Os colorantes ácidos, os colorantes directos e os colorantes reactivos son colorantes solubles en auga. A produción en 2001 foi de 30.000 toneladas, 20.000 toneladas e 45.000 toneladas, respectivamente. Non obstante, durante moito tempo, as empresas de colorantes do meu país prestaron máis atención ao desenvolvemento e á investigación de novos colorantes estruturais, mentres que a investigación sobre o posprocesamento de colorantes foi relativamente débil. Os reactivos de estandarización comúns para colorantes solubles en auga inclúen sulfato de sodio (sulfato de sodio), dextrina, derivados do amidón, sacarosa, urea, sulfonato de naftalenoformaldehído, etc. Estes reactivos de estandarización mestúranse co colorante orixinal en proporción para obter a resistencia requirida, pero non poden satisfacer as necesidades dos diferentes procesos de impresión e tinguidura na industria da impresión e o tinguidura. Aínda que os diluíntes de colorantes mencionados anteriormente teñen un custo relativamente baixo, teñen unha mollabilidade e unha solubilidade en auga deficientes, o que dificulta a súa adaptación ás necesidades do mercado internacional e só se poden exportar como colorantes orixinais. Polo tanto, na comercialización de colorantes solubles en auga, a mollabilidade e a solubilidade en auga dos colorantes son cuestións que deben resolverse con urxencia e débese confiar nos aditivos correspondentes.

Tratamento de mollabilidade da tintura
En termos xerais, a humectación é a substitución dun fluído (debería ser un gas) na superficie por outro fluído. Especificamente, a interface en po ou granular debería ser unha interface gas/sólido, e o proceso de humectación é cando o líquido (auga) substitúe o gas na superficie das partículas. Pódese observar que a humectación é un proceso físico entre substancias na superficie. No tratamento posterior do colorante, a humectación adoita xogar un papel importante. Xeralmente, o colorante procésase nun estado sólido, como po ou gránulo, que debe humectarse durante o seu uso. Polo tanto, a humectabilidade do colorante afectará directamente o efecto da aplicación. Por exemplo, durante o proceso de disolución, o colorante é difícil de humectar e o feito de que flote na auga non sexa desexable. Coa mellora continua dos requisitos de calidade do colorante na actualidade, o rendemento de humectación converteuse nun dos indicadores para medir a calidade dos colorantes. A enerxía superficial da auga é de 72,75 mN/m a 20 ℃, que diminúe co aumento da temperatura, mentres que a enerxía superficial dos sólidos permanece basicamente inalterada, xeralmente por debaixo de 100 mN/m. Normalmente, os metais e os seus óxidos, sales inorgánicos, etc. son fáciles de mollar, o que se denomina alta enerxía superficial. A enerxía superficial dos sólidos orgánicos e polímeros é comparable á dos líquidos xerais, o que se denomina baixa enerxía superficial, pero varía co tamaño das partículas sólidas e o grao de porosidade. Canto menor sexa o tamaño das partículas, maior será o grao de formación de porosidade e canto maior sexa a enerxía superficial, o tamaño dependerá do substrato. Polo tanto, o tamaño das partículas do colorante debe ser pequeno. Despois de que o colorante sexa procesado mediante procesamento comercial, como a salgadura e a moenda en diferentes medios, o tamaño das partículas do colorante faise máis fino, a cristalinidade redúcese e a fase cristalina cambia, o que mellora a enerxía superficial do colorante e facilita a molladura.

Tratamento de solubilidade de colorantes ácidos
Co uso dunha pequena proporción de baño e da tecnoloxía de tinguidura continua, o grao de automatización na impresión e o tinguidura mellorou continuamente. A aparición de recheos e pastas automáticas e a introdución de colorantes líquidos requiren a preparación de licores de tinguidura e pastas de impresión de alta concentración e alta estabilidade. Non obstante, a solubilidade dos colorantes ácidos, reactivos e directos nos produtos de tinguidura domésticos é só duns 100 g/L, especialmente para os colorantes ácidos. Algunhas variedades son incluso só duns 20 g/L. A solubilidade do colorante está relacionada coa súa estrutura molecular. Canto maior sexa o peso molecular e cantos menos grupos de ácido sulfónico haxa, menor será a solubilidade; se non, maior. Ademais, o procesamento comercial dos colorantes é extremadamente importante, incluíndo o método de cristalización do colorante, o grao de moenda, o tamaño das partículas, a adición de aditivos, etc., que afectarán á solubilidade do colorante. Canto máis fácil sexa ionizar o colorante, maior será a súa solubilidade en auga. Non obstante, a comercialización e estandarización dos colorantes tradicionais baséanse nunha gran cantidade de electrolitos, como o sulfato de sodio e o sal. Unha gran cantidade de Na+ na auga reduce a solubilidade do colorante nela. Polo tanto, para mellorar a solubilidade dos colorantes solubles en auga, primeiro non se debe engadir electrolito aos colorantes comerciais.

