Табии бояыштар олданылан тоыма материалдарыны тстік асиеттерін зерттеу

МРНТИ 64.29.23                           

Кіріспе

Тоқыма материалдарын әрлеудің және бояудың технологиялық үрдістерінде қоршаған ортаға зиянды қалдықтардың көптеп бөлі-нетіндігі белгілі [1,2].

Отандық ғалымдардың зерттеу жұмыстарынан тоқыма материалдарының өндірісін-дегі бояу үдерісінде дәстүрлі әдістерді қолданудың қоршаған ортаның ластануына алып келетіндігін көруге болады [3,4].

Сонымен қатар тоқыма материалдарын бояу және әрлеу өндірісінің қалдықтарын қайта өңдеудегі жоғары энергетикалық және химиялық шығындар кәсіпорындар үшін үлкен мәселе болып табылады.

Әртүрлі мақсаттағы тоқыма материалдарын бояудың экологиялық таза технологиясын жасау, технологиялық үрдістердің зияндылы-

ғын төмендету табиғи өсімдіктерден алынған бояуларды қолдану арқылы жүзеге асырылады.

Өсімдіктерден алынған бояғыштар био-логиялық тез ыдырайды және қоршаған ортаға зиянсыз, сонымен қатар олардың көптеген түрлері бактерияларға қарсы және емдік қасиеттерге ие [5-11].

Осыған байланысты тоқыма материалдарын бояу технологиясын жасауда қасиеттері жақсартылған табиғи бояғыштарды қолдану өзекті мәселе болып табылады.

Автордың жұмыстарында [12,13] түйме-шетеннен, пияз қабығынан және грек жаңғағы қабығы негізінде бояу түрлері алынып, бояу құрамына әр түрлі қоспалар қосу арқылы қасиетері жақсартылған. Бояу алу техноло-гиясы [12] зерттеу жұмысында келтірілген. Сонымен қатар, келтірілген бояу түрлерін пайдаланып боялған тоқыма материалдарының

құрылымдық қасиеттерін ИК-спектрлік зерттеу жұмыстары жасалған [14,15].

Сондықтан осы жұмыстың мақсаты алынған бояу түрлерінің колориметриялық қасиеттерін зерттеу болып табылады.

Зерттеу материалдары мен әдістері

Зерттеу жұмыстарын жасау кезінде күнделікті аяқ киімнің үсті дайындамасын жасауға Шымкент қаласындағы ЖШС «Azala Textile» тоқыма комбинатында тоқылған мақта мен полиэстер негізіндегі мата қолданылды. Матаның құрамы 48% мақтадан және 52% полиэстер талшықтарынан тұрады, ал айқаспа түрі 2/2. Тоқыма материалдарының үлгісінің анықтамасы 1-кестеде келтірілген.

Кесте 1. Тоқыма материалдары үлгісінің идентификациялануы

Негізі бойынша жіптің нөмірі	27/1
Арқауы бойынша жіптің нөмірі	27/1
Матаның құрамы	52%полиэстр 48%мақта
Айқаспа түрі	2/2

Аяқ киімге арналған тоқыма материалдарын бояуға арналған бояғыш экстрактілері: пияз қабығы, грек жаңғағы, түймешетен және шәйқурай негізінде алынып, алюмокалий және мыс сульфаты бейтарап тұздарының көмегімен қасиеттері жақсартылды.

Алюмокалий тұзы бояудың түсін өзгерт-пейді, ашық жара болған кезде қанды тоқтатуға әсер етіп бейтараптандыру функцияларын орындайды. Ал мыс сульфаты түстік спектрді кеңейтіп қана қоймай, антисептикалық және дәрілік препарат ретінде ұзақ уақыттан бері қолданыс тапқан.

Табиғи бояғыштармен бейтарап тұздар қосылып боялған тоқыма материалдарының түстік координаттары 360-700 нм диапазонында Konica Minolta CM-3600d құрылғысында жарықтандыру D65, 10o бақылау бұрышымен өлшенді.

Кубелки-Мунка теңдеуіне (теңдеу 1) сәй-кес (К/S) түстің қарқындылық мәні есептелінді және (λmax=400 нм болған кездегі) шағылу коэффициентінің проценттік мәні анықталды.

