Реактивні барвники дуже добре розчиняються у воді. Реакційноздатні барвники в основному покладаються на групу сульфонової кислоти в молекулі барвника для розчинення у воді. Для мезотемпературних реактивних барвників, які містять вінілсульфонові групи, на додаток до групи сульфонової кислоти, β-етилсульфонілсульфат також є дуже хорошою розчинною групою.

У водному розчині іони натрію в групі сульфонової кислоти та групі -етилсульфонсульфату піддаються реакції гідратації, у результаті чого барвник утворює аніон і розчиняється у воді. Фарбування реактивним барвником залежить від аніону барвника, який потрібно пофарбувати у волокно.

Розчинність реактивних барвників перевищує 100 г/л, більшість барвників мають розчинність 200-400 г/л, а деякі барвники можуть навіть досягати 450 г/л. Однак у процесі фарбування розчинність барвника з різних причин зменшиться (або навіть стане зовсім нерозчинною). Коли розчинність барвника зменшується, частина барвника перетворюється з одного вільного аніона на частинки через велике відштовхування зарядів між частинками. Зменшення частинок і частинок притягуватиметься один до одного, створюючи агломерацію. Цей вид агломерації спочатку збирає частинки барвника в агломерати, потім перетворюється в агломерати і, нарешті, перетворюється на пластівці. Незважаючи на те, що флокули є різновидом нещільної збірки, через їх оточуючий подвійний електричний шар, утворений позитивними та негативними зарядами, як правило, важко розкласти зсувною силою, коли розчин барвника циркулює, і флокули легко осідають на тканині, що призводить до фарбування або фарбування поверхні.

Коли барвник має таку агломерацію, стійкість кольору буде значно знижена, і в той же час це спричинить різні ступені плям, плям і плям. Для деяких барвників флокуляція ще більше прискорить збирання під дією сили зсуву розчину барвника, спричиняючи дегідратацію та висолювання. Після висолювання пофарбований колір стане надзвичайно світлим або навіть не пофарбованим, навіть якщо він пофарбований, це будуть серйозні кольорові плями та плями.

Причини агрегації барвника

Основна причина - електроліт. У процесі фарбування основним електролітом є прискорювач фарбування (натрієва сіль і сіль). Прискорювач барвника містить іони натрію, а еквівалент іонів натрію в молекулі барвника набагато нижчий, ніж у прискорювача барвника. Еквівалентна кількість іонів натрію, нормальна концентрація прискорювача барвника в звичайному процесі фарбування не матиме великого впливу на розчинність барвника у фарбувальній ванні.

Однак, коли кількість прискорювача барвника збільшується, відповідно зростає концентрація іонів натрію в розчині. Надлишок іонів натрію буде гальмувати іонізацію іонів натрію в розчинній групі молекули барвника, тим самим знижуючи розчинність барвника. Після більш ніж 200 г/л більшість барвників матимуть різний ступінь агрегації. Коли концентрація прискорювача барвника перевищує 250 г/л, ступінь агрегації буде інтенсифікуватися, спочатку утворюючи агломерати, а потім у розчині барвника. Швидко утворюються агломерати і флокули, а деякі барвники з низькою розчинністю частково висолюються або навіть зневоднюються. Барвники з різною молекулярною структурою мають різні антиагломераційні властивості та стійкість до висолювання. Чим нижча розчинність, тим антиагломераційні та солестійкі властивості. Чим гірше аналітична продуктивність.

Розчинність барвника в основному визначається кількістю сульфокислотних груп у молекулі барвника та кількістю β-етилсульфонсульфатів. При цьому чим більша гідрофільність молекули барвника, тим вища розчинність і менша гідрофільність. Чим нижче розчинність. (Наприклад, барвники азоструктури більш гідрофільні, ніж барвники гетероциклічної будови.) Крім того, чим більша молекулярна структура барвника, тим менша розчинність, а чим менша молекулярна структура, тим вища розчинність.

Розчинність реактивних барвників
Його можна умовно розділити на чотири категорії:

Барвники класу A, що містять діетилсульфонсульфат (тобто вінілсульфон) і три реактивні групи (монохлортриазин + дивінілсульфон), мають найвищу розчинність, наприклад Yuan Qing B, Navy GG, Navy RGB, Golden: RNL і всі реактивні чорні, виготовлені компанією змішування Yuanqing B, барвників трьох реактивних груп, таких як тип ED, тип Ciba s тощо. Розчинність цих барвників становить приблизно 400 г/л.

Клас B, барвники, що містять гетеробірактивні групи (монохлортриазин+вінілсульфон), такі як жовтий 3RS, червоний 3BS, червоний 6B, червоний GWF, RR три основні кольори, RGB три основні кольори тощо. Їх розчинність базується на 200～300 грамів Розчинність метаефіру вища, ніж параефіру.

