN I. OBJETIVO: 

Preparar el sustrato para su posterior teñido, confiriéndole confiriéndole carácter hidrofílico.

II. FUNDAMENTO TEORICO: El descrudado tiene por objeto la eliminación, mediante la saponificación o emulsificación, de sustancias grasas, pépticas y minerales que contiene el algodón . La mayoría de las materias grasas se saponifican con solución alcalina de carbonato o hidróxido de sodio a altas temperaturas. Las grasas, minerales y ceras que no se pueden saponificar se emulsionan y se eliminan como tal. La solución alcalina más empleada es el hidróxido de sodio. Actúa sobre los ésteres saponificándolos y convirtiéndolos en jabones. Hidroliza las proteínas y elimina las materias pécticas, manteniendo además un PH alcalino evitando por lo tanto la redeposición de las impurezas. La concentración promedio utilizada varía de 1,5 a 4 °Bé, siendo la mínima recomendada para que no haya redeposición redeposición de 0,7°Bé. (C15H35COO)3C3H5 + 3 NaOH

3 C17H35COONa + C3H5(OH)3

Este tratamiento previo es muy importante, pues asegura la obtención de un algodón hidrófilo de buena recepción para un un teñido homogéneo, homogéneo, especialmente cuando la fibra ha de teñirse en colores oscuros oscuros a continuación del descrude.

III. PARTE EXPERIMENTAL: 1.

Pesar un retazo de tejido y calcular el volumen de agua blanda a usar (Use relaciones de baño de 1/10 a 1/30).

2.

Antes de sumergir el tejido en el baño compruebe su carácter hidrofóbico, luego humecte por 5 minutos.

3.

Preparar un baño según la receta adjunta y siga la cueva de descrude.

4.

Cuando el tejido esté seco, compruebe el carácter hidrofílico de ésta.

IV. RECETA Y CURVA A APLICAR Sustancia Humec/det. NaOH

98 °C

30 min

Concentración %

g/L 1 1


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Tema:

DESCRUDE POR SAPONIFICACIÓN

W de tela : R.B.

:

V baño

:

Sustancia

concentración %

g/L

presentación

cantidad números

unidad




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PRÁCTICA Nº 5: BLANQUEO QUÍMICO OBJETIVO: Aclarar la fibra mediante la eliminación de los pigmentos responsables de la coloración del sustrato.

FUNDAMENTO TEÓRICO Además de las impurezas que se pueden retirar durante el descrude, existen otras coloreadas que no se eliminan en el descrudado, por lo que la fibra a la salida de esta operación queda aún con un color amarillento. La constitución de estos pigmentos o compuestos que le dan color aún no han sido determinados exactamente; pero se supone que pertenecen a la familia de los flavonoides o antocianinas. El blanqueo químico es necesario sobre todo si la fibra será teñida en color blanco (blanqueo óptico) o colores claros. Para ello es necesario eliminar este pigmento mediante oxidación controlada para evitar el deterioro de la fibra. En la actualidad el oxidante utilizado es el peróxido peróxido de hidrógeno habiendo desplazado al hipoclorito de sodio por por razones ambientales. Durante la reacción de blanqueo con peroxido, además se completan otros procesos: 

Remoción de cascarillas y semillas



Eliminación de los restos de almidón.

El H2O2 utilizado para el blanqueo normalmente está en concentraciones al 35% ó 50%. Su acción oxidante se explica porque cede oxígeno con facilidad: H2O2

H2O + ½ O2

Aunque la ecuación anterior no establece ninguna relación de dependencia del PH, en la práctica es conocido que la velocidad de descomposición del peróxido crece fuertemente con el aumento del PH, y que hacia medio ácido es a la inversa. Los factores que influyen en el blanqueo con peróxido son por lo tanto PH y temperatura. El PH debe estar entre 10,8-11 y para controlarlo se usa estabilizadores como el silicato de sodio. La ecuación precedente se da en presencia de temperatura alta, porque a temperatura ambiente y medio acuoso el peróxido se disocia de la siguiente manera:

H2O2

H + + HO2

–

El blanqueo se puede hacer con las siguientes variantes:


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

Blanquear antes de descrudar



Blanquear y descrudar simultáneamente

Cualquier tratamiento sobre la fibra, producirá un deterioro de ésta y/o puede causar efectos no deseados en tratamientos posteriores como el teñido. El peróxido residual sobre la fibra, por ejemplo, interferirá muchas veces sobre los cromóforos de los colorantes provocando cambios en la coloración o teñidos disparejos; por ello se hace necesario su eliminación. Una forma de eliminar el peróxido residual es la adición de catalasa, una enzima que acelera la ruptura del peróxido en agua y oxigeno no activo

H2O2 + catalasa

…………..

