Реактивні барвники мають яскраві кольори та повні хроматограми. Вони відомі своїм простим застосуванням, низькою вартістю та чудовою стійкістю. Особливо з розвитком целюлозних волокон в останні роки, реактивні барвники стали найважливішим типом барвників для фарбування текстилю з целюлозного волокна.

Але найголовнішою проблемою реактивних барвників є низька швидкість виснаження та фіксації. У традиційному процесі фарбування целюлозного волокна, щоб покращити поглинання барвника та швидкість фіксації реактивних барвників, необхідно додавати велику кількість неорганічної солі (хлорид натрію або сульфат натрію). Залежно від структури та кольору барвника, кількість використовуваної солі зазвичай становить від 30 до 150 г/л. Хоча в очищенні органічних сполук у стічних водах поліграфічних та фарбувальних підприємств досягнуто значного прогресу, додавання великої кількості неорганічних солей у процесі фарбування неможливо очистити простими фізичними та біохімічними методами.

Дослідження технології реактивних барвників та безсольових барвників

З екологічної точки зору, скидання стічних вод з високим вмістом солі від друку та фарбування безпосередньо змінює якість води в річках та озерах і руйнує екологічне середовище.
зображення
Висока проникність солі спричиняє засолення ґрунту навколо річок та озер, знижуючи врожайність сільськогосподарських культур. Коротше кажучи, використання великої кількості неорганічних солей не може бути ні розкладено, ні перероблено, і водночас має значний негативний вплив на якість води та ґрунту. Виходячи з цього, у цій статті розглядається останній прогрес досліджень технології безсольового фарбування та систематично обговорюються структурні зміни низькосольових реактивних барвників, технології щеплення та технології зшивання.

Реактивні барвники для безсольового фарбування

Видатними характеристиками реактивних барвників є мала молекулярна структура, добра гідрофільність та легке змивання плаваючого кольору після фіксації. Це важлива інновація в дизайні молекул барвників. Але це також призводить до низької швидкості виснаження барвника та швидкості фіксації, а також до необхідності додавати велику кількість солі під час фарбування. Це призводить до втрати великої кількості солоних стічних вод та барвників, що збільшує вартість очищення стічних вод. Забруднення навколишнього середовища є серйозним. Деякі компанії з виробництва барвників почали звертати увагу на скринінг та вдосконалення прекурсорів барвників та реактивних груп, а також розробляти реактивні барвники для фарбування з низьким вмістом солі. CibacronL, випущений Ciba, - це тип барвників для фарбування з низьким вмістом солі, які використовують різні активні групи для поєднання. Характеристикою цього барвника є те, що кількість солі, що використовується під час фарбування, становить від 1/4 до 1/2 від кількості загальних реактивних барвників. Він не чутливий до змін співвідношення ванн та має добру відтворюваність. Цей тип барвників в основному фарбується методом занурення та може використовуватися разом з дисперсними барвниками для швидкого фарбування сумішей поліестеру та бавовни в одній ванні.

Японська корпорація Sumitomo запропонувала набір методів фарбування, придатних для барвників серії Sumifux Supra. Він називається методом фарбування LETfS. Кількість неорганічної солі, що використовується в цьому методі, становить лише від 1/2 до 1/3 від традиційного процесу, а співвідношення ванн може досягати 1:10. Також було випущено серію реактивних барвників, сумісних з цим процесом. Ця серія барвників є гетеробіреактивними барвниками, що складаються з монохлортриазину та B-етилсульфонсульфату. Кількість залишкового барвника у стічних водах фарбування цієї серії барвників становить лише 25%-30% від вмісту барвника в загальних стічних водах реактивного фарбування. Рекомендується для фарбування волокон Tencel. Він демонструє відмінні показники застосування з точки зору швидкості фіксації, легкого миття та різної стійкості фарбованих виробів.

