Syra färgämnen, direkta färgämnen och reaktiva färgämnen är alla vattenlösliga färgämnen.Produktionen 2001 var 30 000 ton, 20 000 ton respektive 45 000 ton.Men under lång tid har mitt lands färgämnesföretag ägnat mer uppmärksamhet åt utvecklingen och forskningen av nya strukturella färgämnen, medan forskningen om efterbearbetning av färgämnen har varit relativt svag.Vanligt använda standardiseringsreagenser för vattenlösliga färgämnen inkluderar natriumsulfat (natriumsulfat), dextrin, stärkelsederivat, sackaros, urea, naftalenformaldehydsulfonat, etc. Dessa standardiseringsreagens blandas med det ursprungliga färgämnet i proportion för att erhålla den erforderliga styrkan Varor, men de kan inte möta behoven hos olika tryck- och färgningsprocesser inom tryck- och färgningsindustrin.Även om de ovan nämnda färgspädningsmedlen har relativt låg kostnad, har de dålig vätbarhet och vattenlöslighet, vilket gör det svårt att anpassa sig till den internationella marknadens behov och kan endast exporteras som originalfärgämnen.Därför, vid kommersialisering av vattenlösliga färgämnen, är färgämnenas vätbarhet och vattenlöslighet frågor som måste lösas omedelbart, och motsvarande tillsatser måste förlitas på.

Behandling av färgvätbarhet
I stort sett är vätning ersättning av en vätska (ska vara en gas) på ytan med en annan vätska.Specifikt bör gränsytan mellan pulver eller granulat vara en gas/fast gränsyta, och vätningsprocessen är när vätska (vatten) ersätter gasen på ytan av partiklarna.Man kan se att vätning är en fysisk process mellan ämnen på ytan.Vid efterbehandling av färgämne spelar vätning ofta en viktig roll.I allmänhet bearbetas färgen till ett fast tillstånd, såsom pulver eller granulat, som måste vätas under användning.Därför kommer färgämnets vätbarhet direkt att påverka appliceringseffekten.Till exempel, under upplösningsprocessen är färgen svårt att väta och flyter på vattnet är inte önskvärt.Med den kontinuerliga förbättringen av färgkvalitetskraven idag har vätningsprestanda blivit en av indikatorerna för att mäta kvaliteten på färgämnen.Ytenergin för vatten är 72,75 mN/m vid 20 ℃, vilket minskar med ökningen av temperaturen, medan ytenergin för fasta ämnen är i princip oförändrad, vanligtvis under 100 mN/m.Vanligtvis är metaller och deras oxider, oorganiska salter etc. lätta att blöta Våta, kallat hög ytenergi.Ytenergin för fasta organiska ämnen och polymerer är jämförbar med den för allmänna vätskor, som kallas låg ytenergi, men den förändras med den fasta partikelstorleken och graden av porositet.Ju mindre partikelstorlek, desto större grad av porös bildning och yta Ju högre energi, storleken beror på substratet.Därför måste färgämnets partikelstorlek vara liten.Efter att färgämnet har bearbetats genom kommersiell bearbetning såsom utsaltning och malning i olika medier, blir färgämnets partikelstorlek finare, kristalliniteten minskar och kristallfasen förändras, vilket förbättrar färgämnets ytenergi och underlättar vätning.

Löslighetsbehandling av sura färgämnen
Med användningen av litet badförhållande och kontinuerlig färgningsteknik har graden av automatisering i tryckning och färgning kontinuerligt förbättrats.Uppkomsten av automatiska fyllmedel och pastor och introduktionen av flytande färgämnen kräver beredning av högkoncentrerade och högstabila färgvätskor och tryckpastor.Lösligheten av sura, reaktiva och direkta färgämnen i inhemska färgämnen är dock endast cirka 100 g/L, speciellt för sura färgämnen.Vissa sorter är till och med bara cirka 20g/L.Färgämnets löslighet är relaterad till färgämnets molekylära struktur.Ju högre molekylvikt och ju färre sulfonsyragrupper, desto lägre är lösligheten;annars desto högre.Dessutom är den kommersiella bearbetningen av färgämnen extremt viktig, inklusive färgämnets kristalliseringsmetod, malningsgraden, partikelstorleken, tillsatsen av tillsatser etc., vilket kommer att påverka färgämnets löslighet.Ju lättare färgen är att jonisera, desto högre är dess löslighet i vatten.Kommersialiseringen och standardiseringen av traditionella färgämnen är dock baserad på en stor mängd elektrolyter, såsom natriumsulfat och salt.En stor mängd Na+ i vatten minskar färgämnets löslighet i vatten.För att förbättra lösligheten av vattenlösliga färgämnen, tillsätt därför inte elektrolyt till kommersiella färgämnen.

