Happovärit, suoravärit ja reaktiiviset väriaineet ovat kaikki vesiliukoisia väriaineita.Tuotanto vuonna 2001 oli 30 000 tonnia, 20 000 tonnia ja 45 000 tonnia.Kotimaani väriaineyritykset ovat kuitenkin jo pitkään kiinnittäneet enemmän huomiota uusien rakennevärien kehittämiseen ja tutkimukseen, kun taas väriaineiden jälkikäsittelyn tutkimus on ollut suhteellisen heikkoa.Yleisesti käytettyjä vesiliukoisten väriaineiden standardointireagensseja ovat natriumsulfaatti (natriumsulfaatti), dekstriini, tärkkelysjohdannaiset, sakkaroosi, urea, naftaleeniformaldehydisulfonaatti jne. Nämä standardointireagenssit sekoitetaan alkuperäisen väriaineen kanssa suhteessa vaaditun vahvuuden saamiseksi. mutta ne eivät pysty vastaamaan paino- ja värjäysteollisuuden eri painatus- ja värjäysprosessien tarpeisiin.Vaikka edellä mainitut väriainelaimennusaineet ovat suhteellisen edullisia, niillä on huono kostuvuus ja vesiliukoisuus, mikä vaikeuttaa sopeutumista kansainvälisten markkinoiden tarpeisiin ja niitä voidaan viedä vain alkuperäisinä väriaineina.Siksi vesiliukoisten väriaineiden kaupallistamisessa väriaineiden kostuvuus ja vesiliukoisuus ovat kiireellisesti ratkaistava asia, ja vastaaviin lisäaineisiin on turvauduttava.

Väriaineen kostutuskäsittely
Yleisesti ottaen kostutus on pinnalla olevan nesteen (pitäisi olla kaasun) korvaamista toisella nesteellä.Erityisesti jauheen tai rakeisen rajapinnan tulisi olla kaasun ja kiinteän aineen rajapinta, ja kostutusprosessi tapahtuu, kun neste (vesi) korvaa kaasun hiukkasten pinnalla.Voidaan nähdä, että kostutus on fysikaalinen prosessi pinnalla olevien aineiden välillä.Väriaineen jälkikäsittelyssä kostutuksella on usein tärkeä rooli.Yleensä väriaine prosessoidaan kiinteään tilaan, kuten jauheeksi tai rakeeksi, joka on kasteltava käytön aikana.Siksi väriaineen kostuvuus vaikuttaa suoraan levitysvaikutukseen.Esimerkiksi liukenemisprosessin aikana väriaine on vaikea kostua ja kelluminen veden päällä ei ole toivottavaa.Nykyään värien laatuvaatimusten jatkuvan parantamisen myötä kostutustehosta on tullut yksi värien laadun mittausindikaattoreista.Veden pintaenergia on 72,75 mN/m lämpötilassa 20 ℃, mikä laskee lämpötilan noustessa, kun taas kiinteiden aineiden pintaenergia on periaatteessa muuttumaton, yleensä alle 100 mN/m.Yleensä metallit ja niiden oksidit, epäorgaaniset suolat jne. ovat helposti kostuvia Märkänä, jota kutsutaan korkeaksi pintaenergiaksi.Kiinteiden orgaanisten aineiden ja polymeerien pintaenergia on verrattavissa yleisten nesteiden pintaenergiaan, jota kutsutaan matalaksi pintaenergiaksi, mutta se muuttuu kiinteiden hiukkasten koon ja huokoisuusasteen mukaan.Mitä pienempi hiukkaskoko, sitä suurempi on huokoisen muodostumisen aste ja pinta Mitä suurempi energia, koko riippuu substraatista.Siksi väriaineen hiukkaskoon on oltava pieni.Kun väriaine on prosessoitu kaupallisella prosessoinnilla, kuten suolaamalla ja jauhamalla eri väliaineissa, väriaineen hiukkaskoko pienenee, kiteisyys vähenee ja kidefaasi muuttuu, mikä parantaa väriaineen pintaenergiaa ja helpottaa kostuttamista.

