Reaktiva färgämnen har ljusa färger och kompletta kromatogram. Det är känt för sin enkla applikation, låga kostnad och utmärkta beständighet. Speciellt med utvecklingen av cellulosafibrer de senaste åren har reaktiva färgämnen blivit den viktigaste typen av färg för cellulosafibertextilfärgning.

Men det mest framträdande problemet med reaktiva färgämnen är den låga utmattningshastigheten och fixeringshastigheten. I den traditionella färgningsprocessen av cellulosafiber måste en stor mängd oorganiskt salt (natriumklorid eller natriumsulfat) tillsättas för att förbättra färgupptaget och fixeringshastigheten för reaktiva färgämnen. Beroende på färgämnets struktur och färg är mängden salt som används i allmänhet 30 till 150 g/L. Även om stora framsteg har gjorts i behandlingen av organiska föreningar i tryckning och färgning av avloppsvatten, kan tillsatsen av en stor mängd oorganiska salter i färgningsprocessen inte behandlas med enkla fysikaliska och biokemiska metoder.

Forskning om teknologin för reaktiva färgämnen och saltfria färgämnen

Ur ett ekologiskt perspektiv förändrar utsläpp av högsalthaltigt tryck- och färgningsvatten direkt vattenkvaliteten i floder och sjöar och förstör den ekologiska miljön.
bild
Den höga permeabiliteten av salt kommer att orsaka försaltning av jorden runt floder och sjöar, vilket minskar skörden. Kort sagt, användningen av en stor mängd oorganiska salter kan varken brytas ned eller återvinnas och har samtidigt stor negativ inverkan på vattenkvalitet och mark. Baserat på detta granskar den här artikeln de senaste forskningsframstegen för saltfri färgningsteknik och diskuterar systematiskt de strukturella förändringarna av lågsaltreaktiva färgämnen, ympningsteknik och tvärbindningsteknik.

Reaktiva färgämnen för saltfri färgning

De enastående egenskaperna hos reaktiva färgämnen är liten molekylär struktur, god hydrofilicitet och enkel borttvättning av flytande färg efter fixering. Detta är en viktig innovation i designen av färgämnesmolekyler. Men detta gör också att färgutmattningshastigheten och fixeringshastigheten är låg, och en stor mängd salt behöver tillsättas under färgningen. Leda till förlust av en stor mängd salt avloppsvatten och färgämnen, vilket ökar kostnaderna för rening av avloppsvatten. Miljöföroreningar är allvarliga. Vissa färgämnesföretag började uppmärksamma screening och förbättring av färgämnesprekursorer och reaktiva grupper och att utveckla reaktiva färgämnen för färgning med låg salthalt. CibacronLs lanserade av Ciba är en typ av lågsaltfärgande färgämnen som använder olika aktiva grupper för att kombinera. Det kännetecknande för detta färgämne är att mängden salt som används vid färgning är 1/4 till 1/2 av den för allmänna reaktiva färgämnen. Den är inte känslig för förändringar i badförhållandet och har god reproducerbarhet. Denna typ av färgämnen är huvudsakligen doppfärgning och kan användas tillsammans med dispersfärger för snabb ettbadsfärgning av polyester/bomullsblandningar.

Sumitomo Corporation i Japan föreslog en uppsättning färgningsmetoder som är lämpliga för färgämnen i Sumifux Supra-serien. Det kallas LETfS-färgningsmetod. Mängden oorganiskt salt som används i denna metod är bara 1/2 till 1/3 av den traditionella processen, och badförhållandet kan nå 1:10. Och lanserade en serie reaktiva färgämnen som är kompatibla med processen. Denna serie av färgämnen är heterobi-reaktiva färgämnen som består av monoklortriazin och B-etylsulfonsulfat. Mängden kvarvarande färgämne i färgningsavloppsvattnet i denna serie färgämnen är endast 25%-30% av färgämneshalten i det allmänna reaktiva färgningsavloppsvattnet. Det rekommenderas för färgning av Tencel-fibrer. Den visar utmärkt appliceringsprestanda när det gäller fixeringshastighet, enkel tvättning och olika beständighet hos färgade produkter.

