Modellizzazione di un processo tintoriale

Autori: Mariarca Faliti, Antonio Scardapane

ITIS “Leonardo da Vinci” - Napoli

Progetto lauree Scientifiche - Matematica

Convegno conclusivo - Napoli, 8 maggio 2007

Chi siamo

ITIS Leonardo da Vinci - Napoli

Specializzazioni:•chimica industriale•chimica tintoria•tessile•elettrotecnica

Progetti:•Lauree scientifiche (Matematica, Fisica, Chimica, Scienze dei materiali)•Pr.O.F.•Envirad•Ragazzi in commercio•EdA•Studiare l’impresa, l’impresa di studiare

Anno di fondazione: 1905

L’indirizzo Chimica Tintoria

•Specializzazione unica nell’Italia Centro meridionale•Formazione di tecnici del settore chimico qualificati nelle problematiche inerenti la tintura delle stoffe e dei pellami•Consolidati rapporti di collaborazione con le industrie del settore•Opportunità di veloce occupazione presso numerose e prestigiose aziende operanti sull’intero territorio nazionale

Il processo tintorialeTintura= conferire ad un manufatto tessile una determinata coloritura che permette la personalizzazione del prodotto

•Sciogliere un colorante in un bagno acquoso•introdurre la soluzione di colorante nella macchina•trasferire il colorante dal bagno alla fibra•distribuire uniformemente il colorante sulla fibra•far penetrare il colorante nella struttura della fibra e fissarlo•lavare la merce per eliminare il colorante non fissato

La tintura ad esaurimentoE’ la parte del processo che attiene il trasferimento del colorante dal bagno di tintura alla fibra.Fasi:1. Soluzione a dispersione del colorante2. Adsorbimento

In questa seconda fase, per effetto dell’affinità colorante-fibra, il colorante viene adsorbito alla superficie della fibra, formando con essa dei legami.Al passare del tempo la concentrazione di colorante nel bagno diminuisce, mentre il colore si fissa alla fibra.

Il monitoraggio della fase di adsorbimento

•prelievo della soluzione a intervalli di tempo prestabiliti

•misurazione dell’assorbanza della tintura allo spettrofotometro

•determinazione della percentuale di esaurimento del colorante nel bagno

•valutazione dell’equilibrio colorante su fibra/colorante nel bagnocurva di esaurimento

0102030405060708090

100

0 10 20 30 40 50 60

tempo

% EsT alta

T media

T bassa

La curva di taraturaPer determinare la concentrazione di colorante nel bagno si misura l’assorbanza della tinta con uno spettrofotometro.

Diventa essenziale allora l’elaborazione della curva di taratura che “mappa” i valori di assorbanza con i valori della concentrazione.

Trovata la curva di taratura si potrà procedere in modo matematico per determinare le concentrazioni del colorante nel bagno.

Le fasi della modellizzazione

Primo passo:Preparazione della soluzione.

Colore diretto: Arancio cromasol

Concentrazione iniziale: c0=10g/l

Soluzione di colorante: 2 ml in 500 ml di acqua

Le fasi della modellizzazione

Secondo passo:Determinazione del valore della lunghezza d’onda della radiazione alla quale si ha il massimo assorbimento della tinta.

Per la soluzione in esame la lunghezza d’onda di max abs è pari a =416,4 nm

Le fasi della modellizzazioneTerzo passo:Determinazione dei dati sperimentali dell’assorbimento.

Dalla soluzione di colorante preparata si sono diluiti successivamente 2 ml, 4 ml, 6 ml e 8 ml in 100 ml di acqua e si sono misurati i valori dell’assorbimento corrispondenti a queste concentrazioni.

Abs V (ml) c (g/l)

0,0272 2 0,8 x 10-

4

0,0529 4 1,6 x 10-

4

0,0800 6 2,4 x 10-

4

0,1055 8 3,2 x 10-

4

Le fasi della modellizzazioneQuarto passo:Determinazione della curva di taratura.

Uso del foglio excel e determinazione del valore della pendenza della retta e dell’intercetta (praticamente nulla nell’ambito degli errori sperimentali).

0,0000

0,0200

0,0400

0,0600

0,0800

0,1000

0,1200

0,00000 0,00005 0,00010 0,00015 0,00020 0,00025 0,00030 0,00035

c (g/l)

Abs

dati sperimentali retta interpolante