Tillsatser och löslighet
⑴ Alkoholförening och ureahjälplösningsmedel
Eftersom vattenlösliga färgämnen innehåller ett visst antal sulfonsyragrupper och karboxylsyragrupper, dissocieras färgämnespartiklarna lätt i vattenlösning och bär en viss mängd negativ laddning.När hjälplösningsmedlet innehållande den vätebindningsbildande gruppen tillsätts, bildas ett skyddande skikt av hydratiserade joner på ytan av färgämnesjonerna, vilket främjar joniseringen och upplösningen av färgämnesmolekylerna för att förbättra lösligheten.Polyoler såsom dietylenglykoleter, tiodietanol, polyetylenglykol etc. används vanligtvis som hjälplösningsmedel för vattenlösliga färgämnen.Eftersom de kan bilda en vätebindning med färgämnet, bildar färgämnesjonens yta ett skyddande lager av hydratiserade joner, vilket förhindrar aggregering och intermolekylär interaktion mellan färgämnesmolekylerna och främjar jonisering och dissociation av färgämnet.
⑵Nonjoniskt ytaktivt ämne
Att tillsätta ett visst nonjoniskt ytaktivt ämne till färgämnet kan försvaga bindningskraften mellan färgämnesmolekylerna och mellan molekylerna, påskynda joniseringen och få färgämnesmolekylerna att bilda miceller i vatten, som har god dispergerbarhet.Polära färgämnen bildar miceller.De solubiliserande molekylerna bildar ett nätverk av kompatibilisering mellan molekylerna för att förbättra lösligheten, såsom polyoxietyleneter eller ester.Men om samlösningsmedelsmolekylen saknar en stark hydrofob grupp kommer dispersions- och solubiliseringseffekten på micellen som bildas av färgämnet att vara svag, och lösligheten kommer inte att öka nämnvärt.Försök därför att välja lösningsmedel som innehåller aromatiska ringar som kan bilda hydrofoba bindningar med färgämnen.Till exempel alkylfenolpolyoxietyleneter, polyoxietylensorbitanesteremulgeringsmedel och andra såsom polyalkylfenylfenolpolyoxietyleneter.
⑶ lignosulfonatdispergeringsmedel
dispergeringsmedel har stor inverkan på färgämnets löslighet.Att välja ett bra dispergeringsmedel enligt färgämnets struktur kommer i hög grad att bidra till att förbättra färgämnets löslighet.I vattenlösliga färgämnen spelar det en viss roll för att förhindra ömsesidig adsorption (van der Waals kraft) och aggregering bland färgämnesmolekyler.Lignosulfonat är det mest effektiva dispergermedlet, och det finns forskning om detta i Kina.
Den molekylära strukturen hos dispersa färgämnen innehåller inte starka hydrofila grupper, utan endast svagt polära grupper, så den har endast svag hydrofilicitet, och den faktiska lösligheten är mycket liten.De flesta dispergerade färgämnen kan bara lösas i vatten vid 25 ℃.1~10mg/L.
Lösligheten av dispersa färgämnen är relaterad till följande faktorer:
Molekylär struktur
"Lösligheten av dispersa färgämnen i vatten ökar när den hydrofoba delen av färgämnesmolekylen minskar och den hydrofila delen (kvaliteten och kvantiteten av polära grupper) ökar.Det vill säga att lösligheten för färgämnen med relativt liten relativ molekylmassa och svagare polära grupper som -OH och -NH2 kommer att vara högre.Färgämnen med större relativ molekylmassa och färre svagt polära grupper har relativt låg löslighet.Till exempel, Disperse Red (I), dess M=321, lösligheten är mindre än 0,1 mg/L vid 25 ℃ och lösligheten är 1,2 mg/L vid 80 ℃.Dispers Red (II), M=352, löslighet vid 25 ℃ är 7,1 mg/L och löslighet vid 80 ℃ är 240 mg/L.
Dispergeringsmedel
I pulveriserade dispergerade färgämnen är innehållet av rena färgämnen i allmänhet 40% till 60%, och resten är dispergeringsmedel, dammtäta medel, skyddsmedel, natriumsulfat, etc. Bland dem står dispergeringsmedlet för en större andel.