K/S = (1-R)2/2R                                          (1)

мұндағы K – таралу коэффициенті,S – жұтылу коэффициенті, R –шағылу коэффициенті, R – боялған талшықтың шағылу коэффициентінің 1/10 үлесі. Егер шағылу қабілеті 100% құраса R=1,0 тең болады.

_ДЕ= 7 ( a l)² + (ла)’- + (дһ)’-

Құрастырылған бояумен боялған тоқыма материалдарының түсінің қарқындылығына бояу тереңділігінің және шағылу коэффициентінің әсерін зерттеу толық факторлы эксперимент жоспары бойынша жүргізілді және математикалық моделі тұрғызылды.

Әдебиеттік шолу

Тоқыма өнеркәсібінде әртүрлі синтети-калық бояғыштарды қолдану салдарынан қоршаған ортаға өте үлкен көлемде токсинді заттар бөлінуі мүмкін [1,2]. Сол себепті тоқыма өнеркәсіптерінде табиғи бояғыштарды қолдану және олардың қасиеттерін жақсарту өзекті мәселе болып табылады.

Табиғи бояғыштар көптеген микробтарға қарсы қасиеттерге ие, сол себепті тоқыма

Бақыланатын үлгі мен боялған матаның түстерінің айырмашылығын анықтау үшін спектрофотометриялық мәліметтер жасалды. Түстегі айырмашылықтар төмендегі CIELAB (1976) теңдеуімен (теңдеу 2) шешілді:

(2) өнеркәсібінде кеңінен қолданыс тапқан [3]. Табиғи бояғыштардың құрамында OH пен COOH болған жағдайда күн сәулесінің өткізіл-уін жоғарылатып, өте жақсы сезімталдық қызметін атқаратыны белгілі [4]. Грек жаңғағының бояғыш компонентіндегі зат юглон (CI 75500) - нафтохинон (5гидрокси-1,4-нафтохи-нон), тоқыма материалдарына қоңыр түс реңктерін береді[5]. Табиғи бояғыштардың металл нанобөлшектерін синтездеу үшін нанотехнологияда қолданылуы қазіргі уақытта барлық дамыған елдерде табиғатты қорғаушылардың тұрақты күш-жігерінің әсерінен бүкіл әлемге танымал болды [6,7].

Табиғи бояғыштардағы химиялық байланыстар белгілі ауру түрімен ғана күресіп

қоймайды, сонымен қатар жалпы денсаулық жағдайын нығайтып, профилактикалық қасиеттерге ие болуы мүмкін [10]. Сондай-ақ бұл бояғыш зат алынатын өсімдіктер түріне, өсу орнына, уақытына, маусымына, жинау уақытына, кептірілу шарттарына және басқа да факторлардың әсерінен өзгеріске ұшырауы мүмкін [14,15].

Бояғыштарға қойылатын негізгі талаптардың бірі түстік қасиеттерінің тұрақтылығында. Сол себепті бұл жұмыста қасиеттері жақсартылған табиғи бояғыштардың түстік қасиеттері зерттелді.

Нәтижелер және оларды талқылау

Табиғи бояғыштардың түстік қасиеттері Коника Минольта спектрофотометрін қолдану арқылы зерттелді және алынған нәтижелер кесте 2 берілген.

Кестеде көрсетілгендей жаңғақ қабығы негізіндегі бояудың К/S қанықтылық мәні 0,74, ал бояуға алюмокалий тұзы қосылғанда 0.91 көрсетіп, бояудың қанықтылығы 0,17-ге ұлғайды. Сонымен қатар мыс сульфаты қосылған бояудың қанықтылығы 2.20 көрсетіп, бастапқыдан 1,46-ға ұлғайды.

Пияз қабығы негізінде дайындалған бояудың К/S қанықтылық мәні 7.69, ал бояуға алюмокалий тұзы қосылғанда 15.57 көрсетіп, бояудың қанықтылығы 7,88-ге ұлғайды. Сонымен қатар мыс сульфаты қосылған бояудың қанықтылығы 17.60 көрсетіп, бастапқыдан 9,91-ге ұлғайды. Мұнда бояу құрамына мыс сульфатын қосқанда оның қанықтылық көрсеткіштері 2 есеге жақсаратындығы байқалады.