Happamien väriaineiden liukoisuuskäsittely
Pienen kylpysuhteen ja jatkuvan värjäyksen tekniikan avulla painamisen ja värjäyksen automaatioastetta on parannettu jatkuvasti.Automaattisten täyteaineiden ja tahnojen syntyminen ja nestemäisten väriaineiden käyttöönotto edellyttävät korkeapitoisuuksien ja erittäin stabiilien väriliuosten ja painopastan valmistusta.Kuitenkin happamien, reaktiivisten ja suorien väriaineiden liukoisuus kotimaisiin väriainetuotteisiin on vain noin 100 g/l, erityisesti happamissa väreissä.Jotkut lajikkeet ovat jopa vain noin 20g/l.Väriaineen liukoisuus liittyy väriaineen molekyylirakenteeseen.Mitä suurempi molekyylipaino ja mitä vähemmän sulfonihapporyhmiä, sitä pienempi liukoisuus;muuten mitä korkeampi.Lisäksi värien kaupallinen käsittely on erittäin tärkeää, mukaan lukien väriaineen kiteytysmenetelmä, jauhatusaste, hiukkaskoko, lisäaineiden lisääminen jne., jotka vaikuttavat väriaineen liukoisuuteen.Mitä helpommin väriaine ionisoituu, sitä paremmin se liukenee veteen.Perinteisten väriaineiden kaupallistaminen ja standardointi perustuu kuitenkin suureen määrään elektrolyyttejä, kuten natriumsulfaattia ja suolaa.Suuri määrä Na+:a vedessä vähentää väriaineen liukoisuutta veteen.Siksi vesiliukoisten väriaineiden liukoisuuden parantamiseksi älä lisää ensin elektrolyyttiä kaupallisiin väriaineisiin.

Lisäaineet ja liukoisuus
⑴ Alkoholiyhdiste ja urean apuliuotin
Koska vesiliukoiset väriaineet sisältävät tietyn määrän sulfonihapporyhmiä ja karboksyylihapporyhmiä, väripartikkelit hajoavat helposti vesiliuoksessa ja sisältävät tietyn määrän negatiivista varausta.Kun lisätään vetysidoksen muodostavan ryhmän sisältävä apuliuotin, väri-ionien pinnalle muodostuu hydratoituneiden ionien suojaava kerros, joka edistää väriainemolekyylien ionisaatiota ja liukenemista liukoisuuden parantamiseksi.Polyoleja, kuten dietyleeniglykolieetteriä, tiodietanolia, polyetyleeniglykolia jne. käytetään tavallisesti apuliuottimina vesiliukoisille väriaineille.Koska ne voivat muodostaa vetysidoksen väriaineen kanssa, väri-ionin pinta muodostaa suojaavan kerroksen hydratoituneista ioneista, mikä estää väriainemolekyylien aggregaatiota ja molekyylien välistä vuorovaikutusta sekä edistää väriaineen ionisaatiota ja dissosiaatiota.
⑵Ioniton pinta-aktiivinen aine
Tietyn ionittoman pinta-aktiivisen aineen lisääminen väriaineeseen voi heikentää väriainemolekyylien välistä ja molekyylien välistä sitoutumisvoimaa, kiihdyttää ionisaatiota ja saada väriainemolekyylit muodostamaan misellejä veteen, jonka dispergoituvuus on hyvä.Polaariset väriaineet muodostavat misellejä.Liukoisuutta lisäävät molekyylit muodostavat yhteensopivuusverkoston molekyylien välille liukoisuuden parantamiseksi, kuten polyoksietyleenieetteri tai esteri.Kuitenkin, jos apuliuotinmolekyylistä puuttuu vahva hydrofobinen ryhmä, dispergointi- ja liukoisuusvaikutus väriaineen muodostamaan miselliin on heikko, eikä liukoisuus kasva merkittävästi.Siksi yritä valita liuottimia, jotka sisältävät aromaattisia renkaita, jotka voivat muodostaa hydrofobisia sidoksia väriaineiden kanssa.Esimerkiksi alkyylifenolipolyoksietyleenieetteri, polyoksietyleenisorbitaaniesteriemulgointiaine ja muut, kuten polyalkyylifenyylifenolipolyoksietyleenieetteri.