2 H2O + O2

RECETA Y CURVA A APLICAR Concentración

Sustancia

%

g/L

Humec/det.

1

Secuestrante

1

Estabilizador de peróxido

0.3

H2O2 (50%)

3

NaOH Q.P. Neutralizador peroxido

1 de 0.35

98 °C °C 30 min

A: Humectante 50 º C 15!

Estabilizador de peróxido H2O2 B

NaOH B: Neutralizador de peróxido


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Tema:

BLANQUEO QUÍMICO

W de tela : R.B.

:

V baño

:

Sustancia

concentración %

g/L

presentación

cantidad números

unidad




Página 18


PRÁCTICA Nº 6: BLANQUEO ÓPTICO OBJETIVO : Mejorar el grado de blanco de los tejidos blanqueados químicamente. químicamente.

FUNDAMENTO FUNDAMENTO TEÒRICO Cuando las fibras celulósicas se blanquean con los oxidantes habituales se obtiene un color blanco amarillento, que no permite alcanzar el grado de blanco más blanco que solicitan los los consumidores, por eso se hace necesario el uso de sustancias sustancias conocidas como blanqueadores ópticos. Estas sustancias absorben luz ultravioleta del espectro y la emiten como luz visible, generalmente con una longitud de onda cercana a la banda del azul, dando una sensación de blancura más limpia. Este fenómeno es conocido como fluorescencia. Los blanqueadores ópticos se pueden clasificar en varios grupos según su estructura química: derivados del estilbenceno, etilénicos y vinílicos, cumarínicos, 1,3-difenil-2-pirazolinas, naftalimidas, policíclicos o compuestos de amonio cuaternario. La mayor parte de los blanqueadores ópticos comercializados para fibras celulósicas son derivados del estilbenceno. Estos blanqueadores son solubles en agua y presentan afinidad por este tipo de fibras, por lo que se aplican de manera similar a los colorantes directos. Se aplican en cantidades muy pequeñas sobre la fibra y cada producto presenta un límite de saturación, por encima del cual cualquier incremento en la concentración del blanqueador no mejora el grado de blanco. También hay que tener en cuenta que este tipo de productos produce produce un blanco azulado. La mayoría de los blanqueadores ópticos no presentan fluorescencia en su forma de polvo concentrada, sino que aparece en solución y en algunos casos incluso cuando ya esta aplicado a la fibra, por lo que se puede decir que la fluorescencia del blanqueador óptico sobre los materiales textiles, también depende de las condiciones de aplicación. RECETA Y CURVA A APLICAR

Sustancia

Concentración %

g/L

Humec/det. Blanqueador óptico Electrolito


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Tema:

BLANQUEO OPTICO

W de tela : R.B.

:

V baño

:

Sustancia

concentración %

g/L

presentación

cantidad números

unidad




Página 20


PRÀCTICA Nº 7: TEÑIDO CON COLORANTES DIRECTOS DIRECTOS

OBJETIVO: Teñir fibras celulósicas (algodón) con colorantes directos.

FUNDAMENTO FUNDAMENTO TEÒRICO El algodón es una fibra celulósica como la viscosa, el lino, el yute, el cáñamo, entre otras. Como cualquiera de ellas tiene un porcentaje superior al 90% de celulosa en su composición química, por lo tanto su estructura se puede representar como la repetición de muchas moléculas de glucosa.

