Coloranții reactivi au culori strălucitoare și cromatograme complete. Sunt cunoscuți pentru aplicarea lor simplă, costul redus și rezistența excelentă. În special odată cu dezvoltarea fibrelor de celuloză în ultimii ani, coloranții reactivi au devenit cel mai important tip de colorant pentru vopsirea textilelor din fibre de celuloză.

Însă cea mai importantă problemă a coloranților reactivi este rata scăzută de epuizare și rata de fixare. În procesul tradițional de vopsire a fibrei de celuloză, pentru a îmbunătăți absorbția și rata de fixare a coloranților reactivi, trebuie adăugată o cantitate mare de sare anorganică (clorură de sodiu sau sulfat de sodiu). În funcție de structura și culoarea colorantului, cantitatea de sare utilizată este în general de 30 până la 150 g/l. Deși s-au înregistrat progrese semnificative în tratarea compușilor organici din apele reziduale de la imprimare și vopsire, adăugarea unei cantități mari de săruri anorganice în procesul de vopsire nu poate fi tratată prin metode fizice și biochimice simple.

Cercetări privind tehnologia coloranților reactivi și a coloranților fără sare

Dintr-o perspectivă ecologică, deversarea apelor uzate cu salinitate ridicată de la imprimare și vopsire modifică direct calitatea apei din râuri și lacuri și distruge mediul ecologic.
imagine
Permeabilitatea ridicată a sării va provoca salinizarea solului din jurul râurilor și lacurilor, reducând randamentul culturilor. Pe scurt, utilizarea unei cantități mari de săruri anorganice nu poate fi nici degradată, nici reciclată și, în același timp, are un impact negativ semnificativ asupra calității apei și a solului. Pe baza acestui fapt, acest articol analizează progresele recente ale cercetărilor în domeniul tehnologiei de vopsire fără sare și discută sistematic modificările structurale ale coloranților reactivi cu conținut scăzut de sare, ale tehnologiei de altoire și ale tehnologiei de reticulare.

Coloranți reactivi pentru vopsire fără sare

Caracteristicile remarcabile ale coloranților reactivi sunt structura moleculară mică, hidrofilicitatea bună și spălarea ușoară a culorii plutitoare după fixare. Aceasta este o inovație importantă în proiectarea moleculelor de colorant. Dar acest lucru face ca rata de epuizare a colorantului și rata de fixare să fie scăzute, iar în timpul vopsirii este necesară adăugarea unei cantități mari de sare. Acest lucru duce la pierderea unei cantități mari de ape uzate sărate și coloranți, crescând astfel costul epurării apelor uzate. Poluarea mediului este gravă. Unele companii de coloranți au început să acorde atenție screening-ului și îmbunătățirii precursorilor de coloranți și a grupurilor reactive și să dezvolte coloranți reactivi pentru vopsirea cu conținut scăzut de sare. Cibacron lansat de Ciba este un tip de coloranți cu conținut scăzut de sare care utilizează diferite grupe active pentru a se combina. Caracteristica acestui colorant este că cantitatea de sare utilizată în vopsire este de 1/4 până la 1/2 din cea a coloranților reactivi generali. Nu este sensibil la modificările raportului de baie și are o reproductibilitate bună. Acest tip de coloranți se utilizează în principal prin imersare și poate fi utilizat împreună cu coloranți dispersați pentru vopsirea rapidă într-o singură baie a amestecurilor de poliester/bumbac.

Corporația Sumitomo din Japonia a propus un set de metode de vopsire potrivite pentru coloranții din seria Sumifux Supra. Aceasta se numește metoda de colorare LETfS. Cantitatea de sare anorganică utilizată în această metodă este de doar 1/2 până la 1/3 din procesul tradițional, iar raportul băii poate ajunge la 1:10. Și a lansat o serie de coloranți reactivi compatibili cu acest proces. Această serie de coloranți sunt coloranți heterobi-reactivi compuși din monocloros-triazină și sulfat de B-etilsulfonă. Cantitatea de colorant rezidual din apele uzate de vopsire a acestei serii de coloranți este de doar 25%-30% din conținutul de colorant din apele uzate de vopsire reactivă generală. Este recomandată pentru vopsirea fibrelor Tencel. Prezintă performanțe excelente de aplicare în ceea ce privește rata de fixare, spălarea ușoară și diferitele rezistențe ale produselor vopsite.

