Reaktiivisilla väriaineilla on erittäin hyvä vesiliukoisuus. Reaktiiviset värit perustuvat pääasiassa väriainemolekyylin sulfonihapporyhmään liukeneessaan veteen. Meso-lämpötilareaktiivisille vinyylisulfoniryhmiä sisältäville väriaineille sulfonihapporyhmän lisäksi β-etyylisulfonyylisulfaatti on myös erittäin hyvä liukeneva ryhmä.

Vesiliuoksessa sulfonihapporyhmän ja -etyylisulfonisulfaattiryhmän natriumionit käyvät läpi hydraatioreaktion, jolloin väriaine muodostaa anionin ja liukenee veteen. Reaktiivisen väriaineen värjäys riippuu kuituun värjättävän väriaineen anionista.

Reaktiivisten väriaineiden liukoisuus on yli 100 g/l, useimpien väriaineiden liukoisuus on 200-400 g/l ja joidenkin väriaineiden liukoisuus voi olla jopa 450 g/l. Värjäysprosessin aikana väriaineen liukoisuus kuitenkin heikkenee eri syistä johtuen (tai jopa täysin liukenematon). Kun väriaineen liukoisuus heikkenee, osa väriaineesta muuttuu yhdestä vapaasta anionista hiukkasiksi johtuen suuresta hiukkasten välisestä varauksen hylkimisestä. Väheneminen, hiukkaset ja hiukkaset vetävät toisiaan puoleensa muodostaen agglomeraatiota. Tällainen agglomeroituminen kerää ensin väripartikkelit agglomeraatteiksi, sitten muuttuu agglomeraateiksi ja lopulta flokkeiksi. Vaikka hiutaleet ovat eräänlainen löysä kokoonpano, niiden vuoksi positiivisista ja negatiivisista varauksista muodostuva ympäröivä sähköinen kaksoiskerros on yleensä vaikea hajottaa leikkausvoiman vaikutuksesta väriaineliuoksen kiertäessä, ja flokit on helppo saostaa kankaalle, aiheuttaa pinnan värjäytymistä tai värjäytymistä.

Kun väriaineessa on tällainen agglomeroituminen, värinkesto heikkenee merkittävästi ja samalla se aiheuttaa eriasteisia tahroja, tahroja ja tahroja. Joidenkin väriaineiden osalta flokkulaatio kiihdyttää kokoonpanoa edelleen väriliuoksen leikkausvoiman alaisena, mikä aiheuttaa kuivumista ja suolaamista. Kun suolaaminen tapahtuu, värjätty väri muuttuu erittäin vaaleaksi tai jopa värjäytymättömäksi, vaikka se olisi värjätty, siitä tulee vakavia väritahroja ja tahroja.

Väriaineiden aggregoitumisen syyt

Suurin syy on elektrolyytti. Värjäysprosessissa pääelektrolyytti on väriaineen kiihdytin (natriumsuola ja suola). Väriaineen kiihdytin sisältää natriumioneja, ja natriumionien ekvivalentti väriainemolekyylissä on paljon pienempi kuin väriaineen kiihdytin. Natrium-ionien ekvivalenttimäärä, värikiihdyttimen normaali pitoisuus normaalissa värjäysprosessissa ei juurikaan vaikuta väriaineen liukoisuuteen värikylvyssä.

Kuitenkin, kun värikiihdyttimen määrä kasvaa, natriumionien pitoisuus liuoksessa kasvaa vastaavasti. Ylimääräiset natriumionit estävät natriumionien ionisoitumista väriainemolekyylin liukenevassa ryhmässä, mikä vähentää väriaineen liukoisuutta. Yli 200 g/l jälkeen useimmilla väriaineilla on erilainen aggregaatioaste. Kun värikiihdyttimen pitoisuus ylittää 250 g/l, aggregaatioaste voimistuu muodostaen ensin agglomeraatteja ja sitten väriliuoksessa. Agglomeraatteja ja hiutaleita muodostuu nopeasti, ja jotkin heikosti liukenevat väriaineet suolautuvat osittain pois tai jopa dehydratoituvat. Väriaineilla, joilla on erilaiset molekyylirakenteet, on erilaiset agglomeraatiota estävät ja suolanpoistonkestävyysominaisuudet. Mitä pienempi liukoisuus, sitä agglomeraatiota estävät ja suolaa sietävät ominaisuudet. Mitä huonompi analyyttinen suorituskyky.

