Reaktivna barvila imajo svetle barve in popolne kromatograme. Znan je po enostavni uporabi, nizki ceni in odlični obstojnosti. Zlasti z razvojem celuloznih vlaken v zadnjih letih so reaktivna barvila postala najpomembnejša vrsta barvila za barvanje tekstila iz celuloznih vlaken.

Najpomembnejša težava reaktivnih barvil pa je nizka stopnja izčrpanja in stopnja fiksacije. Pri tradicionalnem postopku barvanja celuloznih vlaken je treba za izboljšanje vnosa barvila in hitrosti fiksacije reaktivnih barvil dodati veliko količino anorganske soli (natrijev klorid ali natrijev sulfat). Količina uporabljene soli je običajno od 30 do 150 g/l, odvisno od strukture in barve barvila. Čeprav je bil dosežen velik napredek pri čiščenju organskih spojin v odpadnih vodah tiskanja in barvanja, dodajanja velike količine anorganskih soli v procesu barvanja ni mogoče obravnavati s preprostimi fizikalnimi in biokemičnimi metodami.

Raziskave tehnologije reaktivnih barvil in barvil brez soli

Z ekološkega vidika izpust odpadne vode tiskanja in barvanja z visoko slanostjo neposredno spreminja kakovost vode rek in jezer ter uničuje ekološko okolje.
slika
Visoka prepustnost soli bo povzročila zasoljevanje tal okoli rek in jezer, kar bo zmanjšalo pridelek poljščin. Skratka, uporaba velike količine anorganskih soli se ne da niti razgraditi niti reciklirati, hkrati pa ima velik negativen vpliv na kakovost vode in tal. Na podlagi tega ta članek pregleduje nedavni napredek raziskav tehnologije barvanja brez soli in sistematično obravnava strukturne spremembe barvil z nizko vsebnostjo soli, tehnologijo cepljenja in tehnologijo navzkrižnega povezovanja.

Reaktivna barvila za barvanje brez soli

Izjemne lastnosti reaktivnih barvil so majhna molekularna struktura, dobra hidrofilnost in enostavno izpiranje plavajoče barve po fiksaciji. To je pomembna novost pri oblikovanju molekul barvil. Toda to tudi povzroči, da sta stopnja izčrpanosti barvila in stopnja fiksacije nizki, med barvanjem pa je treba dodati veliko količino soli. Privede do izgube velike količine slane odpadne vode in barvil, s čimer se povečajo stroški čiščenja odpadne vode. Onesnaženost okolja je resna. Nekatera podjetja za barvila so začela posvečati pozornost presejanju in izboljšanju predhodnikov barvil in reaktivnih skupin ter razvijati reaktivna barvila za barvanje z nizko vsebnostjo soli. CibacronL, ki ga je lansirala Ciba, je vrsta barvil za barvanje z nizko vsebnostjo soli, ki za kombiniranje uporabljajo različne aktivne skupine. Značilnost tega barvila je, da je količina soli, uporabljene pri barvanju, 1/4 do 1/2 količine običajnih reaktivnih barvil. Ni občutljiv na spremembe kopeli in ima dobro ponovljivost. Ta vrsta barvil se večinoma uporablja za barvanje s potapljanjem in se lahko uporablja skupaj z disperznimi barvili za hitro barvanje v eni kopeli mešanic poliestra/bombaža.

Japonska korporacija Sumitomo je predlagala nabor metod barvanja, primernih za barvila serije Sumifux Supra. Imenuje se metoda barvanja LETfS. Količina anorganske soli, uporabljene pri tej metodi, je le 1/2 do 1/3 tradicionalnega postopka, razmerje kopeli pa lahko doseže 1:10. In lansiral serijo reaktivnih barvil, združljivih s postopkom. Ta serija barvil so heterobi-reaktivna barvila, sestavljena iz monokloros-triazina in B-etilsulfon sulfata. Količina ostanka barvila v odpadni vodi za barvanje te serije barvil je le 25 %-30 % vsebnosti barvila v splošni reaktivni odpadni vodi za barvanje. Priporoča se za barvanje Tencel vlaken. Kaže odlično zmogljivost nanosa v smislu stopnje fiksacije, enostavnega pranja in različne obstojnosti barvanih izdelkov.