Para teñir este tipo de fibras debe considerarse que la celulosa presenta una estructura bastante abierta lo que facilita la entrada de moléculas grandes de colorantes; para que los los colorantes queden queden firmemente unidos a la fibra deben existir entre ellos fuerzas de atracción lo suficientemente fuertes para resistir por ejemplo los continuos lavados. Así mismo debe considerarse que los colorantes deben aplicarse desde una solución acuosa por lo que es conveniente que sean solubles en agua o que puedan ser convertidos a una forma hidrosoluble. Los colorantes directos se caracterizan por que son moléculas grandes y largas aplicables en solución neutra. Las distancias de los grupos activos del colorante quedan cerca de los de la fibra, permitiendo que se formen puentes de Hidrogeno entre ellos. Este grupo de colorantes tiñe a las fibras celulòsicas sin necesidad de aplicar otros productos como mordientes para su desarrollo o tratamiento posterior, sin embargo el agotamiento en el baño guarda relación con la cantidad de electrolito añadido, así como la intensidad del color con la cantidad de colorante añadido. Sin embargo existe un limite para ambos, luego del cual Ningún añadido mejora la subida del colorante a la fibra ni ni intensifica el tono.


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RECETA Y CURVA A APLICAR Sustancia

Concentración %

g/L

Humec/det. Colorante

electrolito

Curva de teñido

1/3 sal

10

hum.

20

20

1/3 sal

1/3 sal

20

BB

colorante


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Tema:

TEÑIDO CON COLORANTES DIRECTOS

W de tela : R.B.

:

V baño

:

Sustancia

concentración %

g/L

presentación

cantidad números

unidad




Página 23


PRÁCTICA Nº 8: TEÑIDO CON COLORANTES REACTIVOS REACTIVOS OBJETIVO: Teñir fibras celulósicas con colorantes reactivos.

FUNDAMENTO TEÒRICO Hasta antes de 1956, se habían hecho intentos para tratar de conseguir colorantes mas sólidos sobre todo a procesos húmedos. Y esto solo se podía conseguir si el colorante se fijara a la fibra mediante reacción química. Los colorantes reactivos son aquellos aquellos que le transfieren color a la fibra mediante una reacción química con ella, se unen a la fibra celulósica mediante un enlace covalente entre los grupos activos de la fibra y del mismo, de esta manera ocurre una unión colorante- fibra mucho más fuerte que en el caso de de colorantes directos, permitiendo de esta manera que el teñido alcance mayor resistencia o solidez sobre todo en húmedo. Los colorantes reactivos se distinguen de otros grupos por el brillo conferido al sustrato textil y por sus mejores solideces, incrementando por ello la preferencia de su consumo. La mayoría de ellos se aplica a la fibra desde un baño alcalino a temperaturas que pueden varias desde 40 °C hasta 80°C, aunque ya se reporta la aparición de colorantes reactivos aplicable a PH neutro, aun cuando requieren de temperaturas superiores a los 100°C. Un ejemplo de la estructura de un colorante reactivo es el siguiente:

CROMOGENO SO3Na

PUENTE

GRUPO REACTIVO H

N=N

N

NaO3S

SO3Na

Cl

N

N N H

GRUPOS SOLUBILIZANTES

Fig. N° 1 Estructura molecular del colorante reactivo Rojo CI

El cromógeno: es la parte del colorante que le confiere color y que que puede contribuir a su resistencia a la luz. Generalmente, están formados por grupos azo, carbonilo, o ftalocianinas.


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El grupo puente: puente: grupo atómico utilizado para enlazar la parte cromógena de la molécula del colorante con el grupo reactivo de la fibra. En muchos colorantes reactivos este grupo es el grupo (-NH-), en otros, el grupo reactivo no es fácilmente identificable. El grupo reactivo: es el grupo funcional capaz de reaccionar reaccionar con la fibra (ver tabla). El grupo hidrosolubilizante: es el grupo que le proporciona solubilidad en el agua, y de esta manera hacen posible su aplicación, pueden encontrarse uno o varios grupos iónicos, frecuentemente el grupo sulfonato en forma de sal de sodio. La mayoría de los tintes reactivos para algodón aprovechan la presencia de los múltiples grupos oxhidrilos (OH) para actuar como nucleofílicos. El teñido con colorantes reactivos, se realiza en medio alcalino acuoso, de este modo los grupos oxhidrilo se desprotonizan (Cel-OH), originando aniones celulosato (Cel-O-), los cuales actúan como nucleofílicos muy activos durante el teñido con colorantes reactivos. La mayoría de los tintes reactivos reaccionan por sustitución nucleofílica aromática o por adición nucleofílica sobre alquenos.