Компанія DyStar випустила серію барвників RemazolEF, придатних для безсольового фарбування, активною групою якої є переважно B-гідроксиетилсульфонсульфат, та запустила екологічно чистий безсольовий процес фарбування. Кількість використаної неорганічної солі становить 1/3 від звичайного процесу. Процес фарбування скорочений. Крім того, система охоплює широкий діапазон хроматограм. Для отримання яскравих кольорів можна комбінувати три основні кольори. Компанія Clariant (Clariant) випустила серію реактивних барвників DrimareneHF, переважно у 4 різновидах: DrimareneBlueHF-RL, 戡ownHF-2RL, NavyHF-G, RedHF-G, які використовуються для виснажливого та безперервного фарбування целюлозних волокон, мають високу продуктивність та стійкість. Досить високий коефіцієнт фіксації, низьке співвідношення солі та лугу. Нейтральна фіксація, хороша змивність.

Деякі нещодавно розроблені реактивні барвники можуть збільшити пряму дію барвників, збільшуючи об'єм молекул барвника та зменшуючи кількість неорганічних солей. Наприклад, введення груп сечовини може збільшити пряму дію активних груп та зменшити кількість неорганічних солей. Покращує швидкість фіксації; також існують попередники поліазобарвників (такі як трисазо, тетраазо) для збільшення прямої дії барвника та досягнення мети безсольового фарбування. Високий стеричний перешкодний ефект деяких барвників у структурі також може суттєво змінити реакційну здатність реактивних груп реактивних барвників та кількість солі, що використовується під час фарбування. Ці стеричні перешкодні ефекти зазвичай полягають у введенні алкільних замісників у різних положеннях матриці барвника. Їх основні структурні особливості вчені підсумували наступним чином:

Активна група один SO: CH2CH: oS03Na може знаходитися в мета- або пара-положенні бензольного кільця;

R3 може знаходитися в орто-, інтер- або пара-положенні бензольного кільця. Структурна формула - вінілсульфонові барвники, що реагують з ним.

Різні замісники або різні позиції заміщення на барвниках можуть досягати однакового значення фарбування за однакових умов фарбування, але кількість фарбувальних солей у них досить різна.

Відмінні барвники з низьким вмістом солі повинні мати такі характеристики: 1) Значно зменшена кількість солі, що використовується під час фарбування; 2) Фарбування у ванні з низьким співвідношенням солей, стабільність фарбувальної ванни; 3) Добра змивність. Скорочення часу після обробки; 4) Відмінна відтворюваність. Щодо покращення барвників, окрім вищезгаданого покращення структури матриці барвника та розумного поєднання активних груп, деякі люди синтезували так звані катіонні реактивні барвники, які можна фарбувати без додавання солі. Наприклад, катіонні реактивні барвники такої структури:

З наведеної вище формули видно, що барвник з'єднаний з активною групою монохлортриазину. Піридинова четвертинна амонієва група також приєднана до s-триазинового кільця. Барвник позитивно заряджений, а четвертинна амонієва група є водорозчинною. Оскільки між молекулами барвника та волокном немає не тільки відштовхування зарядів, але й притягання позитивних та негативних зарядів, барвник легко проникає до поверхні волокна та адсорбується на пофарбованому волокні. Присутність електролітів у фарбувальному розчині не тільки не призведе до ефекту стимулювання фарбування, але й послабить притягання між барвником та волокном, тому цей тип фарбування барвника можна фарбувати без додавання електролітів для безсольового фарбування. Процес фарбування подібний до звичайних реактивних барвників. Для монохлортриазинових реактивних барвників як фіксатор все ще додають карбонат натрію. Температура фіксації становить близько 85℃. Швидкість поглинання барвника може досягати 90%-94%, а швидкість фіксації - 80%-90%. Він має добру світлостійкість та стійкість до прання. Також повідомлялося про використання подібних катіонних реактивних барвників у якості активної групи монофтор-s-триазину. Активність монофтор-s-триазину вища, ніж у монохлор-s-триазину.

Ці барвники також можна фарбувати в сумішах бавовни та акрилу, а інші властивості барвників (такі як вирівнювання та сумісність тощо) потребують подальшого вивчення. Але це забезпечує новий спосіб фарбування целюлозного волокна без солі.