Compania DyStar a lansat seria de coloranți RemazolEF, potriviți pentru vopsirea fără săruri, grupul activ fiind în principal sulfatul de B-hidroxietil sulfonă, și a lansat un proces de vopsire fără săruri ecologic. Cantitatea de sare anorganică utilizată este de 1/3 din procesul convențional. Procesul de vopsire este scurtat. În plus, sistemul acoperă o gamă largă de cromatograme. O varietate de trei culori primare pot fi combinate pentru a obține culori strălucitoare. Compania Clariant (Clariant) a lansat seria de coloranți reactivi DrimareneHF, în principal în 4 varietăți: DrimareneBlueHF-RL, NavyHF-2RL, NavyHF-G, RedHF-G, utilizați pentru vopsirea prin epuizare și vopsirea continuă a fibrelor de celuloză, cu performanțe de aplicare și rezistență bună. Rata de fixare este destul de mare, raportul de sare și lichid scăzut. Fixare neutră, lavabilitate bună.

Unii coloranți reactivi nou dezvoltați pot crește direcția coloranților prin creșterea volumului moleculelor de colorant și reducerea cantității de săruri anorganice. De exemplu, introducerea grupărilor uree poate crește direcția grupărilor active și poate reduce cantitatea de săruri anorganice. Îmbunătățește rata de fixare; există, de asemenea, precursori de coloranți poliazoici (cum ar fi trisazo, tetraazo) pentru a crește direcția colorantului și a atinge scopul vopsirii fără săruri. Efectul de împiedicare sterică ridicat al unor coloranți în structură poate, de asemenea, modifica semnificativ reactivitatea grupărilor reactive ale coloranților reactivi și cantitatea de sare utilizată în vopsire. Aceste efecte de împiedicare sterică constau, în general, în introducerea substituenților alchil în diferite poziții pe matricea colorantului. Caracteristicile lor structurale de bază sunt rezumate de cercetători după cum urmează:

Grupa activă unu SO: CH2CH: oS03Na poate fi în poziția meta sau para a inelului benzenic;

R3 poate fi în poziția orto, inter sau para a ciclului benzenic. Formula structurală este coloranți reactivi la vinil sulfonă.

Substituenți diferiți sau poziții de substituție diferite pe coloranți pot obține aceeași valoare de colorare în aceleași condiții de colorare, dar cantitățile de sare de colorare ale acestora sunt destul de diferite.

Coloranții reactivi excelenți cu conținut scăzut de sare trebuie să aibă următoarele caracteristici: 1) Cantitatea de sare utilizată în vopsire este mult redusă; 2) Vopsirea într-o baie de vopsire cu raport de baie scăzut, stabilitatea băii de vopsire; 3) Lavabilitate bună. Reducerea timpului de post-procesare; 4) Reproductibilitate excelentă. În ceea ce privește îmbunătățirea colorantului, pe lângă îmbunătățirea menționată mai sus a structurii matricei de colorant și combinarea rezonabilă a grupurilor active, unii au sintetizat așa-numiții coloranți reactivi cationici, care pot fi vopsiți fără adăugarea de sare. De exemplu, coloranți reactivi cationici cu următoarea structură:

Din formula de mai sus se poate observa că corpul colorat este conectat la gruparea activă a monocloro-triazinei. O grupare cuaternară de amoniu piridinic este, de asemenea, atașată la inelul s-triazină. Colorantul este încărcat pozitiv, iar gruparea cuaternară de amoniu este o grupare solubilă în apă. Deoarece nu există doar repulsie de sarcină între moleculele de colorant și fibră, ci și atracție între sarcini pozitive și negative, colorantul se apropie ușor de suprafața fibrei și se adsorbe pe fibra vopsită. Prezența electroliților în soluția de vopsire nu numai că nu va produce efectul de promovare a colorantului, dar va slăbi și atracția dintre colorant și fibră, astfel încât acest tip de vopsire cu colorant poate fi vopsit fără adăugarea de electroliți pentru vopsire fără sare. Procesul de vopsire este similar cu cel al coloranților reactivi obișnuiți. Pentru coloranții reactivi monocloros-triazinici, se adaugă în continuare carbonat de sodiu ca agent de fixare. Temperatura de fixare este de aproximativ 85 ℃. Rata de absorbție a colorantului poate ajunge la 90% până la 94%, iar rata de fixare este de 80% până la 90%. Are o rezistență bună la lumină și la spălare. Coloranți cationici reactivi similari au fost raportați și folosind monofluoro-s-triazina ca grup activ. Activitatea monofluoro-s-triazinei este mai mare decât cea a monocloro-s-triazinei.

Acești coloranți pot fi vopsiți și în amestecuri de bumbac/acrilic, iar alte proprietăți ale coloranților (cum ar fi nivelarea și compatibilitatea etc.) trebuie studiate în continuare. Însă oferă o nouă modalitate pentru fibra de celuloză de a realiza vopsirea fără sare.