TABLA N° 1.- PRINCIPALES NUCLEOS REACTIVOS

GRUPO REACTIVO

NOMBRE COMERCIAL

Cl N F-HN

ICI BASF

N

Proción MX Basilen M

N Cl

Diclorotriazina (DCT) R

CIBA-GEIGY Cibacrón, Cibacrón E ICI Proción H, HE, SP BASF Basilen E, P SANDOZ Drimarén P

N F-HN

N N Cl

Monoclorotriazina (MCT)

HOESCHT Remazol SUMITOMO Sumifix BEZEMA Bezaktiv V

F SO SO3CH2CH2OSO3H –

Sulfatoetil-sulfona (VS) N F-HN

Cl

SANDOZ Drimaren Z CIBA-GEIGY Cibacrón T, E

N

Cl

Cl

Tricloripirimidina (TCP) N

Cl

N

Cl

OCHN-F

BAYER

Levafix E

Dicloroquinoxalina (DCQ)


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F

N F-HN

BAYER

Levafix E-A Drimaren K

N

Cl

R

Difluorocloropirimidina (DFCP)

CIBA-GEIGY BAYER

F

N

Cibacron F Levafix E.N

N

F-HN N

R

Monofluorotriazina (FT)

RECETA Y CURVA A APLICAR

60°C

10

10

60

10 10 50°C

C

D

A B E

Tiempo en minutos A: Sarabid LDR

C: Carbonato de sodio

Biavin BPA

D: Hidróxido de sodio

Colorantes

E: Acido acético

B: Sal


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Tema:

TEÑIDO CON COLORANTES REACTIVOS REACTIVOS

W de tela : R.B.

:

V baño

:

Sustancia

concentración %

g/L

presentación

cantidad números

unidad




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PRÁCTICA Nº 9: TEÑIDO CON COLORANTES TINA OBJETIVO: Teñir fibras celulósicas con colorantes tina.

FUNDAMENTO TEÒRICO Los colorantes tinas son compuestos orgánicos insolubles en agua, que puede ser soluble en presencia de una agente reductor (Hidrosulfito de Sodio) en medio alcalino (soda), y en este estado (soluble) tiene buena afinidad al Textil (hilo y / o tela), un proceso de oxidación posterior (peróxido de hidrógeno) lo convierte nuevamente en una sustancia insoluble; pero ahora adsorbida por el textil. Los colorantes tinas provienen de un compuesto denominado INDIGO, el cual se encuentra en las hojas de algunas plantas, para obtener éste compuesto se hacia fermentar las hojas en Tinas, derivando de éste modo su nombre. Los colorantes tinas son buenos debido a que por su estado insoluble ofrece a los textiles teñidos con el altos grados de solidez a la Luz, al Cloro, etc. Igualmente tiene buenas propiedades de igualación en el teñido. Se emplean en el teñido de fibras de origen celulósico (algodón, viscosa, etc). Existen cuatro etapas fundamentales por las que atraviesa un colorante a la tina durante su aplicación: Reducción: para convertir la forma insoluble en agua, en forma soluble y con afinidad por la fibra de algodón. Adsorción del colorante por el textil, capaz de difundirse a su interior. Oxidación: para pasar de la forma soluble a la insoluble en agua Jabonado: Para a inducir la solidificación interna del colorante responsable de un matiz estable y de sus máximas solideces finales. Durante el proceso de reducción del colorante se debe controlar principalmente el nivel o concentración de Hidrosulfito, para evitar los riesgos de sobre reducción, reducción, que causan disminución de la solidez al Cloro al igual –

que baja el rendimiento tintorero (adsorción del colorante por la fibra). Los colorantes tinas de color azul son más afectados por esta sobre reducción. reducción. –

BASF : INDANTHREN MONTENEGRO : BEZATHREN


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REC ETA Y CURVA A APLICAR Sustancia RB = 1/20 Colorante tina

Concentración % g/L ml/L 2 -

A: Meropan DPE (sec) Heptol B (sec)

Presentación 1/100

2 1 1

CHT Dispergator SMS (disp.)