Aditivos e solubilidade
⑴ Composto de alcohol e cosolvente de urea
Debido a que os colorantes solubles en auga conteñen un certo número de grupos de ácido sulfónico e grupos de ácido carboxílico, as partículas de colorante disócianse facilmente en solución acuosa e levan unha certa cantidade de carga negativa. Cando se engade o cosolvente que contén o grupo formador de enlaces de hidróxeno, fórmase unha capa protectora de ións hidratados na superficie dos ións de colorante, o que promove a ionización e disolución das moléculas de colorante para mellorar a solubilidade. Os poliois como o éter de dietilenglicol, o tiodietanol, o polietilenglicol, etc. adoitan usarse como solventes auxiliares para colorantes solubles en auga. Debido a que poden formar un enlace de hidróxeno co colorante, a superficie do ión de colorante forma unha capa protectora de ións hidratados, o que impide a agregación e a interacción intermolecular das moléculas de colorante e promove a ionización e disociación do colorante.
⑵Tensioactivo non iónico
Engadir un determinado surfactante non iónico ao colorante pode debilitar a forza de unión entre as moléculas do colorante e entre as moléculas, acelerar a ionización e facer que as moléculas do colorante formen micelas en auga, o que ten unha boa dispersibilidade. Os colorantes polares forman micelas. As moléculas solubilizantes forman unha rede de compatibilización entre as moléculas para mellorar a solubilidade, como o éter ou éster de polioxietileno. Non obstante, se a molécula do cosolvente carece dun grupo hidrófobo forte, o efecto de dispersión e solubilización na micela formada polo colorante será débil e a solubilidade non aumentará significativamente. Polo tanto, intente escoller solventes que conteñan aneis aromáticos que poidan formar enlaces hidrófobos cos colorantes. Por exemplo, o éter de alquilfenol polioxietileno, o emulsionante éster de polioxietileno sorbitán e outros, como o éter de polialquilfenilfenol polioxietileno.
⑶ dispersante de lignosulfonato
O dispersante ten unha grande influencia na solubilidade do colorante. Escoller un bo dispersante segundo a estrutura do colorante axudará moito a mellorar a súa solubilidade. Nos colorantes solubles en auga, desempeña un certo papel na prevención da adsorción mutua (forza de van der Waals) e da agregación entre as moléculas do colorante. O lignosulfonato é o dispersante máis eficaz e hai investigacións sobre isto na China.
A estrutura molecular dos colorantes dispersos non contén grupos hidrófilos fortes, senón só grupos polares febles, polo que só teñen unha hidrofilicidade débil e a solubilidade real é moi pequena. A maioría dos colorantes dispersos só se poden disolver en auga a 25 ℃. 1~10 mg/L.
A solubilidade dos colorantes dispersos está relacionada cos seguintes factores:
Estrutura molecular
"A solubilidade dos colorantes dispersos en auga aumenta a medida que a parte hidrofóbica da molécula de colorante diminúe e a parte hidrofílica (a calidade e cantidade dos grupos polares) aumenta. É dicir, a solubilidade dos colorantes con masa molecular relativa relativamente pequena e grupos polares máis débiles, como -OH e -NH2, será maior. Os colorantes con maior masa molecular relativa e menos grupos polares débiles teñen unha solubilidade relativamente baixa. Por exemplo, o Vermello Disperso (I), cun M=321, a solubilidade é inferior a 0,1 mg/L a 25 ℃ e a solubilidade é de 1,2 mg/L a 80 ℃. O Vermello Disperso (II), cun M=352, a solubilidade a 25 ℃ é de 7,1 mg/L e a solubilidade a 80 ℃ é de 240 mg/L."
Dispersante
Nos colorantes dispersos en po, o contido de colorantes puros é xeralmente do 40% ao 60%, e o resto son dispersantes, axentes antipo, axentes protectores, sulfato de sodio, etc. Entre eles, o dispersante representa unha maior proporción.