Тип C: темно-синій, який також є гетеробірреактивною групою: BF, темно-синій 3GF, темно-синій 2GFN, червоний RBN, червоний F2B тощо, через меншу кількість груп сульфонової кислоти або більшу молекулярну масу його розчинність також низька, лише 100 -200 г/ Підйом. Клас D: барвники з моновінілсульфоновою групою та гетероциклічною структурою з найнижчою розчинністю, такі як Brilliant Blue KN-R, Turquoise Blue G, Bright Yellow 4GL, Violet 5R, Blue BRF, Brilliant Orange F2R, Brilliant Red F2G тощо. Розчинність цього типу барвника становить лише близько 100 г/л. Цей тип барвника особливо чутливий до електролітів. Після того, як цей тип барвника агломерував, йому навіть не потрібно проходити процес флокуляції, безпосередньо висолюючи.

У звичайному процесі фарбування максимальна кількість прискорювача фарбування становить 80 г/л. Тільки темні кольори вимагають такої високої концентрації прискорювача фарбування. Коли концентрація барвника у фарбувальній ванні менше 10 г/л, більшість реакційноздатних барвників все ще мають добру розчинність при цій концентрації та не агрегують. Але проблема в чані. Згідно зі звичайним процесом фарбування, спочатку додається барвник, а після того, як барвник повністю розбавиться у фарбувальній ванні до однорідності, додається прискорювач барвника. Прискорювач барвника в основному завершує процес розчинення в чані.

Дійте відповідно до наступного процесу

Припущення: концентрація фарбування становить 5%, співвідношення рідини – 1:10, вага тканини – 350 кг (потік рідини з двох труб), рівень води – 3,5 т, сульфат натрію – 60 г/літр, загальна кількість сульфату натрію – 200 кг (50 кг). /упаковка всього 4 упаковки) ) (Ємність резервуара для матеріалу зазвичай становить близько 450 літрів). У процесі розчинення сульфату натрію часто використовують флегму фарбувального чана. Флегма містить попередньо доданий барвник. Як правило, 300 л флегмової рідини спочатку поміщають у ванну для матеріалу, а потім заливають два пакети сульфату натрію (100 кг).

Проблема полягає в тому, що більшість барвників різною мірою агломерують при такій концентрації сульфату натрію. Серед них тип C матиме серйозну агломерацію, а барвник D буде не тільки агломерований, але навіть висолений. Хоча загальний оператор дотримуватиметься процедури повільного поповнення розчину сульфату натрію в ємності для матеріалу в ємність для фарбування через головний циркуляційний насос. Але барвник у 300 літрах розчину сульфату натрію утворив пластівці та навіть висолився.

Коли весь розчин із ємності для матеріалу заповнюється в чан для фарбування, стає помітно, що на стінках та дні чана є шар жирних частинок барвника. Якщо ці частинки барвника зішкребти та помістити в чисту воду, це, як правило, складно. Знову розчинити. Насправді 300 літрів розчину, що надходить у бак для фарбування, є такими.

Пам’ятайте, що є також дві упаковки порошку Yuanming Powder, який також буде розчинено та знову наповнено у чан для фарбування таким чином. Після цього неодмінно з’являться плями, плями і плями, а стійкість кольору серйозно знижується через фарбування поверхні, навіть якщо немає очевидної флокуляції чи висолювання. Для класу A та класу B з вищою розчинністю також відбуватиметься агрегація барвника. Хоча ці барвники ще не утворили флокуляції, принаймні частина барвників уже утворила агломерати.

Ці агрегати важко проникають у волокно. Оскільки аморфна ділянка бавовняного волокна дозволяє проникати та дифузувати лише моноіонним барвникам. Ніякі агрегати не можуть потрапити в аморфну ​​зону волокна. Він може адсорбуватися лише на поверхні волокна. Стійкість кольору також буде значно знижена, а також у серйозних випадках з’являться кольорові плями та плями.

Ступінь розчинення реакційноздатних барвників відноситься до лужних агентів

Коли додається лужний агент, сульфат β-етилсульфону реактивного барвника піддається реакції елімінування з утворенням справжнього вінілсульфону, який добре розчиняється в генах. Оскільки реакція елімінації вимагає дуже мало лужних агентів (часто лише менше ніж 1/10 дозування процесу), чим більша доза лугу додається, тим більше барвників усуває реакцію. Коли відбувається реакція елімінації, розчинність барвника також зменшується.

Цей же луг також є сильним електролітом і містить іони натрію. Таким чином, надмірна концентрація лугу також призведе до агломерації або навіть висолювання барвника, який утворив вінілсульфон. Така ж проблема виникає в резервуарі для матеріалу. При розчиненні лугу (наприклад, кальцинованої соди), якщо використовувати флегму. У цей час флегматична рідина вже містить прискорювач фарбування та барвник у нормальній технологічній концентрації. Хоча частина барвника може бути вичерпана волокном, принаймні більше 40% барвника, що залишився, знаходиться в розчині барвника. Припустимо, під час роботи засипається пачка кальцинованої соди, а концентрація кальцинованої соди в баку перевищує 80 г/л. Навіть якщо прискорювач барвника в рідині для зворотного холодильника в цей час становить 80 г/л, барвник у резервуарі також конденсуватиметься. Барвники C і D можуть навіть висолюватися, особливо це стосується барвників D, навіть якщо концентрація кальцинованої соди впаде до 20 г/л, відбудеться локальне висолювання. Серед них Brilliant Blue KN.R, Turquoise Blue G і Supervisor BRF є найбільш чутливими.