B: NaOH 38 °BE Sarabid ldr Hidrosulfito de sodio C: Sal textil

7 0,5 3 5

D: peróxido de hidrógeno 50% E Cotoblanc

2 100°C

15’

BB 60°C 30’

5’ 5’

15’

10’

10’

BB

½ sal

D

E

BB

½ sal

X% A B


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Tema:

TEÑIDO CON COLORANTES TINA

W de tela : R.B.

:

V baño

:

Sustancia

concentración %

g/L

presentación

cantidad números

unidad




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PRÁCTICA N ° 10: FIJADO Y SUAVIZADO SUAVIZADO OBJETIVOS  Fijar el color en la tela de algodón después del teñido 

Dar acabado de suavidad a los tejidos

FUNDAMENTO TEORICO Luego del teñido del algodón, sobre todo cuando se ha teñido con colorantes directos, suelen desteñirse posteriormente con los lavados. Esto debido a que los enlaces entre colorante y fibra dependen de fuerzas de tipo Van der Waals (débiles). (débiles). El fijado es el proceso donde se busca que el colorante quede en la fibra, lo que es difícil conseguir cuando cuando se ha teñido con con colorantes directos directos ya que la unión de estos estos es por enlace de tipo Puentes de hidrogeno y debido a esto la tintura de fibras celulósicas sonde mala solidez. Los fijadores, generalmente son resinas catiónicas, con muy bajo nivel de formaldehido que proporcionan una alta resistencia o solidez al lavado. Los llamados suavizantes textiles son productos que confieren a los materiales textiles una serie de propiedades deseables por los usuarios, de entre las que destaca la mejora al sentido del tacto, ya que los hace más suaves y por tanto más agradables y lisos. La gran variedad de sensaciones que se tienen al tocar un material textil con la mano hace que haya sido siempre un parámetro de carácter subjetivo, que es detectado por el consumidor y que no es posible medir en ningún aparato mediante una lectura finita reproducible. Suavizante: Producto para el acabado textil que le confiere buen tacto y suavidad. Pueden tener carga catiónica, pseudo catiónicos, anfóteros, o ser no – iónicos. iónicos.

La aplicación de suavizantes sobre la superficie de las materias textiles provoca la modificación de algunas de sus propiedades físicas: a) Tacto del tejido: La apreciación subjetiva del tacto de los tejidos es variable según la percepción sensorial individual b) Volumen: Algunos suavizantes proporcionan al producto textil un tacto lleno, que se aprecia al comprimirlo con la mano. c) Recuperación al arrugado: Algunos suavizantes pueden aumentar el ángulo de recuperación al arrugado que se haya obtenido por el efecto de la aplicación de resinas de acabado al tejido de algodón d) Duración del efecto suavizante: Los suavizantes catiónicos que son fijados con un débil intercambio iónico muestran una durabilidad limitada. Por el contrario, los Ing. C. Mabel Luna – Ing. Ing. Ronald Portales – Ing. Ing. Jorge López

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suavizantes catiónicos, capaces de formar enlaces covalentes con los grupos hidroxilo de la celulosa, según la opinión común, imparte una suavidad duradera PARTE EXPERIMENTAL FIJADO 1. Preparar y pesar 2 muestras. Una se reserva como testigo. 2. Humectar la muestra muestra y preparar el baño baño a PH 4.5 aprox. (de acuerdo al fijador a utilizar), agregar el fijador (1-2%) y mantener a 40 °C durante 20 a 30 minutos, retirar la muestra y exprimir. 3. Someter la muestra fijada y el testigo (muestra sin fijar) a pruebas de lavado y verifique la solidez de la muestra con fijado concentración % g/L

Sustancia

Cantidad a utilizar ml.