Podjetje DyStar je lansiralo serijo barvil RemazolEF, primernih za barvanje brez soli, aktivna skupina je predvsem B-hidroksietil sulfon sulfat, in lansiralo okolju prijazen postopek barvanja brez soli. Količina uporabljene anorganske soli je 1/3 običajnega postopka. Postopek barvanja se skrajša. Poleg tega sistem pokriva široko paleto kromatogramov. Različne tri osnovne barve je mogoče kombinirati, da dobite svetle barve. Podjetje Clariant (Clariant) je lansiralo serijo reaktivnih barvil DrimareneHF, večinoma v 4 različicah: DrimareneBlueHF-RL, 戡ownHF-2RL, NavyHF-G, RedHF-G, ki se uporabljajo za izčrpano barvanje in neprekinjeno barvanje celuloznih vlaken, učinkovitost uporabe in dobro obstojnost. Stopnja fiksacije je precej visoka, nizko razmerje soli in tekočine. Nevtralna fiksacija, dobra pralnost.

Nekatera na novo razvita reaktivna barvila lahko povečajo direktnost barvil s povečanjem volumna molekul barvila in zmanjšajo količino anorganskih soli. Na primer, uvedba sečninskih skupin lahko poveča neposrednost aktivnih skupin in zmanjša količino anorganskih soli. Izboljšajte stopnjo fiksacije; obstajajo tudi prekurzorji poliazo barvil (kot so trisazo, tetraazo) za povečanje direktnosti barvila in doseganje namena barvanja brez soli. Visok sterični učinek nekaterih barvil v strukturi lahko bistveno spremeni tudi reaktivnost reaktivnih skupin reaktivnih barvil in količino soli, uporabljene pri barvanju. Ti učinki sterične ovire so na splošno uvedba alkilnih substituentov na različnih mestih v matrici barvila. Njihove osnovne strukturne značilnosti znanstveniki povzemajo takole:

Aktivna skupina ena SO: CH2CH: oS03Na je lahko v meta ali para položaju benzenskega obroča;

R3 je lahko v orto, inter ali para položaju benzenskega obroča. Strukturna formula je vinil sulfonska reaktivna barvila.

Različni substituenti ali različni substitucijski položaji na barvilih lahko dosežejo enako vrednost barvanja pri enakih pogojih barvanja, vendar so njihove količine soli za barvanje precej različne.

Odlična barvila z nizko vsebnostjo soli morajo imeti naslednje značilnosti: 1) Količina soli, uporabljene pri barvanju, je močno zmanjšana; 2) Barvanje v kopeli z nizkim razmerjem kopeli, stabilnost kopeli za barvanje; 3) Dobra pralnost. Zmanjšajte čas naknadne obdelave; 4) Odlična ponovljivost. Kar zadeva izboljšanje barvila, so nekateri ljudje poleg zgoraj omenjenega izboljšanja strukture matrice barvila in razumne kombinacije aktivnih skupin sintetizirali tako imenovana kationska reaktivna barvila, ki jih je mogoče barvati brez dodajanja soli. Npr. kationska reaktivna barvila naslednje strukture:

Iz zgornje formule je razvidno, da je barvno telo povezano z aktivno skupino monokloro-triazina. Na s-triazinski obroč je vezana tudi piridinska kvarterna amonijeva skupina. Barvilo je pozitivno nabito in kvartarna amonijeva skupina je vodotopna skupina. Ker ni samo odbijanja naboja med molekulami barvila in vlaknom, temveč tudi privlačnost pozitivnih in negativnih nabojev, se barvilo zlahka približa površini vlakna in se adsorbira na obarvano vlakno. Prisotnost elektrolitov v raztopini za barvanje ne samo, da ne povzroči učinka pospeševanja barvila, ampak tudi oslabi privlačnost med barvilom in vlaknom, zato je to vrsto barvanja z barvilom mogoče barvati brez dodajanja elektrolitov za barvanje brez soli. Postopek barvanja je podoben navadnim reaktivnim barvilom. Za monokloros-triazin reaktivna barvila je še vedno dodan natrijev karbonat kot fiksirno sredstvo. Temperatura fiksiranja je okoli 85 ℃. Stopnja vnosa barvila lahko doseže 90 % do 94 %, stopnja fiksacije pa 80 % do 90 %. Ima dobro odpornost na svetlobo in pranje. Podobna kationska reaktivna barvila so poročala tudi o uporabi monofluoro-s-triazina kot aktivne skupine. Aktivnost monofluoro-s-triazina je višja od aktivnosti monokloro-s-triazina.

Ta barvila je mogoče barvati tudi v mešanicah bombaža/akrila, druge lastnosti barvil (kot so izravnava in združljivost itd.) pa je treba dodatno preučiti. Zagotavlja pa nov način za barvanje celuloznih vlaken brez soli.