Os colorantes ácidos, os colorantes directos e os colorantes reactivos son todos 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 post-procesamento de colorantes foi relativamente débil. Os reactivos de estandarización comúns para os colorantes solubles en auga inclúen sulfato de sodio (sulfato de sodio), dextrina, derivados de amidón, sacarosa, urea, naftaleno formaldehido sulfonato, etc. Estes reactivos de normalización mestúranse co colorante orixinal en proporción para obter a forza necesaria. pero non poden satisfacer as necesidades dos diferentes procesos de impresión e tingimento na industria de impresión e tingimento. Aínda que os diluyentes de colorantes mencionados anteriormente teñen un custo relativamente baixo, teñen unha escasa moxabilidade e solubilidade en auga, o que dificulta a adaptación ás necesidades do mercado internacional e só se poden exportar como colorantes orixinais. Polo tanto, na comercialización de colorantes hidrosolubles, a mollabilidade e a solubilidade en auga dos colorantes son cuestións que cómpre resolver con urxencia, e hai que confiar nos aditivos correspondentes.

Tratamento de humectabilidade do colorante
En liñas xerais, a humectación é a substitución dun fluído (debe ser un gas) na superficie por outro fluído. En concreto, a interface en po ou granular debe ser unha interface gas/sólido, e o proceso de humectación é cando o líquido (auga) substitúe o gas na superficie das partículas. Pódese ver que a molladura é un proceso físico entre substancias na superficie. No post-tratamento do colorante, a molladura adoita desempeñar un papel importante. Xeralmente, o colorante é procesado nun estado sólido, como po ou gránulo, que debe ser mollado durante o uso. Polo tanto, a moxabilidade do colorante afectará directamente ao efecto da aplicación. Por exemplo, durante o proceso de disolución, o colorante é difícil de mollar e flotar na auga é indesexable. Coa mellora continua dos requisitos de calidade dos colorantes hoxe en día, o rendemento da 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 é basicamente inalterada, xeralmente por debaixo dos 100 mN/m. Normalmente os metais e os seus óxidos, sales inorgánicas, etc., son fáciles de mollar Molladas, chamadas de alta enerxía superficial. A enerxía superficial dos sólidos orgánicos e polímeros é comparable á dos líquidos xerais, que se denomina baixa enerxía superficial, pero cambia co tamaño das partículas sólidas e o grao de porosidade. Canto menor sexa o tamaño das partículas, maior será o grao de formación porosa e a superficie Canto maior sexa a enerxía, o tamaño depende do substrato. Polo tanto, o tamaño das partículas do colorante debe ser pequeno. Despois de que o colorante sexa procesado mediante un 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 humectación.

Tratamento de solubilidade de colorantes ácidos
Co uso de pequenas proporcións de baño e tecnoloxía de tingimento continuo, o grao de automatización na impresión e tingimento mellorouse continuamente. A aparición de recheos e pastas automáticos e a introdución de colorantes líquidos requiren a preparación de licores e pastas de impresión de alta concentración e alta estabilidade. Non obstante, a solubilidade dos colorantes ácidos, reactivos e directos en produtos de colorantes domésticos é de só uns 100 g/L, especialmente para os colorantes ácidos. Algunhas variedades son ata só uns 20 g/L. A solubilidade do colorante está relacionada coa estrutura molecular do colorante. Canto maior sexa o peso molecular e menos grupos de ácido sulfónico, menor será a solubilidade; se non, canto máis alto. Ademais, o procesamento comercial de colorantes é moi importante, incluíndo o método de cristalización do colorante, o grao de moenda, o tamaño das partículas, a adición de aditivos, etc., que afectarán a solubilidade do colorante. Canto máis fácil é a ionización do colorante, maior será a súa solubilidade en auga. Non obstante, a comercialización e estandarización dos colorantes tradicionais baséanse nunha gran cantidade de electrólitos, como o sulfato de sodio e o sal. Unha gran cantidade de Na+ na auga reduce a solubilidade do colorante na auga. Polo tanto, para mellorar a solubilidade dos colorantes solubles en auga, primeiro non engadas electrolitos aos colorantes comerciais.