HUMECTANTE ACIDO ACETICO FIJADOR SUAVIZADO - Pesar la muestra textil a ser tratada con el suavizante - Calcular el volumen de agua de acuerdo a la relación de baño de trabajo 1:20 - Calcular los gramos a ser utilizados del suavizante para 3 4 4 g/l –

- Ajustar el pH a 5.5 6.0 6.0 –

- Calentar a 40 ° C y mantener por 20 minutos - Drenar - Secar, dejar ambientar y reportar la suavidad suavidad respecto a la muestra no tratada u otra muestra patrón

Sustancia

concentración % g/L

Cantidad a utilizar ml.

HUMECTANTE ACIDO ACETICO Suavizante:


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TEMA PESO DE LA TELA RELACION DE BAÑO VOLUMEN DE BAÑO

Fijadores

Curva utilizada

OBSERVACIONES: Luego de lavar, secar y planchar la tela fijada compare el grado de decoloración, frente al que no fijo.

Muestra testigo lavada

Muestra Fijada y lavada

_________________ __________________________ _________________ ________________ ________

¿Cambió la coloración?: ____________________________________________________


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Suavizado

TEMA PESO DE LAS MUESTRAS RELACION DE BAÑO VOLUMENES DE BAÑO Curva utilizada:

Muestra testigo

Muestra con suavizante 1




OBSERVACIONES Luego de lavar, secar y planchar la tela suavizada compare el tacto y otros aspectos de apariencia, frente al que no fijo. fijo. Muestra testigo





Suavidad __________

___________ ____________

____________ _________

Permanencia __________ __________

___________ ___________ ____________ ____________

____________ ____________ _________ _________

___________ ___________ ____________ ____________

____________ ____________ _________ _________

___________ ___________ ____________ ____________

____________ ____________ _________ _________

Cambio de coloración __________ __________ Formación de arrugas __________ __________ FECHA DE REALIZACION: Responsable:


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PRÁCTICA Nº 11: SOLIDEZ DEL TEÑIDO OBJETIVO: Evaluar las solideces de los teñidos realizados.

FUNDAMENTOS TEÓRICOS: Se denomina solidez de un teñido, a la resistencia que presenta un teñido a variar su color o perder intensidad luego de ser sometida a los procesos para para los cuales se ha preparado.

Factores que afectan a la solidez: El propio colorante La fibra Proceso de tintura. Intensidad de tintura. El tipo de unión colorante fibra: fibra: –

Procesos a los que son sometidos las fibras teñidas: La fibra teñida puede tener dos destinos: pasar a la confección para al consumidor final, quien lo someterá a lavados constantes, frote en húmedo, planchado, etc, dependiendo del tipo de prenda o uso que le vaya a dar; ó como en el caso de los jeans que antes de llegar al consumidor final será procesado en una lavandería industrial para darle acabados como focalizado, aclarado, etc. Si la fibra teñida será usada para teñir polos para el verano; es muy probable que esté expuesto al sol y a la luz en general durante muchas horas contínuas en muchas ocasiones e incluso que sea frotado para quitar las manchas más difíciles, que sea planchado para usarlo de nuevo, que durante su uso este sometido a la transpiración de quien lo está usando. Si el teñido es sólido, el polo no variará su color ni su intensidad a pesar de estar sometido a estos agentes. Sin embargo, un teñido de algodón con colorante reactivo puede ser muy sólido al lavado (no sangrará en el agua de lavado) pero puede no ser resistente a la luz solar ni al hipoclorito. Por esta razón la etiquetas del producto debe indicar la forma de procesar el producto para hacerlo más duradero. Los jeans son prendas teñidas con colorante índigo, azul muy oscuro, pero antes de ser confeccionados son procesados en las lavanderías industriales para darles las diferentes tonalidades entre el azul y celeste y acabados como el focalizado, nevado, etc. Estos procesos se realizan sometiendo a la prenda a reactivos


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oxidantes como el peróxido de hidrógeno, tratamientos a temperaturas elevadas entre otros. Antes de someter a la prenda a estos procesos hay que asegurarse que el teñido las resistirá.