Dispergeringsmedlet (diffusionsmedlet) kan belägga färgämnets fina kristallkorn till hydrofila kolloidala partiklar och dispergera det stabilt i vatten.Efter att den kritiska micellkoncentrationen har överskridits kommer det också att bildas miceller, vilket kommer att minska en del av de små färgämnets kristallkorn.Upplöst i miceller uppstår det så kallade "solubiliserings"-fenomenet, vilket ökar färgämnets löslighet.Ju bättre dispergeringsmedlets kvalitet är och ju högre koncentrationen är, desto större blir solubiliserings- och solubiliseringseffekten.
Det bör noteras att dispergeringsmedlets solubiliseringseffekt på dispergerade färgämnen med olika strukturer är olika, och skillnaden är mycket stor;dispergeringsmedlets solubiliseringseffekt på dispergerade färgämnen minskar med ökningen av vattentemperaturen, vilket är exakt samma som effekten av vattentemperatur på dispergerade färgämnen.Effekten av löslighet är motsatt.
Efter att de hydrofoba kristallpartiklarna av det dispersa färgämnet och dispergeringsmedlet bildar hydrofila kolloidala partiklar, kommer dess dispersionsstabilitet att förbättras avsevärt.Dessutom spelar dessa färgämneskolloidala partiklar rollen som att "tillföra" färgämnen under färgningsprocessen.För efter att färgämnesmolekylerna i det lösta tillståndet absorberats av fibern, kommer färgämnet som "lagrats" i de kolloidala partiklarna att frigöras i tid för att upprätthålla färgämnets upplösningsbalans.
Dispersionsfärgens tillstånd i dispersionen
1-dispergerande molekyl
2-färgämne kristallit (solubilisering)
3-dispergerande micell
4-färgämne enskild molekyl (upplöst)
5-Färg korn
6-dispergerande lipofil bas
7-dispergerande hydrofil bas
8-natriumjon (Na+)
9-aggregat av färgämneskristalliter
Men om "sammanhållningen" mellan färgämnet och dispergeringsmedlet är för stor, kommer "tillgången" av färgämnets enda molekyl att släpa efter eller fenomenet "tillgången överstiger efterfrågan".Därför kommer det direkt att minska färgningshastigheten och balansera färgningsprocenten, vilket resulterar i långsam färgning och ljus färg.
Det kan ses att vid val och användning av dispergeringsmedel bör inte bara färgämnets dispersionsstabilitet beaktas, utan även inverkan på färgen på färgen.
(3) Färgningslösningens temperatur
Lösligheten av dispergerade färgämnen i vatten ökar med ökningen av vattentemperaturen.Till exempel är lösligheten för Disperse Yellow i 80°C vatten 18 gånger den vid 25°C.Lösligheten för Disperse Red i 80°C vatten är 33 gånger den vid 25°C.Lösligheten för Disperse Blue i 80°C vatten är 37 gånger den vid 25°C.Om vattentemperaturen överstiger 100°C ökar lösligheten av dispergerade färgämnen ännu mer.
Här är en speciell påminnelse: denna upplösande egenskap hos dispergerade färgämnen kommer att medföra dolda faror för praktiska tillämpningar.Till exempel, när färgvätskan värms ojämnt, flyter färgvätskan med hög temperatur till den plats där temperaturen är låg.När vattentemperaturen sjunker blir färgvätskan övermättad, och det lösta färgämnet faller ut, vilket orsakar tillväxt av färgkristallkorn och minskad löslighet., vilket resulterar i minskat färgämnesupptag.
(fyra) färgämneskristallform
Vissa dispergerade färgämnen har fenomenet "isomorfism".Det vill säga, samma dispersionsfärgämne, på grund av den olika dispersionsteknologin i tillverkningsprocessen, kommer att bilda flera kristallformer, såsom nålar, stavar, flingor, granulat och block.I appliceringsprocessen, speciellt vid färgning vid 130°C, kommer den mer instabila kristallformen att ändras till den mer stabila kristallformen.
Det är värt att notera att den mer stabila kristallformen har större löslighet och den mindre stabila kristallformen har relativt sett mindre löslighet.Detta kommer direkt att påverka färgämnesupptagningshastigheten och färgämnesupptagningsprocenten.
(5) Partikelstorlek
I allmänhet har färgämnen med små partiklar hög löslighet och god dispersionsstabilitet.Färgämnen med stora partiklar har lägre löslighet och relativt dålig dispersionsstabilitet.
För närvarande är partikelstorleken för inhemska dispersionsfärgämnen i allmänhet 0,5–2,0 μm (Obs: partikelstorleken för doppfärgning kräver 0,5–1,0 μm).