Түймешетен негізінде дайындалған бояудың К/S қанықтылық мәні 1.87, ал бояуға алюмокалий тұзы қосылғанда 2 есеге ұлғайып 3,21 көрсетті. Бояу құрамына мыс сульфатын қосқанда оның қанықтылық көрсеткіштері 3 есеге ұлғайып, 6,60 мәнін көрсетті.

Сонымен қатар шәйқурай негізінде дайындалған бояудың К/S қанықтылық мәні 6.03 –ті көрсетті, ал бояуға алюмокалий тұзы қосылғанда 3 есеге ұлғайып 10.36 көрсетті. Ал бояу құрамына мыс сульфатын қосқанда бастапқы мәннен 16,79 көрсеткішке ұлғайып, 22.82 мәнді көрсетті.

Бұл дегеніміз бояу құрамына алюмокалий тұзын және мыс сульфатын қосу арқылы оның түстік қасиеттерін едәуір жақсартуға болатындығының көрсеткіштері.

Кесте 2. Бояу тереңдігінің CIE lab түстік көрсеткіштері

Табиғи бояу көзі	Үлгі	L*	a*	b*	∆E	Шағылуы (%)	K/S
Жаңғақ қабығы	Бақылау үлгісі	85.26	0.27	7.72	-	49.44	0.26
	Қоспасыз	75.86	2.85	11.35	10.55	31.56	0.74
	Алюмокалий тұзы қосылған	74.59	3.44	14.21	13.02	28.35	0.91
	Мыс сульфаты қосылған	62.76	4.54	16.85	24.75	16.05	2.20
Табиғи бояу көзі	Үлгі	L*	a*	b*	∆E	Шағылуы (%)	K/S
Пияз қабығы	Бақылау үлгісі	85.26	0.27	7.72	-	49.44	0.26
	Қоспасыз	60.80	11.52	21.57	30.48	5.77	7.69
	Алюмокалий тұзы қосылған	57.47	17.76	54.13	57.02	2.69	15.57
	Мыс сульфаты қосылған	38.43	14.75	26.16	52.52	3.02	17.60
Табиғи бояу көзі	Үлгі	L*	a*	b*	∆E	Шағылуы (%)	K/S
Түймешетен	Бақылау үлгісі	85.26	0.27	7.72	-	49.44	0.26
	Қоспасыз	79.81	0.34	16.77	10.58	17.96	1.87
	Алюмокалий тұзы қосылған	75.80	0.56	31.38	25.49	12.04	3.21
	Мыс сульфаты қосылған	57.55	2.49	33.01	37.58	6.61	6.60
Табиғи бояу көзі	Үлгі	L*	a*	b*	∆E	Шағылуы (%)	K/S
Шәйқурай	Бақылау үлгісі	85.26	0.27	7.72	-	49.44	0.26
	Қоспасыз	50.34	16.92	20.42	40.94	7.15	6.03
	Алюмокалий тұзы қосылған	59.67	9.84	48.34	49.06	4.41	10.36
	Мыс сульфаты қосылған	32.28	15.13	25.71	58.04	2.10	22.82

Табиғи бояумен боялған мата түсінің қарқындылығына және бояу тереңділігіне ко-лориметриялық көрсеткіштердің әсерін зерт- теу үшін толық факторлық эксперимент жоспары бойынша тәжірибелер жүргізілді және математикалық моделі құрастырылды.

Жаңғақ қабығымен боялған мата түсінің қарқындылығына әсер ететін факторлар ретінде мыналар таңдалды:

x 1 - А Е- «-» 10,55 - «+» 24,75

x 2 - Шағылуы, % - "-" 16,05 - "+"49,44

Пияз қабығымен боялған мата түсінің қарқындылығына әсер ететін факторлар ретінде мыналар таңдалды:

x 1 - А Е- «-» 30,48 - «+» 52,52

x 2 - Шағылуы, % - "-" 2,69 - "+"49,44

Кесте 3. Регрессия теңдеулерінің коэффициенттері

Түймешетенмен боялған мата түсінің қарқындылығына әсер ететін факторлар ретінде мыналар таңдалды:

x 1 - А Е- «-» 10,58 - «+» 37,58

x 2 - Шағылуы, % - "-" 6,61 - "+"49,44

Шәйқураймен боялған мата түсінің қарқындылығына әсер ететін факторлар ретінде мыналар таңдалды:

x 1 - А Е- «-» 40,94 - «+» 58,04

x 2 - Шағылуы, % - "-" 2,10 - "+"49,44

Есептелінген регрессия теңдеулерінің коэффициенттері 3-кестеде берілген.