Pruebas de solidez Son pruebas para comprobar la resistencia del teñido a permanecer en la fibra, alguna de ellas son: Solidez a la la luz, luz, a los solventes, al agua, al agua clorada, a la transpiración, al formaldehido, al frote en húmedo, al frote en seco

PARTE EXPERIMENTAL: a. Solidez a los solventes: Objetivo: Objetivo: Determinar la solidez de los colores en los materiales textiles, a la acción de disolventes orgánicos y en particular a los disolventes utilizados en la limpieza en seco. Reactivos: Disolventes orgánicos, por ejemplo: percloroetileno, varsol, etc. Preparación de las Muestras: Muestras: Coser la muestra a ensayar entre las dos telas testigo. Procedimiento: Se sumerge la muestra compuesta en el disolvente y se agita continuamente durante 30 minutos a la temperatura ambiente, en una relación de baño de 40:1, oprimiendo la muestra contra el recipiente, con una varilla de vidrio, a intervalos aproximadamente de 2 minutos. Se retira la muestra, se exprime para eliminar el exceso de disolvente, se seca con aire caliente a 90°C±2°C y se descose para hacer la evaluación.

b. Solidez al Planchado Objetivo: Valorar la solidez del color de cualquier clase de material textil y en todas sus formas, a la acción del planchado. Tejido testigo: de algodón Procedimiento Experimental Planchado en seco: Cambio de color: Se pone la muestra en una superficie horizontal lisa, se coloca la plancha sobre el mismo y se le deja durante 12 seg. Transferencia de color: Se coloca la muestra entre dos tejidos testigos y en una superficie horizontal lisa; se pone la plancha sobre el conjunto y se le deja durante 12 seg, desplazándola de un lado a otro sin efectuar presión sobre la misma. Evaluamos los cambios de color y la transferencia de color.


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c. Solidez a la luz Objetivo: Determinar la solidez del color de los materiales textiles a la exposición a la luz visible. Procedimiento Experimental: Colocar una muestra de 20 cm x 3 cm de las telas teñidas, entre 2 rectángulos de cartulina negra. Los rectángulos deben ser de aprox. 25 cm x 5 cm. Ubicar la tira de tela al centro de una de las cartulinas, y proceder a fijar la tela a la cartulina. Marcar 7 cuadraditos pequeños de 1.5 cm x 1.5 cm a lo largo de la cartulina por encima de la tela. Dejarlos solo marcados con tijera, de tal manera que sea fácil desprenderlos. Sellar las 2 cartulinas negras con cinta adhesiva, con la tela al medio, teniendo cuidado de no mover la tela del medio. Luego removemos el primer cuadradito marcado y colocaremos nuestra muestra cerca a una fuente de luz continua (puede ser junto a una ventana en el día, y junto a un foco en las noches), y cada día que pase removeremos 1 cuadradito mas. Este procedimiento se repetirá por 7 dias luego de los cuales separamos las cartulinas para dejas descubierta completamente la tela y evaluamos si es ha sufrido variaciones en su coloración.

d. Solidez al hipoclorito Objetivo: Determinar la solidez del color de los materiales textiles, a la inmersión en agua clorada. Preparación de las Muestras: Colocar una muestra de 6 cm x 6 cm entre 2 tejidos (una de algodón teñido y otro de algodón con blanqueo químico) cosiéndose por sus 4 lados. Procedimiento Experimental: Se humedece completamente la muestra preparada, en una solución diluida de hipoclorito a temperatura ambiente, por 20 minutos aproximadamente. Luego, se escurre la solución y se enjuaga con agua destilada fría. Se deshacen las costuras y se secan con aire caliente a una temperatura que no exceda los 60°C. Se evalúa la variación de color en la muestra y la migración en los testigos.


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e. Solidez al lavado Objetivo: Determinar la solidez del color de los materiales textiles al lavado con detergente en condiciones extremas. Preparación de las Muestras: Colocar una muestra de 6 cm x 6 cm entre 2 tejidos (una de algodón teñido y otro de algodón con blanqueo químico) cosiéndose por sus 4 lados. Procedimiento Experimental: Se sumerge la tela de algodón en un baño compuesto por agua destilada y detergente en exceso, en una relación de 50/1. Se agita constantemente (simulando el efecto de una lavadora) por espacio de 10 minutos. Luego, se lleva todo al calor, hasta temperatura de ebullición, y se agita constantemente por otros 10 minutos. Se separan los tejidos y se secan por separado, se secan con aire caliente a una temperatura que no exceda los 60°C. Se evalúa la variación de color en la muestra y la migración en los testigos.