Väriaineen liukoisuuden määrää pääasiassa väriainemolekyylissä olevien sulfonihapporyhmien lukumäärä ja β-etyylisulfonisulfaattien lukumäärä. Samanaikaisesti mitä suurempi väriainemolekyylin hydrofiilisyys on, sitä suurempi on liukoisuus ja sitä pienempi hydrofiilisyys. Mitä pienempi liukoisuus. (Esimerkiksi atsorakenteen omaavat värit ovat hydrofiilisempiä kuin heterosyklisen rakenteen omaavat värit.) Lisäksi mitä suurempi on väriaineen molekyylirakenne, sitä pienempi liukoisuus ja mitä pienempi molekyylirakenne, sitä suurempi liukoisuus.

Reaktiivisten väriaineiden liukoisuus
Se voidaan jakaa karkeasti neljään luokkaan:

Luokka A, dietyylisulfonisulfaattia (eli vinyylisulfonia) ja kolmea reaktiivista ryhmää (monokloori-triatsiini + divinyylisulfoni) sisältävät väriaineet, kuten Yuan Qing B, Navy GG, Navy RGB, Golden: RNL ja kaikki reaktiiviset mustat, ovat liukenevia. sekoittamalla Yuanqing B:tä, kolmen reaktiivisen ryhmän väriaineita, kuten ED-tyyppiä, Ciba s -tyyppiä jne. Näiden väriaineiden liukoisuus on pääosin noin 400 g/l.

Luokka B, heterobireaktiivisia ryhmiä sisältävät väriaineet (monokloori-triatsiini+vinyylisulfoni), kuten keltainen 3RS, punainen 3BS, punainen 6B, punainen GWF, RR kolme pääväriä, RGB kolme pääväriä jne. Niiden liukoisuus perustuu 200-300 grammaan Metaesterin liukoisuus on korkeampi kuin paraesterin.

Tyyppi C: Tummansininen, joka on myös heterobireaktiivinen ryhmä: BF, laivastonsininen 3GF, tummansininen 2GFN, punainen RBN, punainen F2B jne. Vähemmän sulfonihapporyhmiä tai suuremman molekyylipainon vuoksi sen liukoisuus on myös alhainen, vain 100 -200 g / nousu. Luokka D: Väriaineet, joissa on monovinyylisulfoniryhmä ja heterosyklinen rakenne, joilla on pienin liukoisuus, kuten kirkkaansininen KN-R, turkoosinsininen G, kirkkaan keltainen 4GL, violetti 5R, sininen BRF, briljanttioranssi F2R, briljanpunainen F2G jne. Tämän tyyppisen väriaineen määrä on vain noin 100 g/l. Tämäntyyppinen väriaine on erityisen herkkä elektrolyyteille. Kun tämäntyyppinen väriaine on agglomeroitunut, sen ei tarvitse edes käydä läpi flokkulaatioprosessia, suoraan suolaamista.

Normaalissa värjäysprosessissa värinkiihdyttimen enimmäismäärä on 80 g/l. Vain tummat värit vaativat näin suuren pitoisuuden värinkiihdytintä. Kun väriainepitoisuus värjäyskylvyssä on alle 10 g/l, useimmilla reaktiivisilla väriaineilla on edelleen hyvä liukoisuus tässä pitoisuudessa, eivätkä ne aggregoidu. Mutta ongelma on altaassa. Normaalin värjäysprosessin mukaan väriaine lisätään ensin, ja kun väriaine on täysin laimennettu värikylvyssä tasaiseksi, lisätään väriaineen kiihdytysaine. Väriaineen kiihdytysaine viimeistelee periaatteessa liukenemisprosessin altaassa.