⑶ lignosulfonaattidispergointiaine
dispergointiaineella on suuri vaikutus väriaineen liukoisuuteen.Hyvän dispergointiaineen valitseminen väriaineen rakenteen mukaan auttaa suuresti parantamaan väriaineen liukoisuutta.Vesiliukoisissa väriaineissa sillä on tietty rooli estämään keskinäistä adsorptiota (van der Waalsin voima) ja väriainemolekyylien aggregaatiota.Lignosulfonaatti on tehokkain dispergointiaine, ja siitä on tutkimuksia Kiinassa.
Dispersiovärien molekyylirakenne ei sisällä vahvoja hydrofiilisiä ryhmiä, vaan vain heikosti polaarisia ryhmiä, joten sillä on vain heikko hydrofiilisyys ja todellinen liukoisuus on hyvin pieni.Useimmat dispergoidut väriaineet liukenevat veteen vain 25 ℃ lämpötilassa.1-10 mg/l.
Dispergoitujen väriaineiden liukoisuus liittyy seuraaviin tekijöihin:
Molekyylirakenne
”Dispergoitujen väriaineiden liukoisuus veteen kasvaa, kun väriainemolekyylin hydrofobinen osa pienenee ja hydrofiilinen osa (polaaristen ryhmien laatu ja määrä) kasvaa.Toisin sanoen väriaineiden, joilla on suhteellisen pieni suhteellinen molekyylimassa ja heikompia polaarisia ryhmiä, kuten -OH ja -NH2, liukoisuus on suurempi.Väreillä, joilla on suurempi suhteellinen molekyylimassa ja vähemmän heikosti polaarisia ryhmiä, on suhteellisen alhainen liukoisuus.Esimerkiksi Disperse Red (I), sen M = 321, liukoisuus on alle 0,1 mg/l 25 ℃:ssa ja liukoisuus on 1,2 mg/l 80 ℃:ssa.Dispersiopunainen (II), M = 352, liukoisuus 25 ℃:ssa on 7,1 mg/l ja liukoisuus 80 ℃:ssa on 240 mg/l.
Dispersantti
Jauhemaisissa dispersioväreissä puhtaiden väriaineiden pitoisuus on yleensä 40-60 % ja loput ovat dispergointiaineita, pölynkestäviä aineita, suoja-aineita, natriumsulfaattia jne. Niistä dispergointiaineen osuus on suurempi.
Dispergointiaine (diffuusioaine) voi päällystää väriaineen hienojakoisia kiderakeita hydrofiilisiksi kolloidisiksi hiukkasiksi ja dispergoida sen stabiilisti veteen.Kriittisen misellipitoisuuden ylittymisen jälkeen muodostuu myös misellejä, jotka vähentävät osan pienistä värikiderakeista.Miselleihin liuenneena tapahtuu niin kutsuttu "solubilisaatio"-ilmiö, mikä lisää väriaineen liukoisuutta.Lisäksi mitä parempi dispergointiaineen laatu ja korkeampi pitoisuus, sitä suurempi on liukenemis- ja liukoisuusvaikutus.
On huomattava, että dispergointiaineen liukoisuusvaikutus erilaisiin rakenteellisiin dispersioväreihin on erilainen ja ero on erittäin suuri;dispergointiaineen liukoisuusvaikutus dispersioväreihin pienenee veden lämpötilan noustessa, mikä on täsmälleen sama kuin veden lämpötilan vaikutus dispersioväreihin.Liukoisuuden vaikutus on päinvastainen.