f. Solidez al frote Objetivo: Valorar Objetivo: Valorar la solidez del color de cualquier clase de material textil y en todas sus formas, a la acción del frote en seco y en húmedo. Instrumentos: Tejido testigo de algodón de 5 cm x 5 cm. Tejido de algodón teñido de 14 cm x 4 cm (aquí los hilos de 14 cm deben pertenecer a la urdimbre). Crockmeter (solo si se encuentra disponible) Procedimiento Experimental: Frote en seco: En caso de que se disponga de un crockmeter, se coloca la muestra teñida sobre la base del aparato, se sujeta mediante el brazo de aluminio, se coloca la muestra testigo en el extremo del dedo mecánico, y se procede a frotar la tela hacia adelante y hacia atrás dando 10 vueltas completas de la manivela a una velocidad de 1 vuelta por segundo.


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Si no se dispone del crockmeter, se procede a colocar la muestra teñida sobre la mesa, se enrolla la muestra testigo sobre el dedo y se procede a frotar una con otra las muestras, con la misma fuerza y la misma frecuencia 10 veces. Al final de las pruebas, evaluar si se ha producido migración alguna de colorante. Frote en Húmedo: Para esta prueba, las 2 muestras (teñido y testigo) deben ser mojadas previamente en agua destilada a temperatura ambiente, y secadas mediante rodillos al mimo tiempo para asegurar la misma cantidad de agua retenida. En caso de que se disponga de un crockmeter, se coloca la muestra teñida sobre la base del aparato, se sujeta mediante el brazo de aluminio, se coloca la muestra testigo en el extremo del dedo mecánico, y se procede a frotar la tela hacia adelante y hacia atrás dando 10 vueltas completas de la manivela a una velocidad de 1 vuelta por segundo, con cuidado de no correr mucho la tela, ya que esto afecta el resultado. Si no se dispone del crockmeter, se procede a colocar la muestra teñida sobre la mesa, se enrolla la muestra testigo sobre el dedo y se procede a frotar una con otra las muestras, con la misma fuerza y la misma frecuencia 10 veces. Al final de las pruebas, evaluar si se ha producido migración alguna de colorante.


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TEMA: EVALUACION DE SOLIDECES Muestra N° _____

a.

Solidez a los solventes:

Muestra

b. Solidez al Planchado

Muestra

Blanco

Conclusión: ___________________ _____________________

Conclusión

Blanco

________________________

c. Solidez a la luz Muestra

d. Solidez al hipoclorito

Muestra

e. Solidez al lavado

Blanco

Conclusión: ___________________ _____________________ f. Solidez al frote en seco

Muestra

Muestra

Conclusión

Blanco

________________________

g. Solidez al frote en húmedo

Muestra

Blanco

Conclusión: ___________________ _____________________

Conclusión

Blanco

________________________

FECHA:___________________ RESPONSABLE RESPONSAB LE (S):

____________________________________________ ________________________ ____________________ ______________ ______________________ _______________ _______________ _______________ _______ _______________ ______________________ _________________ ___________________ ___________


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PRACTICA N° 12 PRUEBA DE HIDROFILIDAD PARA UN MATERIAL TEXTIL PROCESADO OBJETIVO Esta prueba consiste en determinar la hidrofilidad de un material ma terial textil procesado (Blanqueo químico, teñido y acabado)

MATERIALES Y REACTIVOS -

Vaso de precipitado de 200ml Cronómetro. Colorante reactivo (Solución al 1% )

PROCEDIMIENTO Cortar 4 muestras de material y marcar de la siguiente sigui ente manera.

-----------------

-------------------

6cm

----------------------2cm 1cm ----------------------------

---------

2cm

-

-

Sumergir la muestra en una solución de colorante reactivo (1%) hasta la mitad del 1er centímetro marcado y tomar el tiempo que d emora en recorrer la solución de colorante col orante desde la primera marca (1cm) hasta la segunda marca (2cm). Repetir la prueba 4 veces y promediar.


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guia quimica textil.pdf

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