Reaktiivisilla väriaineilla on kirkkaat värit ja täydelliset kromatogrammit. Se tunnetaan yksinkertaisesta sovelluksestaan, edullisista kustannuksistaan ​​ja erinomaisesta kestävyydestään. Erityisesti selluloosakuitujen viime vuosien kehityksen myötä reaktiivisista väriaineista on tullut tärkein väriaine selluloosakuitutekstiilien värjäyksessä.

Mutta reaktiivisten väriaineiden näkyvin ongelma on alhainen kulumisnopeus ja kiinnittymisnopeus. Perinteisessä selluloosakuidun värjäysprosessissa reaktiivisten väriaineiden värinoton ja kiinnittymisnopeuden parantamiseksi on lisättävä suuri määrä epäorgaanista suolaa (natriumkloridia tai natriumsulfaattia). Väriainerakenteesta ja väristä riippuen käytetty suolamäärä on yleensä 30-150 g/l. Vaikka paino- ja värjäysjätevesien orgaanisten yhdisteiden käsittelyssä on edistytty paljon, suuren määrän epäorgaanisten suolojen lisäämistä värjäysprosessissa ei voida käsitellä yksinkertaisilla fysikaalisilla ja biokemiallisilla menetelmillä.

Reaktiivisten väriaineiden ja suolattomien väriaineiden teknologian tutkimus

Ekologisesta näkökulmasta korkeasuolaisen paino- ja värjäysjätevesien päästäminen muuttaa suoraan jokien ja järvien veden laatua ja tuhoaa ekologista ympäristöä.
kuva
Korkea suolan läpäisevyys aiheuttaa maaperän suolaantumista jokien ja järvien ympärillä, mikä vähentää sadon satoa. Lyhyesti sanottuna suurten epäorgaanisten suolojen käyttöä ei voida hajottaa eikä kierrättää, ja samalla sillä on suuri negatiivinen vaikutus veden laatuun ja maaperään. Tämän pohjalta tässä artikkelissa tarkastellaan suolattoman värjäystekniikan viimeaikaista tutkimuskehitystä ja tarkastellaan systemaattisesti vähän suolaa sisältävien reaktiivisten väriaineiden, oksastusteknologian ja silloitustekniikan rakenteellisia muutoksia.

Reaktiiviset väriaineet suolattomaan värjäykseen

Reaktiivisten väriaineiden erinomaisia ​​ominaisuuksia ovat pieni molekyylirakenne, hyvä hydrofiilisyys ja kelluvan värin helppo huuhtelu kiinnityksen jälkeen. Tämä on tärkeä innovaatio väriainemolekyylien suunnittelussa. Mutta tämä aiheuttaa myös värin kulumisnopeuden ja kiinnittymisasteen alhaisen, ja värjäyksen aikana on lisättävä suuri määrä suolaa. Se johtaa suuren määrän suolaisen jäteveden ja väriaineiden häviämiseen, mikä lisää jäteveden käsittelyn kustannuksia. Ympäristön saastuminen on vakavaa. Jotkut väriaineyritykset alkoivat kiinnittää huomiota väriaineiden esiasteiden ja reaktiivisten ryhmien seulomiseen ja parantamiseen sekä kehittää reaktiivisia värejä vähäsuolaiseen värjäykseen. Ciban lanseeraama CibacronLs on eräänlainen vähäsuolainen värjäysväri, joka yhdistää eri aktiivisia ryhmiä. Tämän väriaineen ominaisuus on, että värjäyksessä käytetyn suolan määrä on 1/4 - 1/2 yleisten reaktiivisten väriaineiden määrästä. Se ei ole herkkä kylpysuhteen muutoksille ja sillä on hyvä toistettavuus. Tämäntyyppiset väriaineet ovat pääasiassa kastovärjäyksiä, ja niitä voidaan käyttää yhdessä dispersiovärien kanssa polyesteri/puuvilla-sekoitusten nopeaan yhden kylvyn värjäykseen.

Japanilainen Sumitomo Corporation ehdotti sarjaa värjäysmenetelmiä, jotka sopivat Sumifux Supra -sarjan väreihin. Sitä kutsutaan LETfS-värjäysmenetelmäksi. Tässä menetelmässä käytetyn epäorgaanisen suolan määrä on vain 1/2 - 1/3 perinteisestä prosessista, ja kylpysuhde voi olla 1:10. Ja lanseerasi sarjan prosessin kanssa yhteensopivia reaktiivisia väriaineita. Tämä väriainesarja on heterobireaktiivisia väriaineita, jotka koostuvat monoklooritriatsiinista ja B-etyylisulfonisulfaatista. Tämän sarjan väriainesarjan värjäysjäteveden jäännösvärimäärä on vain 25–30 % yleisen reaktiivisen värjäysjäteveden väriainepitoisuudesta. Sitä suositellaan Tencel-kuitujen värjäykseen. Se osoittaa erinomaisen suorituskyvyn kiinnittymisnopeuden, helpon pesun ja värjättyjen tuotteiden erilaisten kestävyyksien suhteen.