Kun dispersiovärin ja dispergointiaineen hydrofobiset kidehiukkaset muodostavat hydrofiilisiä kolloidisia hiukkasia, sen dispersion stabiilisuus paranee merkittävästi.Lisäksi näillä kolloidisilla väriainehiukkasilla on ”väriaineiden” rooli värjäysprosessin aikana.Koska sen jälkeen, kun kuitu absorboi liuenneessa tilassa olevat väriainemolekyylit, kolloidihiukkasiin "varastoitunut" väriaine vapautuu ajoissa, jotta väriaineen liukenemistasapaino säilyy.
Dispersion väriaineen tila dispersiossa
1-dispergoiva molekyyli
2-värikristalliitti (liukoisuus)
3-dispergoiva miselli
4-väriaine, yksi molekyyli (liuennut)
5-Väriainejyvä
6-dispergoiva lipofiilinen pohja
7-dispergoiva hydrofiilinen emäs
8-natrium-ioni (Na+)
9-värikristalliittiaggregaattia
Kuitenkin, jos väriaineen ja dispergointiaineen välinen "koheesio" on liian suuri, väriaineen yksittäisen molekyylin "tarjonta" jää jäljelle tai "tarjonta ylittää kysynnän" -ilmiö.Siksi se vähentää suoraan värjäysnopeutta ja tasapainottaa värjäysprosenttia, mikä johtaa hitaaseen värjäämiseen ja vaaleaan väriin.
Voidaan nähdä, että dispergointiaineita valittaessa ja käytettäessä ei tule huomioida vain väriaineen dispersiostabiilisuutta, vaan myös vaikutusta väriaineen väriin.
(3) Värjäysliuoksen lämpötila
Dispergoitujen väriaineiden liukoisuus veteen kasvaa veden lämpötilan noustessa.Esimerkiksi dispergoituneen keltaisen liukoisuus 80 °C:n veteen on 18 kertaa suurempi kuin 25 °C:ssa.Dispersipunaisen liukoisuus 80 °C:n veteen on 33 kertaa suurempi kuin 25 °C:ssa.Dispersisinisen liukoisuus 80 °C:n veteen on 37 kertaa suurempi kuin 25 °C:ssa.Jos veden lämpötila ylittää 100°C, dispersiovärien liukoisuus kasvaa entisestään.
Tässä on erityinen muistutus: tämä dispersiovärien liukenemisominaisuus tuo kätkettyjä vaaroja käytännön sovelluksiin.Esimerkiksi, kun väriaineliuosta kuumennetaan epätasaisesti, korkean lämpötilan värilipeä virtaa paikkaan, jossa lämpötila on alhainen.Kun veden lämpötila laskee, väriaineliuos ylikyllästyy ja liuennut väriaine saostuu, mikä aiheuttaa värikiderakeiden kasvua ja liukoisuuden heikkenemistä., Seurauksena väriaineen imeytymisen väheneminen.
(neljä) väriaineen kidemuoto
Joillakin dispersioväreillä on "isomorfismin" ilmiö.Toisin sanoen sama dispersioväriaine muodostaa valmistusprosessin erilaisesta dispersioteknologiasta johtuen useita kidemuotoja, kuten neuloja, sauvoja, hiutaleita, rakeita ja lohkoja.Levitysprosessissa, erityisesti värjättäessä 130°C:ssa, epästabiilimpi kidemuoto muuttuu stabiilimmaksi kidemuodoksi.
On syytä huomata, että vakaammalla kidemuodolla on suurempi liukoisuus ja vähemmän stabiililla kidemuodolla suhteellisesti vähemmän liukoisuutta.Tämä vaikuttaa suoraan värin imeytymisnopeuteen ja värin imeytymisprosenttiin.
(5) Partikkelikoko
Yleensä pienihiukkasilla väriaineilla on hyvä liukoisuus ja hyvä dispersion stabiilisuus.Väriaineilla, joissa on suuria hiukkasia, on heikompi liukoisuus ja suhteellisen huono dispersion stabiilisuus.
Tällä hetkellä kotimaisten dispersiovärien hiukkaskoko on yleensä 0,5 - 2,0 μm (Huomaa: kastovärjäyksen hiukkaskoko vaatii 0,5 - 1,0 μm).