Os colorantes reactivos teñen cores brillantes e cromatogramas completos. Son coñecidos pola súa aplicación sinxela, baixo custo e excelente solidez. Especialmente co desenvolvemento das fibras de celulosa nos últimos anos, os colorantes reactivos convertéronse no tipo de colorante máis importante para a tinguidura téxtil de fibra de celulosa.

Pero o problema máis destacado dos colorantes reactivos é a baixa taxa de esgotamento e fixación. No proceso tradicional de tinguidura de fibra de celulosa, para mellorar a absorción e fixación do colorante, débese engadir unha gran cantidade de sal inorgánico (cloruro de sodio ou sulfato de sodio). Dependendo da estrutura e da cor do colorante, a cantidade de sal utilizada é xeralmente de 30 a 150 g/L. Aínda que se fixeron grandes progresos no tratamento de compostos orgánicos nas augas residuais de impresión e tinguidura, a adición dunha gran cantidade de sales inorgánicos no proceso de tinguidura non se pode tratar con métodos físicos e bioquímicos sinxelos.

Investigación sobre a tecnoloxía de colorantes reactivos e colorantes sen sal

Desde unha perspectiva ecolóxica, a descarga de augas residuais de impresión e tinguidura de alta salinidade altera directamente a calidade da auga dos ríos e lagos e destrúe o medio ambiente.
imaxe
A alta permeabilidade do sal provocará a salinización do solo arredor dos ríos e lagos, o que reducirá o rendemento das colleitas. En resumo, o uso dunha gran cantidade de sales inorgánicas non se pode degradar nin reciclar e, ao mesmo tempo, ten un gran impacto negativo na calidade da auga e no solo. Baseándose nisto, este artigo revisa os recentes avances na investigación da tecnoloxía de tinguidura sen sal e analiza sistematicamente os cambios estruturais dos tinguiduras reactivas con baixo contido en sal, a tecnoloxía de enxerto e a tecnoloxía de reticulación.

Colorantes reactivos para tinguidura sen sal

As características destacadas dos colorantes reactivos son a súa pequena estrutura molecular, a boa hidrofilicidade e a fácil eliminación da cor flotante despois da fixación. Esta é unha innovación importante no deseño de moléculas de colorante. Pero isto tamén fai que a taxa de esgotamento do colorante e a taxa de fixación sexan baixas, e que sexa necesario engadir unha gran cantidade de sal durante a tinguidura. Isto leva á perda dunha gran cantidade de augas residuais e colorantes salgados, o que aumenta o custo do tratamento de augas residuais. A contaminación ambiental é grave. Algunhas empresas de colorantes comezaron a prestar atención á selección e mellora dos precursores de colorantes e grupos reactivos, e a desenvolver colorantes reactivos para tinguiduras baixas en sal. O Cibacron lanzado por Ciba é un tipo de colorante de tinguidura baixa en sal que usa diferentes grupos activos para combinarse. A característica deste colorante é que a cantidade de sal utilizada na tinguidura é de 1/4 a 1/2 da dos colorantes reactivos xerais. Non é sensible aos cambios na proporción do baño e ten boa reproducibilidade. Este tipo de tinguiduras úsase principalmente por inmersión e pódense usar xunto con tinguiduras dispersas para a tinguidura rápida nun só baño de mesturas de poliéster/algodón.

A Corporación Sumitomo do Xapón propuxo un conxunto de métodos de tinguidura axeitados para as tinguiduras da serie Sumifux Supra. Chámase método de tinguidura LETfS. A cantidade de sal inorgánico empregado neste método é só de 1/2 a 1/3 do proceso tradicional, e a proporción do baño pode chegar a 1:10. E lanzou unha serie de tinguiduras reactivas compatibles co proceso. Esta serie de tinguiduras son heterobirreactivas compostas por monoclorostriazina e sulfato de B-etilsulfona. A cantidade de tinguidura residual nas augas residuais de tinguidura desta serie de tinguiduras é só do 25 % ao 30 % do contido de tinguidura nas augas residuais de tinguidura reactiva xerais. Recoméndase para a tinguidura de fibras Tencel. Mostra un excelente rendemento de aplicación en termos de taxa de fixación, facilidade de lavado e diversas solideces dos produtos tinguidos.