Aditivos e solubilidade
⑴ Composto de alcohol e codisolvente de urea
Debido a que os colorantes solubles en auga conteñen un certo número de grupos ácido sulfónico e grupos ácido carboxílico, as partículas de colorante disocian facilmente en solución acuosa e levan unha certa cantidade de carga negativa. Cando se engade o co-disolvente que contén o grupo formador de enlaces de hidróxeno, fórmase unha capa protectora de ións hidratados na superficie dos ións de colorante, que promove a ionización e disolución das moléculas de colorante para mellorar a solubilidade. Como disolventes auxiliares para colorantes solubles en auga adoitan empregarse poliois como éter de dietilenglicol, tiodietanol, polietilenglicol, etc. Debido a que poden formar un enlace de hidróxeno co colorante, a superficie do ión colorante forma unha capa protectora de ións hidratados, o que impide a agregación e a interacción intermolecular das moléculas de colorante e favorece a ionización e disociación do colorante.
⑵Tensioactivo non iónico
Engadir un certo tensioactivo 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 na auga, que ten unha boa dispersibilidade. Os colorantes polares forman micelas. As moléculas solubilizantes forman unha rede de compatibilidade entre as moléculas para mellorar a solubilidade, como éter ou éster de polioxietileno. Non obstante, se a molécula de co-disolvente carece dun grupo hidrófobo forte, o efecto de dispersión e solubilización sobre a micela formada polo colorante será débil e a solubilidade non aumentará significativamente. Polo tanto, intente escoller disolventes que conteñan aneis aromáticos que poidan formar enlaces hidrófobos con colorantes. Por exemplo, éter de polioxietileno de alquilfenol, emulsionante de éster de sorbitán de polioxietileno e outros como éter de polioxietileno de polialquilfenilfenol.
⑶ dispersante de lignosulfonato
o dispersante ten unha gran influencia na solubilidade do colorante. Escoller un bo dispersante segundo a estrutura do colorante axudará moito a mellorar a solubilidade do colorante. Nos colorantes solubles en auga, xoga un certo papel na prevención da adsorción mutua (forza de van der Waals) e da agregación entre moléculas de colorante. O lignosulfonato é o dispersante máis eficaz, e hai investigacións sobre isto en China.
A estrutura molecular dos colorantes dispersos non contén grupos hidrófilos fortes, senón só grupos débilmente polares, polo que só ten unha hidrofilia 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 diminúe a parte hidrófoba da molécula de colorante e aumenta a parte hidrófila (a calidade e cantidade de grupos polares). 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 débilmente polares teñen unha solubilidade relativamente baixa. Por exemplo, o vermello disperso (I), o seu M=321, a solubilidade é inferior a 0,1 mg/L a 25 ℃ e a solubilidade é de 1,2 mg/L a 80 ℃. Vermello disperso (II), 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 a proba de po, axentes protectores, sulfato de sodio, etc. Entre eles, o dispersante representa unha proporción maior.
O dispersante (axente de difusión) pode recubrir os finos grans de cristal do colorante en partículas coloidais hidrófilas e dispersala de forma estable na auga. Despois de superar a concentración crítica de micelas, tamén se formarán micelas, o que reducirá parte dos pequenos grans de cristal de colorante. Disolto en micelas, prodúcese o denominado fenómeno de "solubilización", co que aumenta a solubilidade do colorante. Ademais, canto mellor sexa a calidade do dispersante e canto maior sexa a concentración, maior será o efecto de solubilización e solubilización.
Nótese 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 sobre os colorantes dispersos diminúe co aumento da temperatura da auga, que é exactamente o mesmo que o efecto da temperatura da auga sobre os colorantes dispersos. O efecto da solubilidade é oposto.
Despois de que as partículas de cristal hidrófobo do colorante disperso e o dispersante formen partículas coloidais hidrófilas, a súa estabilidade de dispersión mellorarase significativamente. Ademais, estas partículas coloidais de colorante desempeñan o papel de "subministrar" colorantes durante o proceso de tinguidura. Porque despois de que as moléculas de colorante en estado disolto sexan absorbidas pola fibra, o colorante "almacenado" nas partículas coloidais liberarase a tempo para manter o equilibrio de disolución do colorante.
O estado do colorante disperso na dispersión
1-molécula dispersante
Cristalito 2-colorante (solubilización)
3-micelas dispersantes
Molécula única de 4 colorantes (disolto)
5-Tinte gran
Base lipófila 6-dispersante
7-base hidrofílica dispersante
ión 8-sodio (Na+)
9-agregados de cristalitos de colorante
Non obstante, se a "cohesión" entre o colorante e o dispersante é demasiado grande, a "oferta" da única molécula de colorante quedará atrás ou o fenómeno da "oferta supera a demanda". Polo tanto, reducirá directamente a taxa de tingimento e equilibrará a porcentaxe de tingimento, resultando en tingimento lenta e cor clara.
Pódese ver que ao seleccionar e usar dispersantes, non só se debe considerar 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 máis que a 25 °C. A solubilidade do vermello disperso en auga a 80 °C é 33 veces máis que a 25 °C. A solubilidade de Disperse Blue en auga a 80 °C é 37 veces máis 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 ás aplicacións prácticas. Por exemplo, cando o licor de colorante se quenta de forma desigual, o licor de colorante con alta temperatura flúe ao lugar onde a temperatura é baixa. A medida que a temperatura da auga diminúe, o licor de colorante se sobresatura e o colorante disolto precipitarase, provocando o crecemento de grans de cristal de colorante e a diminución da solubilidade. , Redución da absorción de colorante.
(catro) forma de cristal colorante
Algúns colorantes dispersos teñen o fenómeno de "isomorfismo". É dicir, o mesmo colorante disperso, debido á diferente tecnoloxía de dispersión no proceso de fabricación, formará varias formas de cristal, como agullas, varillas, escamas, gránulos e bloques. No proceso de aplicación, especialmente ao tinguir a 130 °C, a forma de cristal máis inestable cambiará á forma de cristal máis estable.
Paga a pena notar que a forma de cristal máis estable ten unha maior solubilidade, e a forma de cristal menos estable ten relativamente menos solubilidade. Isto afectará directamente a taxa de absorción de colorante e a porcentaxe de absorción de colorante.
(5) Tamaño das partículas
Xeralmente, os colorantes con partículas pequenas teñen alta solubilidade e boa estabilidade de dispersión. Os colorantes con partículas grandes teñen unha solubilidade máis baixa e unha estabilidade de dispersión relativamente pobre.
Na actualidade, o tamaño de partícula dos colorantes dispersos domésticos é xeralmente de 0,5 ~ 2,0 μm (Nota: o tamaño de partícula da tintura por inmersión require 0,5 ~ 1,0 μm).