Toimi seuraavan prosessin mukaisesti

Oletus: värjäyspitoisuus on 5 %, nestesuhde 1:10, kankaan paino 350 kg (kaksoisputki nestevirtaus), vedenkorkeus 3,5 T, natriumsulfaatti 60 g/litra, natriumsulfaatin kokonaismäärä on 200 kg (50 kg) /pakkaus yhteensä 4 pakkausta) ) (Materiaalisäiliön tilavuus on yleensä noin 450 litraa). Natriumsulfaatin liuotusprosessissa käytetään usein väriainesäiliön palautusjäähdytysnestettä. Palautusneste sisältää aiemmin lisätyn väriaineen. Yleensä 300 litran palautusnestettä laitetaan ensin materiaaliastiaan ja sitten kaadetaan kaksi pakettia natriumsulfaattia (100 kg).

Ongelma on tässä, useimmat väriaineet agglomeroituvat vaihtelevassa määrin tällä natriumsulfaattipitoisuudella. Niiden joukossa C-tyypin agglomeroituminen on vakava, ja D-väriaine ei vain agglomeroitu, vaan jopa suolaa pois. Vaikka yleinen käyttäjä noudattaakin menettelyä, joka lisää hitaasti materiaalialtaan natriumsulfaattiliuosta värisäiliöön pääkiertopumpun kautta. Mutta väriaine 300 litrassa natriumsulfaattiliuosta on muodostanut hiutaleita ja jopa suolautunut pois.

Kun kaikki materiaalisäiliössä oleva liuos täytetään värjäysaltaaseen, on selvästi havaittavissa, että altaan seinämässä ja altaan pohjassa on kerros rasvaisia ​​väriainehiukkasia. Jos nämä väriainehiukkaset kaavitaan pois ja laitetaan puhtaaseen veteen, se on yleensä vaikeaa. Liuota uudelleen. Itse asiassa värisäiliöön tuleva 300 litraa liuosta ovat kaikki tällaisia.

Muista, että Yuanming-jauhetta on myös kaksi pakkausta, jotka myös liuotetaan ja täytetään uudelleen tällä tavalla. Tämän jälkeen tahroja, tahroja ja tahroja esiintyy varmasti, ja värinkesto heikkenee huomattavasti pinnan värjäyksen vuoksi, vaikka ilmeistä flokkulaatiota tai suolaamista ei olisikaan. Luokassa A ja luokassa B, joiden liukoisuus on korkeampi, esiintyy myös väriaineen aggregoitumista. Vaikka nämä väriaineet eivät ole vielä muodostaneet flokkulaatioita, ainakin osa väriaineista on jo muodostanut agglomeraatteja.

Näitä aggregaatteja on vaikea tunkeutua kuituun. Koska puuvillakuidun amorfinen alue sallii vain monoionivärien tunkeutumisen ja diffuusion. Aggregaatit eivät pääse kuidun amorfiseen vyöhykkeeseen. Se voidaan adsorboida vain kuidun pinnalle. Myös värinkesto heikkenee merkittävästi, ja väritahroja ja tahroja esiintyy myös vakavissa tapauksissa.

Reaktiivisten väriaineiden liuosaste liittyy alkalisiin aineisiin

Kun alkaliainetta lisätään, reaktiivisen väriaineen β-etyylisulfonisulfaatti käy läpi eliminaatioreaktion muodostaen sen todellisen vinyylisulfonin, joka liukenee hyvin geeneihin. Koska eliminointireaktio vaatii hyvin vähän alkaliaineita (usein vain alle 1/10 prosessiannoksesta), mitä enemmän alkaliannosta lisätään, sitä enemmän väriaineita eliminoivat reaktion. Kun eliminaatioreaktio tapahtuu, myös väriaineen liukoisuus heikkenee.