A empresa DyStar lanzou a serie de colorantes RemazolEF axeitados para tinguidura sen sal, cuxo grupo activo é principalmente sulfato de B-hidroxietil sulfona, e lanzou un proceso de tinguidura sen sal respectuoso co medio ambiente. A cantidade de sal inorgánico utilizada é 1/3 do proceso convencional. O proceso de tinguidura acúrtase. Ademais, o sistema abrangue unha ampla gama de cromatogramas. Pódese combinar unha variedade de tres cores primarias para obter cores brillantes. A empresa Clariant (Clariant) lanzou a serie de colorantes reactivos DrimareneHF, principalmente en 4 variedades: DrimareneBlueHF-RL, 戡ownHF-2RL, NavyHF-G, RedHF-G, utilizadas para tinguidura por esgotamento e tinguidura continua de fibras de celulosa, cun rendemento de aplicación e boa solidez. A taxa de fixación é bastante alta, baixa en sal e baixa proporción de licor. Fixación neutra, boa lavabilidade.

Algúns colorantes reactivos recentemente desenvolvidos poden aumentar a direccionalidade dos colorantes aumentando o volume das moléculas de colorante e reducindo a cantidade de sales inorgánicos. Por exemplo, a introdución de grupos urea pode aumentar a direccionalidade dos grupos activos e reducir a cantidade de sales inorgánicos. Mellora a taxa de fixación; tamén hai precursores de colorantes poliazoicos (como trisazo, tetraazo) para aumentar a direccionalidade do colorante e lograr o propósito de tinguidura sen sal. O alto efecto de impedimento estérico dalgúns colorantes na estrutura tamén pode cambiar significativamente a reactividade dos grupos reactivos dos colorantes reactivos e a cantidade de sal utilizada na tinguidura. Estes efectos de impedimento estérico son xeralmente a introdución de substituíntes alquilo en diferentes posicións na matriz do colorante. As súas características estruturais básicas son resumidas polos estudosos do seguinte xeito:

O grupo activo un SO: CH2CH: oS03Na pode estar na posición meta ou para do anel benceno;

R3 pode estar na posición orto, inter ou para do anel bencénico. A fórmula estrutural é colorantes reactivos á vinilsulfona.

Diferentes substituíntes ou diferentes posicións de substitución nos colorantes poden acadar o mesmo valor de tinguidura nas mesmas condicións de tinguidura, pero as súas cantidades de sales de tinguidura son bastante diferentes.

Os excelentes colorantes reactivos baixos en sal deben ter as seguintes características: 1) A cantidade de sal utilizada na tinguidura redúcese considerablemente; 2) Tintura nun baño de tinguidura con baixa proporción de baño, estabilidade do baño de tinguidura; 3) Boa lavabilidade. Redución do tempo de posprocesamento; 4) Excelente reproducibilidade. En termos de mellora da tinguidura, ademais da mellora mencionada anteriormente da estrutura da matriz da tinguidura e a combinación razoable de grupos activos, algunhas persoas sintetizaron os chamados colorantes reactivos catiónicos, que se poden tinguir sen engadir sal. Por exemplo, colorantes reactivos catiónicos da seguinte estrutura:

Pódese observar na fórmula anterior que o corpo de cor está conectado ao grupo activo da monocloro-triazina. Un grupo de amonio cuaternario de piridina tamén está unido ao anel de s-triazina. O colorante ten carga positiva e o grupo de amonio cuaternario é un grupo soluble en auga. Dado que non só non hai repulsión de carga entre as moléculas de colorante e a fibra, senón tamén a atracción de cargas positivas e negativas, o colorante é doado de achegarse á superficie da fibra e adsorberse á fibra tinguida. A presenza de electrólitos na solución de tinguidura non só non producirá o efecto promotor do colorante, senón que tamén debilitará a atracción entre o colorante e a fibra, polo que este tipo de tinguidura pode tinguirse sen engadir electrólitos para unha tinguidura sen sal. O proceso de tinguidura é similar ao dos colorantes reactivos ordinarios. Para os colorantes reactivos de monocloros-triazina, aínda se engade carbonato de sodio como axente fixador. A temperatura de fixación é duns 85 ℃. A taxa de absorción do colorante pode alcanzar do 90% ao 94% e a taxa de fixación é do 80% ao 90%. Ten boa solidez á luz e á lavado. Tamén se informaron de colorantes reactivos catiónicos similares que empregan monofluoro-s-triazina como grupo activo. A actividade da monofluoro-s-triazina é maior que a da monocloro-s-triazina.

Estes colorantes tamén se poden tinguir en mesturas de algodón/acrílico, e outras propiedades dos colorantes (como a nivelación e a compatibilidade, etc.) deben estudarse máis a fondo. Pero proporciona unha nova forma de que a fibra de celulosa leve a cabo a tinguidura sen sal.