Barwniki reaktywne mają jasne kolory i pełne chromatogramy.Znany jest z prostej aplikacji, niskich kosztów i doskonałej trwałości.Zwłaszcza wraz z rozwojem włókien celulozowych w ostatnich latach, barwniki reaktywne stały się najważniejszym rodzajem barwnika do barwienia tekstyliów z włókien celulozowych.

Ale najbardziej widocznym problemem barwników reaktywnych jest niski wskaźnik wyczerpania i szybkość utrwalania.W tradycyjnym procesie barwienia włókien celulozowych, w celu poprawy wchłaniania i szybkości utrwalania barwników reaktywnych, konieczne jest dodanie dużej ilości soli nieorganicznej (chlorku sodu lub siarczanu sodu).W zależności od struktury i koloru barwnika, ilość stosowanej soli wynosi na ogół od 30 do 150 g/l.Chociaż poczyniono ogromne postępy w oczyszczaniu związków organicznych w ściekach drukarskich i farbiarskich, dodanie dużej ilości soli nieorganicznych w procesie barwienia nie może być oczyszczone prostymi metodami fizycznymi i biochemicznymi.

Badania nad technologią barwników reaktywnych i bezsolnych

Z ekologicznego punktu widzenia zrzut ścieków drukarskich i farbiarskich o wysokim zasoleniu bezpośrednio zmienia jakość wody w rzekach i jeziorach oraz niszczy środowisko ekologiczne.
obraz
Wysoka przepuszczalność soli spowoduje zasolenie gleb wokół rzek i jezior, zmniejszając plony.Krótko mówiąc, użycie dużej ilości soli nieorganicznych nie może ulec degradacji ani recyklingowi, a jednocześnie ma bardzo negatywny wpływ na jakość wody i glebę.Na tej podstawie w artykule dokonano przeglądu ostatnich postępów w badaniach technologii barwienia bez soli i systematycznie omówiono zmiany strukturalne barwników reaktywnych o niskiej zawartości soli, technologię szczepienia i technologię sieciowania.

Barwniki reaktywne do barwienia bez soli

Znakomitymi cechami barwników reaktywnych są mała struktura cząsteczkowa, dobra hydrofilowość oraz łatwe zmywanie pływającego koloru po utrwaleniu.Jest to ważna innowacja w projektowaniu cząsteczek barwnika.Ale to również powoduje, że szybkość wyczerpania barwnika i szybkość utrwalania są niskie, a podczas barwienia należy dodać dużą ilość soli.Doprowadzić do utraty dużej ilości ścieków zasolonych i barwników, zwiększając tym samym koszty oczyszczania ścieków.Zanieczyszczenie środowiska jest poważne.Niektóre firmy zajmujące się barwnikami zaczęły zwracać uwagę na badania przesiewowe i ulepszanie prekursorów barwników i grup reaktywnych oraz opracowywanie barwników reaktywnych do barwienia o niskiej zawartości soli.CibacronLs wprowadzony przez Ciba to rodzaj barwników barwiących o niskiej zawartości soli, które wykorzystują różne grupy aktywne do łączenia.Cechą charakterystyczną tego barwnika jest to, że ilość soli użytej do barwienia wynosi od 1/4 do 1/2 ogólnej ilości barwników reaktywnych.Nie jest wrażliwy na zmiany proporcji kąpieli i ma dobrą powtarzalność.Ten rodzaj barwników to głównie barwniki zanurzeniowe i mogą być stosowane razem z barwnikami dyspersyjnymi do szybkiego barwienia mieszanek poliestrowo-bawełnianych w jednej kąpieli.

Firma Sumitomo Corporation z Japonii zaproponowała zestaw metod barwienia odpowiednich dla barwników serii Sumifux Supra.Nazywa się to metodą barwienia LETfS.Ilość soli nieorganicznej użytej w tej metodzie to tylko 1/2 do 1/3 tradycyjnego procesu, a stosunek kąpieli może osiągnąć 1:10.I wprowadził na rynek serię barwników reaktywnych kompatybilnych z tym procesem.Ta seria barwników to barwniki heterobi-reaktywne złożone z monochloros-triazyny i siarczanu B-etylosulfonu.Ilość resztkowego barwnika w ściekach z farbowania tej serii barwników wynosi tylko 25% -30% zawartości barwnika w ogólnych ściekach z barwienia reaktywnego.Polecany do barwienia włókien Tencel.Wykazuje doskonałe właściwości aplikacyjne pod względem szybkości utrwalania, łatwego zmywania oraz różnych trwałości produktów barwionych.

