Dyeing of cotton and protein fibers in supercritical carbon dioxide with reactive disperse dyes.

• Applicant: Dr. Elke Bach
• Subject Area: Lightweight Construction, Textile Technology
• Term: from 2001 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5302598

Im Rahmen des geplanten Forschungsvorhabens wird untersucht, inwieweit es möglich ist, mit reaktiven Dispersionsfarbstoffen cellulosische und proteinische Fasern wie Baumwolle, Seide und Wolle in überkritischem CO2 zu färben. Dazu werden kommerziell erhältliche Dispersionsfarbstoffe verwendet, welche in der Wasser- und CO2-Färbung von PETP (Polyethylenterephthalat-)Fasern eingesetzt werden, sowie darüber hinaus Solventfarbstoffe. Diese Farbstoffe werden mit Reaktivankern versehen, die mit den o.g. Fasern eine kovalente Bindung eingehen. Als Reaktivanker sind Vinylsulfonsäuren (Addition an die Doppelbindung), Trichlotriazin (Substitution mit einer Hydroxy- oder Aminofunktion der cellulososchen oder proteinischen Faser) und 2-Bromacrylsäure (Kopplung über Substitution des Brom-Atoms und Addition an die Doppelbindung) vorgesehen. Basierend auf den mit diesen modifizierten Farbstoffen durchgeführten Testfärbungen werden für die Farbstoffe, welche in überkritischem CO2 ausreichend löslich sind und auf Baumwolle tiefe Färbungen mit hohen Echtheiten (Licht-, Reib-, Waschechtheit) liefern, druck- und temperaturabhängige Löslichkeitsmessungen durchgeführt. Um festzustellen, inwiefern sich durch die Derivatisierung der Farbstoffe deren Löslichkeit in überkritischem CO2 ändert, werden sowohl die modifizierten als auch die unmodifizierten Farbstoffe untersucht. Die Bestimmung des Reaktionsbereiches, in dem die rekative Gruppe der o.g. Farbstoffe abreagiert, erfolgt mit Hilfe einer Hochdruck-DDK-Anlage (Dynamisches Wärmestrom Differenz Kalorimeter). Der eigentliche Reaktionsmechanismus der Färbung von Baumwolle und proteinischen Fasern in CO2 wird ebenfalls aufgeklärt. Dieser wird über die Hochdruck-FT-IR-Spektroskopie detektiert. Desweiteren wird untersucht, ob der Mechanismus der Färberreaktion in überkritischem CO2 mit dem in Wasser identisch ist. Abschließend werden cellulosische und proteinische Fasern mit Reaktivankern derivatisisert und mit den nicht modifizierten Farbstoffen gefärbt. Dadurch wird festgestellt, ob es günstiger ist, die Faser oder den Farbstoff zu modifizieren und inwieweit sich dies auf die Farbtiefe und die Echtheit der Färbungen auswirkt.

• DFG Programme: Research Grants