O dispersante (axente de difusión) pode recubrir os grans finos de cristal do colorante en partículas coloidais hidrófilas e dispersalas de forma estable na auga. Unha vez superada a concentración crítica de micelas, tamén se formarán micelas, o que reducirá parte dos pequenos grans de cristal do colorante. Disoltas nas micelas, prodúcese o chamado fenómeno de "solubilización", o que aumenta a solubilidade do colorante. Ademais, canto mellor sexa a calidade do dispersante e maior sexa a concentración, maior será o efecto de solubilización e solubilización.
Cómpre sinalar que o efecto de solubilización do dispersante en colorantes dispersos de diferentes estruturas é diferente e a diferenza é moi grande; o efecto de solubilización do dispersante en colorantes dispersos diminúe co aumento da temperatura da auga, que é exactamente o mesmo que o efecto da temperatura da auga en colorantes dispersos. O efecto da solubilidade é oposto.
Despois de que as partículas cristalinas hidrofóbicas do colorante disperso e o dispersante formen partículas coloidais hidrofílicas, a súa estabilidade de dispersión mellorará significativamente. Ademais, estas partículas coloidais de colorante desempeñan o papel de "subministrar" colorantes durante o proceso de tinguidura. Debido a que, despois de que as moléculas de colorante en estado disolto sexan absorbidas pola fibra, o colorante "almacenada" nas partículas coloidais liberarase a tempo para manter o equilibrio de disolución do colorante.
O estado do colorante disperso na dispersión
molécula 1-dispersante
Cristalito de 2 colorantes (solubilización)
micela 3-dispersante
Molécula única de 4 colorantes (disolta)
Gran de 5 tinguiduras
Base lipofílica dispersante 6
7-base hidrófila dispersante
8-ión sodio (Na+)
9 agregados de cristalitos de colorante
Non obstante, se a "cohesión" entre o colorante e o dispersante é demasiado grande, a "subministración" da única molécula de colorante quedará atrás ou producirase o fenómeno de "a subministración supera a demanda". Polo tanto, reducirá directamente a taxa de tinguidura e equilibrará a porcentaxe de tinguidura, o que resultará nunha tinguidura lenta e unha cor clara.
Pódese observar que, ao seleccionar e usar dispersantes, non só se debe ter en conta a estabilidade da dispersión do colorante, senón tamén a influencia na cor do colorante.
(3) Temperatura da solución de tinguidura
A solubilidade dos colorantes dispersos na auga aumenta co aumento da temperatura da auga. Por exemplo, a solubilidade do amarelo disperso en auga a 80 °C é 18 veces maior que a 25 °C. A solubilidade do vermello disperso en auga a 80 °C é 33 veces maior que a 25 °C. A solubilidade do azul disperso en auga a 80 °C é 37 veces maior que a 25 °C. Se a temperatura da auga supera os 100 °C, a solubilidade dos colorantes dispersos aumentará aínda máis.
Aquí tes un recordatorio especial: esta propiedade disolvente dos colorantes dispersos traerá perigos ocultos para as aplicacións prácticas. Por exemplo, cando o licor de colorante se quenta de forma desigual, o licor de colorante a alta temperatura flúe cara a un lugar onde a temperatura é baixa. A medida que a temperatura da auga diminúe, o licor de colorante sobresaturase e o colorante disolto precipita, provocando o crecemento de grans de cristal de colorante e a diminución da solubilidade, o que resulta nunha redución da absorción do colorante.
forma cristalina de (catro) colorante
Algúns colorantes dispersos presentan o fenómeno do "isomorfismo". É dicir, o mesmo colorante disperso, debido á diferente tecnoloxía de dispersión no proceso de fabricación, formará varias formas cristalinas, como agullas, varas, flocos, gránulos e bloques. No proceso de aplicación, especialmente ao tinguir a 130 °C, a forma cristalina máis inestable cambiará á forma cristalina máis estable.
Cómpre sinalar que a forma cristalina máis estable ten unha maior solubilidade e a forma cristalina menos estable ten relativamente menos solubilidade. Isto afectará directamente á taxa de absorción do colorante e á porcentaxe de absorción do colorante.
(5) Tamaño das partículas
Xeralmente, os colorantes con partículas pequenas teñen unha alta solubilidade e unha boa estabilidade de dispersión. Os colorantes con partículas grandes teñen unha menor solubilidade e unha estabilidade de dispersión relativamente pobre.
Na actualidade, o tamaño das partículas dos colorantes dispersos domésticos é xeralmente de 0,5 a 2,0 μm (nota: o tamaño das partículas da tinguidura por inmersión require de 0,5 a 1,0 μm).