Firma DyStar wprowadziła na rynek barwniki z serii RemazolEF nadające się do barwienia bezsolnego, których grupą aktywną jest głównie siarczan B-hydroksyetylosulfonu oraz wprowadziła przyjazny dla środowiska proces barwienia bezsolnego.Ilość użytej soli nieorganicznej wynosi 1/3 konwencjonalnego procesu.Proces barwienia jest skrócony.Ponadto system obejmuje szeroki zakres chromatogramów.Różne trzy kolory podstawowe można łączyć, aby uzyskać jasne kolory.Firma Clariant (Clariant) wprowadziła na rynek serię barwników reaktywnych DrimareneHF, głównie w 4 odmianach: DrimareneBlueHF-RL, 戡ownHF-2RL, NavyHF-G, RedHF-G, stosowanych do barwienia wyczerpującego i ciągłego włókien celulozowych, wydajność aplikacji I dobra trwałość.Szybkość utrwalania jest dość wysoka, niski stosunek soli i alkoholu.Neutralne utrwalanie, dobra zmywalność.

Niektóre nowo opracowane barwniki reaktywne mogą zwiększać bezpośredniość barwników poprzez zwiększanie objętości cząsteczek barwnika i zmniejszanie ilości soli nieorganicznych.Na przykład wprowadzenie grup mocznikowych może zwiększyć bezpośredniość grup aktywnych i zmniejszyć ilość soli nieorganicznych.Popraw wskaźnik fiksacji;istnieją również prekursory barwników poliazowych (takie jak trisazo, tetraazo) w celu zwiększenia bezpośredniości barwnika i osiągnięcia celu barwienia bez soli.Wysoki efekt zawady przestrzennej niektórych barwników w strukturze może również znacząco zmienić reaktywność grup reaktywnych barwników reaktywnych i ilość soli użytej do barwienia.Te efekty zawady przestrzennej polegają na ogół na wprowadzeniu podstawników alkilowych w różnych pozycjach matrycy barwnika.Ich podstawowe cechy strukturalne są podsumowywane przez uczonych w następujący sposób:

Pierwsza grupa aktywna SO: CH2CH: oSO3Na może znajdować się w pozycji meta lub para pierścienia benzenowego;

R3 może znajdować się w pozycji orto, inter lub para pierścienia benzenowego.Wzór strukturalny to reaktywne barwniki winylosulfonowe.

Różne podstawniki lub różne pozycje podstawienia na barwnikach mogą osiągnąć tę samą wartość barwienia w tych samych warunkach barwienia, ale ich ilości soli barwiących są całkiem różne.

Doskonałe barwniki reaktywne o niskiej zawartości soli muszą mieć następujące cechy: 1) Ilość soli używanej do barwienia jest znacznie zmniejszona;2) Barwienie w kąpieli barwiącej o niskim współczynniku kąpieli, stabilność kąpieli barwiącej;3) Dobra zmywalność.Skróć czas przetwarzania końcowego;4) Doskonała powtarzalność.W zakresie ulepszania barwników, oprócz wspomnianej wyżej poprawy struktury matrycy barwnika i rozsądnego łączenia grup aktywnych, niektórzy zsyntetyzowali tzw. kationowe barwniki reaktywne, które można barwić bez dodatku soli.Np. kationowe barwniki reaktywne o następującej strukturze:

Z powyższego wzoru widać, że ciało barwne jest połączone z aktywną grupą monochlorotriazyny.Czwartorzędowa grupa amoniowa pirydyny jest również przyłączona do pierścienia s-triazyny.Barwnik jest naładowany dodatnio, a czwartorzędowa grupa amoniowa jest grupą rozpuszczalną w wodzie.Ponieważ nie tylko nie ma odpychania ładunków między cząsteczkami barwnika a włóknem, ale także przyciągania ładunków dodatnich i ujemnych, barwnik łatwo zbliża się do powierzchni włókna i adsorbuje na barwionym włóknie.Obecność elektrolitów w roztworze barwiącym nie tylko nie wywoła efektu promowania barwnika, ale także osłabi przyciąganie między barwnikiem a włóknem, więc ten rodzaj barwienia barwnikiem można barwić bez dodawania elektrolitów do barwienia bez soli.Proces barwienia jest podobny do zwykłych barwników reaktywnych.W przypadku barwników reaktywnych z monochlorotriazyną węglan sodu jest nadal dodawany jako środek utrwalający.Temperatura utrwalania wynosi około 85 ℃.Szybkość wchłaniania barwnika może osiągnąć 90% do 94%, a szybkość utrwalania wynosi od 80% do 90%.Ma dobrą odporność na światło i odporność na pranie.Podobne kationowe barwniki reaktywne również opisywały stosowanie monofluoro-s-triazyny jako grupy aktywnej.Aktywność monofluoro-s-triazyny jest wyższa niż monochloro-s-triazyny.

Barwniki te można również barwić mieszankami bawełny/akrylu, a inne właściwości barwników (takie jak rozlewność i kompatybilność itp.) wymagają dalszych badań.Ale zapewnia nowy sposób barwienia włókien celulozowych bez użycia soli.