Sama alkaliaine on myös vahva elektrolyytti ja sisältää natriumioneja. Siksi liiallinen alkaliaineen pitoisuus saa myös vinyylisulfonia muodostaneen väriaineen agglomeroitumaan tai jopa suolaantumaan. Sama ongelma esiintyy materiaalisäiliössä. Kun alkaliaine on liuennut (ota esimerkkinä sooda), jos käytetään palautusjäähdytysliuosta. Tällä hetkellä palautusjäähdytysneste sisältää jo väriaineen kiihdyttimen ja väriaineen normaalissa prosessipitoisuudessa. Vaikka kuitu on saattanut kuluttaa osan väriaineesta, ainakin yli 40 % jäljellä olevasta väriaineesta on väriaineliuoksessa. Oletetaan, että käytön aikana kaadetaan pakkaus soodaa ja soodan pitoisuus säiliössä ylittää 80 g/l. Vaikka väriaineen kiihdytin palautusnesteessä on tällä hetkellä 80 g/l, myös säiliössä oleva väriaine kondensoituu. C- ja D-värit voivat jopa suolautua pois, erityisesti D-väreillä, vaikka kalsinoidun soodan pitoisuus putoaisi 20 g/l:iin, tapahtuu paikallista suolaamista. Näistä herkimpiä ovat Brilliant Blue KN.R, Turquoise Blue G ja Supervisor BRF.

Väriaineen agglomeroituminen tai jopa suolaaminen ei tarkoita, että väriaine olisi täysin hydrolysoitunut. Jos se on väriaineen kiihdytin aiheuttamaa agglomeraatiota tai suolaamista, se voidaan silti värjätä niin kauan kuin se voidaan liuottaa uudelleen. Mutta jotta se liukenisi uudelleen, on lisättävä riittävä määrä väriaineapuainetta (esim. urea 20 g/l tai enemmän), ja lämpötila tulee nostaa 90 °C:een tai enemmän sekoittaen riittävästi. Ilmeisesti se on erittäin vaikeaa varsinaisessa prosessitoiminnassa.
Jotta väriaineet eivät agglomeroituisi tai suolautuisi pois altaassa, on käytettävä siirtovärjäysprosessia valmistettaessa syviä ja väkeviä värejä heikosti liukeneville C- ja D-väreille sekä A- ja B-väreille.

Prosessin toiminta ja analysointi

1. Käytä väriaineastiaa väriaineen kiihdytin palauttamiseen ja lämmitä sitä altaassa sen liuottamiseksi (60～80℃). Koska makeassa vedessä ei ole väriainetta, värinkiihdyttimellä ei ole affiniteettia kankaaseen. Liuenneen väriaineen kiihdytin voidaan täyttää värjäysastiaan mahdollisimman nopeasti.

2. Kun suolaliuosta on kierrätetty 5 minuuttia, väriaineen kiihdytysaine on periaatteessa täysin tasainen ja sitten lisätään etukäteen liuotettu väriliuos. Väriliuos on laimennettava palautusjäähdytysliuoksella, koska värin kiihdyttimen pitoisuus refluksointiliuoksessa on vain 80 grammaa/l, väriaine ei agglomeroitu. Samaan aikaan, koska (suhteellisen alhaisen pitoisuuden) värinkiihdytin ei vaikuta väriaineeseen, ilmenee värjäytymisongelma. Tällä hetkellä väriliuosta ei tarvitse ohjata ajan mukaan värjäysastian täyttämiseksi, ja se valmistuu yleensä 10-15 minuutissa.