DyStar-företaget lanserade RemazolEF-seriens färgämnen lämpliga för saltfri färgning, den aktiva gruppen är främst B-hydroxietylsulfonsulfat, och lanserade en miljövänlig saltfri färgningsprocess. Mängden oorganiskt salt som används är 1/3 av den konventionella processen. Färgningsprocessen förkortas. Dessutom täcker systemet ett brett spektrum av kromatogram. En mängd olika tre primära färger kan kombineras för att få ljusa färger. Clariant (Clariant)-företaget lanserade DrimareneHF-serien av reaktiva färgämnen, huvudsakligen i 4 varianter: DrimareneBlueHF-RL, 戡ownHF-2RL, NavyHF-G, RedHF-G, som används för utmattningsfärgning och kontinuerlig färgning av cellulosafibrer, appliceringsprestanda Och bra snabbhet. Fixeringshastigheten är ganska hög, låg salthalt och låg lutkvot. Neutral fixering, bra tvättbarhet.

Vissa nyutvecklade reaktiva färgämnen kan öka färgämnenas direkthet genom att öka volymen av färgämnesmolekyler och minska mängden oorganiska salter. Till exempel kan införandet av ureagrupper öka direktheten hos aktiva grupper och minska mängden oorganiska salter. Förbättra fixeringshastigheten; det finns också polyazofärgämnesprekursorer (som trisazo, tetraazo) för att öka färgämnets direkthet och uppnå syftet med saltfri färgning. Den höga steriska hindereffekten av vissa färgämnen i strukturen kan också signifikant förändra reaktiviteten hos de reaktiva grupperna av reaktiva färgämnen och mängden salt som används vid färgning. Dessa steriska hindereffekter är i allmänhet införandet av alkylsubstituenter vid olika positioner på färgämnesmatrisen. Deras grundläggande strukturella egenskaper sammanfattas av forskare enligt följande:

Aktiv grupp ett SO: CH2CH: oS03Na kan vara i bensenringens meta- eller paraposition;

R3 kan vara i orto-, inter- eller para-positionen av bensenringen. Strukturformeln är vinylsulfonreaktiva färgämnen.

Olika substituenter eller olika substitutionspositioner på färgämnena kan uppnå samma färgningsvärde under samma färgningsförhållanden, men deras färgsaltmängder är helt olika.

Utmärkta lågsaltreaktiva färgämnen måste ha följande egenskaper: 1) Mängden salt som används vid färgning är kraftigt reducerad; 2) Färgning i ett färgbad med lågt badförhållande, färgningsbadets stabilitet; 3) Bra tvättbarhet. Minska efterbehandlingstiden; 4) Utmärkt reproducerbarhet. När det gäller färgförbättring, förutom den ovan nämnda förbättringen av färgämnesmatrisstrukturen och rimlig kombination av aktiva grupper, har vissa människor syntetiserat de så kallade katjoniska reaktiva färgämnena, som kan färgas utan tillsats av salt. Till exempel katjoniska reaktiva färgämnen med följande struktur:

Det kan ses från ovanstående formel att färgkroppen är kopplad till den aktiva gruppen av monoklortriazin. En kvaternär pyridinammoniumgrupp är också fäst till s-triazinringen. Färgämnet är positivt laddat och den kvartära ammoniumgruppen är en vattenlöslig grupp. Eftersom det inte bara finns någon laddningsrepulsion mellan färgämnesmolekylerna och fibern, utan också attraktionen av positiva och negativa laddningar, är färgen lätt att närma sig fiberytan och adsorbera till den färgade fibern. Närvaron av elektrolyter i färgningslösningen kommer inte bara att ge den färgämnesfrämjande effekten, utan också försvaga attraktionen mellan färgämnet och fibern, så denna typ av färgning kan färgas utan att tillsätta elektrolyter för saltfri färgning. Färgningsprocessen liknar vanliga reaktiva färgämnen. För monoklortriazin-reaktiva färgämnen tillsätts fortfarande natriumkarbonat som fixeringsmedel. Fixeringstemperaturen är runt 85℃. Färgämnes upptagningshastighet kan nå 90% till 94%, och fixeringsgraden är 80% till 90%. Den har bra ljusäkthet och tvättäkthet. Liknande katjoniska reaktiva färgämnen har också rapporterats användande av monofluoro-s-triazin som den aktiva gruppen. Aktiviteten hos monofluoro-s-triazin är högre än hos monoklor-s-triazin.

Dessa färgämnen kan också färgas i bomull/akrylblandningar, och andra egenskaper hos färgämnena (såsom utjämning och kompatibilitet etc.) behöver studeras ytterligare. Men det ger ett nytt sätt för cellulosafiber att utföra saltfri färgning.