DyStar-yhtiö toi markkinoille suolattomaan värjäykseen soveltuvat RemazolEF-sarjan värit, aktiivinen ryhmä pääasiassa B-hydroksietyylisulfonisulfaatti, ja lanseerasi ympäristöystävällisen suolattoman värjäysprosessin. Käytetty epäorgaanisen suolan määrä on 1/3 tavanomaisesta menetelmästä. Värjäysprosessi lyhenee. Lisäksi järjestelmä kattaa laajan valikoiman kromatogrammeja. Useita kolmea pääväriä voidaan yhdistää kirkkaiden värien saamiseksi. Clariant (Clariant) -yhtiö lanseerasi DrimareneHF-sarjan reaktiivisia väriaineita, pääasiassa neljässä lajikkeessa: DrimareneBlueHF-RL, 戡ownHF-2RL, NavyHF-G, RedHF-G, käytetään umpivärjäykseen ja selluloosakuitujen jatkuvaan värjäämiseen, levitysteho Ja hyvä nopeutta. Kiinnitysaste on melko korkea, suolan ja nesteen suhde alhainen. Neutraali kiinnitys, hyvä pestävä.

Jotkut äskettäin kehitetyt reaktiiviset väriaineet voivat lisätä väriaineiden suoraa lisäämällä värimolekyylien tilavuutta ja vähentämällä epäorgaanisten suolojen määrää. Esimerkiksi urearyhmien lisääminen voi lisätä aktiivisten ryhmien suoruutta ja vähentää epäorgaanisten suolojen määrää. Paranna kiinnityssuhdetta; on myös polyatsoväriaineiden esiasteita (kuten trisatso, tetraatso) lisäämään väriaineen suoraa ja saavuttamaan suolattoman värjäyksen tarkoitus. Joidenkin väriaineiden suuri steerinen estovaikutus rakenteessa voi myös muuttaa merkittävästi reaktiivisten väriaineiden reaktiivisten ryhmien reaktiivisuutta ja värjäyksessä käytetyn suolan määrää. Nämä steeriset estovaikutukset ovat yleensä alkyylisubstituenttien lisääminen värimatriisin eri kohtiin. Tutkijat tiivistävät niiden rakenteelliset perusominaisuudet seuraavasti:

Aktiivinen ryhmä yksi SO: CH2CH: oS03Na voi olla bentseenirenkaan meta- tai para-asemassa;

R3 voi olla bentseenirenkaan orto-, inter- tai para-asemassa. Rakennekaava on vinyylisulfonireaktiiviset väriaineet.

Eri substituentit tai erilaiset substituutioasemat väriaineissa voivat saavuttaa saman värjäysarvon samoissa värjäysolosuhteissa, mutta niiden värjäyssuolamäärät ovat melko erilaisia.

Erinomaisilla vähäsuolaisilla reaktiivisilla väriaineilla on oltava seuraavat ominaisuudet: 1) Värjäykseen käytetyn suolan määrä vähenee huomattavasti; 2) Värjäys alhaisen kylpysuhteen värikylvyssä, värjäyskylvyn stabiilisuus; 3) Hyvä pesukyky. Vähennä jälkikäsittelyaikaa; 4) Erinomainen toistettavuus. Värinparannuksessa edellä mainitun väriainematriisirakenteen parantamisen ja aktiivisten ryhmien järkevän yhdistämisen lisäksi jotkut ovat syntetisoineet ns. kationisia reaktiivisia väriaineita, jotka voidaan värjätä ilman suolan lisäämistä. Esim. seuraavan rakenteen omaavat kationiset reaktiiviset väriaineet:

Yllä olevasta kaavasta voidaan nähdä, että värikappale on kytketty monokloori-triatsiinin aktiiviseen ryhmään. Pyridiinin kvaternäärinen ammoniumryhmä on myös kiinnittynyt s-triatsiinirenkaaseen. Väriaine on positiivisesti varautunut ja kvaternäärinen ammoniumryhmä on vesiliukoinen ryhmä. Koska väriainemolekyylien ja kuidun välillä ei ole vain varauksen hylkimistä, vaan myös positiivisten ja negatiivisten varausten vetovoima, väriaine on helppo lähestyä kuidun pintaa ja adsorboitua värjättyyn kuituun. Elektrolyyttien läsnäolo värjäysliuoksessa ei ainoastaan ​​tuota väriä edistävää vaikutusta, vaan myös heikentää väriaineen ja kuidun välistä vetovoimaa, joten tämän tyyppinen väriainevärjäys voidaan värjätä lisäämättä elektrolyyttejä suolattomaan värjäämiseen. Värjäysprosessi on samanlainen kuin tavallisten reaktiivisten väriaineiden. Monokloori-triatsiinireaktiivisissa väriaineissa natriumkarbonaattia lisätään edelleen kiinnitysaineena. Kiinnityslämpötila on noin 85 ℃. Väriaineen imeytymisaste voi olla 90-94%, ja kiinnitysaste on 80-90%. Sillä on hyvä valonkesto ja pesunkesto. Samanlaiset kationiset reaktiiviset väriaineet ovat myös raportoineet käyttävänsä monofluori-s-triatsiinia aktiivisena ryhmänä. Monofluori-s-triatsiinin aktiivisuus on suurempi kuin monokloori-s-triatsiinin.

Näitä väriaineita voidaan värjätä myös puuvilla/akryyliseoksilla, ja muita väriaineiden ominaisuuksia (kuten tasoitus ja yhteensopivuus jne.) on tutkittava edelleen. Mutta se tarjoaa selluloosakuidulle uuden tavan suorittaa suolatonta värjäystä.