Агломерація або навіть висолювання барвника не означає, що барвник був повністю гідролізований. Якщо це агломерація або висолювання, викликане прискорювачем барвника, його все одно можна пофарбувати, якщо його можна повторно розчинити. Але для повторного розчинення необхідно додати достатню кількість допоміжного барвника (наприклад, сечовини 20 г/л або більше), а температуру слід підняти до 90°C або вище при достатньому перемішуванні. Очевидно, що це дуже складно в фактичній роботі процесу.
Для того, щоб запобігти агломерації або висолюванню барвників у ємності, необхідно використовувати процес трансферного фарбування під час створення глибоких і концентрованих барвників для барвників C і D з низькою розчинністю, а також барвників A і B.

Робота та аналіз процесу

1. Використовуйте ванну з барвником, щоб повернути прискорювач барвника та нагрійте її в ванну, щоб розчинити (60～80℃). Оскільки в прісній воді немає барвника, прискорювач барвника не має спорідненості з тканиною. Розчинений прискорювач барвника можна якнайшвидше залити в чан для фарбування.

2. Після циркуляції розчину розсолу протягом 5 хвилин прискорювач барвника в основному повністю однорідний, а потім додається розчин барвника, який був розчинений заздалегідь. Розчин барвника потрібно розбавити розчином дефлегмації, оскільки концентрація прискорювача барвника в розчині дефлегмації становить лише 80 грам/л, барвник не буде агломерувати. У той же час, оскільки на барвник не буде впливати прискорювач барвника (відносно низька концентрація), виникне проблема фарбування. У цей час розчин барвника не потрібно контролювати за часом, щоб заповнити чан для фарбування, і зазвичай це завершується за 10-15 хвилин.

3. Луги повинні бути максимально зволожені, особливо це стосується барвників C і D. Оскільки цей тип барвника дуже чутливий до лужних агентів у присутності стимуляторів барвника, розчинність лужних агентів є відносно високою (розчинність кальцинованої соди при 60°C становить 450 г/л). Чистої води, необхідної для розчинення лугу, не повинно бути занадто багато, але швидкість додавання розчину лугу має відповідати вимогам процесу, і, як правило, краще додавати його поетапним методом.

4. Для дивінілсульфонових барвників категорії А швидкість реакції є відносно високою, оскільки вони особливо чутливі до лужних агентів при 60°C. Для запобігання миттєвого закріплення кольору і нерівномірного кольору можна попередньо додати 1/4 лугу при низькій температурі.

У процесі трансферного фарбування лише луг повинен контролювати швидкість подачі. Процес трансферного фарбування застосовний не лише до методу нагрівання, але й до методу постійної температури. Метод постійної температури може збільшити розчинність барвника та прискорити дифузію та проникнення барвника. Швидкість набухання аморфної ділянки волокна при 60°C приблизно в два рази вище, ніж при 30°C. Тому постійний температурний процес більше підходить для сиру, мотка. Основні пучки включають методи фарбування з низьким співвідношенням рідини, такі як фарбування джиг, які вимагають високого проникнення та дифузії або відносно високої концентрації барвника.

Зауважте, що сульфат натрію, який зараз доступний на ринку, іноді є відносно лужним, і його значення PH може досягати 9-10. Це дуже небезпечно. Якщо порівняти чистий сульфат натрію з чистою сіллю, сіль має більший вплив на агрегацію барвника, ніж сульфат натрію. Це пояснюється тим, що еквівалент іонів натрію в кухонній солі вищий, ніж у сульфаті натрію за тієї ж ваги.

Агрегація барвників дуже пов'язана з якістю води. Як правило, іони кальцію та магнію нижче 150 ppm не матимуть значного впливу на агрегацію барвників. Однак іони важких металів у воді, такі як іони заліза та алюмінію, включаючи деякі мікроорганізми водоростей, прискорять агрегацію барвника. Наприклад, якщо концентрація іонів заліза у воді перевищує 20 ppm, антикогезійна здатність барвника може бути значно знижена, а вплив водоростей є більш серйозним.

Додається з випробуванням на стійкість до злипання та висолювання:

Визначення 1: зважують 0,5 г барвника, 25 г сульфату натрію або солі та розчиняють у 100 мл очищеної води при 25 °C протягом приблизно 5 хвилин. Використовуйте крапельну трубку для всмоктування розчину та постійно капайте 2 краплі в одне й те саме місце на фільтрувальний папір.

Визначення 2: зважте 0,5 г барвника, 8 г сульфату натрію або солі та 8 г кальцинованої соди та розчиніть це в 100 мл очищеної води при температурі приблизно 25 °C протягом приблизно 5 хвилин. Використовуйте крапельницю для безперервного всмоктування розчину на фільтрувальний папір. 2 краплі.

Наведений вище метод можна використовувати для простого оцінювання здатності барвника проти агломерації та висолювання, а також для визначення того, який процес фарбування слід використовувати.