3. Alkaliaineet tulee kosteuttaa niin paljon kuin mahdollista, erityisesti C- ja D-värien kohdalla. Koska tämän tyyppinen väriaine on hyvin herkkä alkalisille aineille väriä edistävien aineiden läsnä ollessa, emäksisten aineiden liukoisuus on suhteellisen korkea (kalsinoidun soodan liukoisuus 60 °C:ssa on 450 g/l). Alkaliaineen liuottamiseen tarvittavan puhtaan veden ei tarvitse olla liikaa, mutta alkaliliuoksen lisäysnopeuden tulee olla prosessivaatimusten mukainen ja sitä on yleensä parempi lisätä asteittain.

4. Kategorian A divinyylisulfonivärien reaktionopeus on suhteellisen korkea, koska ne ovat erityisen herkkiä alkalisille aineille 60 °C:ssa. Välittömän värin kiinnittymisen ja epätasaisten värien estämiseksi voit lisätä 1/4 alkaliaineesta etukäteen alhaisessa lämpötilassa.

Siirtovärjäysprosessissa vain alkaliaineen on säädettävä syöttönopeutta. Siirtovärjäysprosessi ei sovellu vain lämmitysmenetelmään, vaan myös vakiolämpötilamenetelmään. Vakiolämpötilamenetelmällä voidaan lisätä väriaineen liukoisuutta ja nopeuttaa väriaineen diffuusiota ja tunkeutumista. Kuidun amorfisen alueen turpoamisnopeus 60 °C:ssa on noin kaksi kertaa suurempi kuin 30 °C:ssa. Siksi vakiolämpötilaprosessi sopii paremmin juustolle. Loimipalkkeihin kuuluvat värjäysmenetelmät alhaisilla nestesuhteilla, kuten jigivärjäys, jotka vaativat suurta tunkeutumista ja diffuusiota tai suhteellisen korkeaa väriainepitoisuutta.

Huomaa, että tällä hetkellä markkinoilla oleva natriumsulfaatti on joskus suhteellisen emäksistä ja sen pH-arvo voi olla 9-10. Tämä on erittäin vaarallista. Jos vertaat puhdasta natriumsulfaattia puhtaaseen suolaan, suolalla on suurempi vaikutus väriaineiden aggregoitumiseen kuin natriumsulfaatilla. Tämä johtuu siitä, että natriumionien ekvivalentti ruokasuolassa on suurempi kuin natriumsulfaatissa samassa painossa.

Väriaineiden aggregoituminen liittyy melkoisesti veden laatuun. Yleensä alle 150 ppm:n kalsium- ja magnesiumioneilla ei ole paljon vaikutusta väriaineiden aggregoitumiseen. Kuitenkin vedessä olevat raskasmetalli-ionit, kuten rauta- ja alumiini-ionit, mukaan lukien jotkin levämikro-organismit, nopeuttavat väriaineiden aggregaatiota. Esimerkiksi jos rauta-ionien pitoisuus vedessä ylittää 20 ppm, väriaineen koheesionestokyky voi heikentyä merkittävästi ja levien vaikutus on vakavampi.

Kiinnitetty väriaineen agglomeraatiota estävällä ja suolauksen kestävyystestillä:

Määritys 1: Punnitaan 0,5 g väriainetta, 25 g natriumsulfaattia tai suolaa ja liuotetaan se 100 ml:aan puhdistettua vettä 25 °C:ssa noin 5 minuutin ajan. Ime liuos tippaputkella ja tiputa 2 tippaa jatkuvasti samaan kohtaan suodatinpaperille.

Määritys 2: Punnitaan 0,5 g väriainetta, 8 g natriumsulfaattia tai suolaa ja 8 g soodaa ja liuotetaan se 100 ml:aan puhdistettua vettä noin 25 °C:ssa noin 5 minuutin ajan. Käytä tippaa suodatinpaperin liuoksen imemiseen jatkuvasti. 2 tippaa.

Yllä olevaa menetelmää voidaan käyttää yksinkertaisesti arvioimaan väriaineen agglomeroitumista ja suolaamista estävää kykyä, ja periaatteessa voidaan arvioida, mitä värjäysprosessia tulisi käyttää.