B0	B1	B2	B3	B4	B5
0,589	-0,09641	-0,45547	0,4675	-0,28123	-0,7837
11,26	-0,276	2,953	-3,85	-1,2317	-0,3917
3,754442	-0,17039	-1,1044	-0,1	-0,79749	-0,42749
8,087085	-1,51714	-2,57317	4,5575	-0,96753	4,032469

Табиғи бояулармен боялған мата түсінің       метриялық көрсеткіштерінің тәуелділігін си-

қарқындылығына бояу тереңділігінің колори-       паттайтын келесі регрессия теңдеулері құрылды.

Y = 0,589 -0,09641 * X1-0,45547*X2 + 0,4675*X1*X2 -0,28123*X12 - 0,7837*X2 2

Y =11,26 - 0,276*Х1+2,953*Х2-3,85* Х1* Х2-1,2317*Х12-0,3917*Х22

Y =3,754442 - 0,17039*Х1-1,1044*Х2-0,1* Х1* Х2-0,79749*Х12-0,42749*Х22

Y =8,087085-1,51714*Х1-2,57317*Х2+4,5575* Х1*Х20,96753*Х12+4,032469*Х22

Табиғи бояумен (жаңғақ қабығымен, пияз қабығымен, түймешетенмен және шәйқу-раймен) боялған мата түсінің қарқындылығына бояу тереңділігінің колориметриялық көрсеткіштерінің тәуелділігінің математикалық моделі 1-4 суреттерде көрсетілген.

Берілген 1-4 суреттердегі графиктерде мата түсінің қарқындылығына бояу тереңділі- гінің колориметриялық көрсеткіштерінің тәуелділігі анықталды. Мата түсінің қарқындылығына айтарлықтай айырмашылығы абсолютті мәндегі үлкен коэффициентке ие болғандық-тан х2 факторының (x 2 - Шағылуы, %) көп әсер ететінін көрсетеді. Мата түсінің қарқындылығы мөлшерінің жоғарылауымен түстің шағылу көрсеткіші де сәйкесінше артады.

Сурет 1. Жаңғақ қабығымен боялған мата түсінің қарқындылығына бояу тереңділігінің колориметрия-лық көрсеткіштерінің тәуелділігі

Сурет 2. Пияз қабығымен боялған мата түсінің қарқындылығына бояу тереңділігінің колориметрия-лық көрсеткіштерінің тәуелділігі

Түстің қарқындылығы К/С

Сурет 3. Түймешетенмен боялған мата түсінің қарқындылығына бояу тереңділігінің колориметрия-лық көрсеткіштерінің тәуелділігі

Қорытынды

Жұмыста құрамына алюмокалий және мыс сульфатының бейтарап тұздары қосылған әр түрлі табиғи бояулардың түстік қасиеттері зерттелді. Зерттеу нәтижесінде бояу құрамына қосылған қоспалардың бояулардың түстерінің қанықтылығын жақсартатындығы анықтады. Сонымен қатар бояулардың тереңдігі мен түстерінің шағылысуы бояулардың қанық-тылығына әсерін сипаттайтын регрессия теңдеулері мен математикалық модельдері құрастырылды.

Құрастырылған бояу түрлерін жеңіл өнеркәсіп саласында қолдану бұйымның гигиеналық қасиеттерін және өндірістің экологиялық көрсеткіштерін жақсартуға мүмкіндік береді.

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

Сурет 4. Шәйқураймен боялған мата түсінің қарқындылығына бояу тереңділігінің колориметриялық көрсеткіштерінің тәуелділігі Дата обращения: 15.01.2016

3497 2022 1 212