Os colorantes reactivos teñen unha moi boa solubilidade en auga. Os colorantes reactivos dependen principalmente do grupo ácido sulfónico da molécula de colorante para disolverse en auga. Para os colorantes reactivos a mesotemperatura que conteñen grupos vinilsulfona, ademais do grupo ácido sulfónico, o sulfato de β-etilsulfonilo tamén é un moi bo grupo disolvente.

Na solución acuosa, os ións de sodio do grupo ácido sulfónico e do grupo sulfato de etilsulfona sofren unha reacción de hidratación para que o colorante forme un anión e se disolva na auga. A tinguidura do colorante reactivo depende do anión do colorante que se vai tinguir na fibra.

A solubilidade dos colorantes reactivos é superior a 100 g/L, a maioría dos colorantes teñen unha solubilidade de 200-400 g/L, e algúns colorantes poden incluso alcanzar os 450 g/L. Non obstante, durante o proceso de tinguidura, a solubilidade do colorante diminuirá debido a varias razóns (ou incluso será completamente insoluble). Cando a solubilidade do colorante diminúe, parte do colorante cambiará dun único anión libre a partículas, debido á gran repulsión de carga entre as partículas. Ao diminuír, as partículas e as partículas atraeranse mutuamente para producir aglomeración. Este tipo de aglomeración primeiro reúne as partículas de colorante en aglomerados, despois convértese en aglomerados e finalmente en flóculos. Aínda que os flóculos son unha especie de ensamblaxe solta, debido á súa dobre capa eléctrica circundante formada por cargas positivas e negativas, xeralmente é difícil de descompoñer pola forza de cizallamento cando circula o licor de tinguidura, e os flóculos precipitan facilmente no tecido, o que resulta na tinguidura ou mancha da superficie.

Unha vez que o colorante teña tal aglomeración, a solidez da cor reducirase significativamente e, ao mesmo tempo, causará diferentes graos de manchas, manchas e manchas. Para algúns colorantes, a floculación acelerará aínda máis o ensamblaxe baixo a forza de cizallamento da solución de colorante, causando deshidratación e salinización. Unha vez que se produce a salinización, a cor tinguida volverase extremadamente clara ou mesmo non se tinguirá, mesmo se está tinguida, serán manchas e manchas de cor graves.

Causas da agregación de colorantes

A razón principal é o electrolito. No proceso de tinguidura, o electrolito principal é o acelerador de tinguidura (sal de sodio e sal). O acelerador de tinguidura contén ións de sodio, e o equivalente en ións de sodio na molécula de tinguidura é moito menor que o do acelerador de tinguidura. O número equivalente de ións de sodio, a concentración normal do acelerador de tinguidura no proceso de tinguidura normal, non terá moita influencia na solubilidade do tinguidura no baño de tinguidura.

Non obstante, cando a cantidade de acelerador de colorante aumenta, a concentración de ións de sodio na solución aumenta en consecuencia. O exceso de ións de sodio inhibirá a ionización dos ións de sodio no grupo disolvente da molécula de colorante, reducindo así a solubilidade do colorante. Despois de máis de 200 g/L, a maioría dos colorantes terán diferentes graos de agregación. Cando a concentración do acelerador de colorante supera os 250 g/L, o grao de agregación intensificarase, formando primeiro aglomerados e despois na solución de colorante. Os aglomerados e flóculos fórmanse rapidamente, e algúns colorantes con baixa solubilidade salganse parcialmente ou incluso deshidratanse. Os colorantes con diferentes estruturas moleculares teñen diferentes propiedades de resistencia á aglomeración e á salinización. Canto menor sexa a solubilidade, mellores serán as propiedades de antiaglomeración e de tolerancia ao sal. Peor será o rendemento analítico.

A solubilidade do colorante está determinada principalmente polo número de grupos ácido sulfónico na molécula do colorante e o número de sulfatos de β-etilsulfona. Ao mesmo tempo, canto maior sexa a hidrofilicidade da molécula do colorante, maior será a solubilidade e menor a hidrofilicidade. Canto menor sexa a solubilidade. (Por exemplo, os colorantes de estrutura azoica son máis hidrófilos que os colorantes de estrutura heterocíclica). Ademais, canto maior sexa a estrutura molecular do colorante, menor será a solubilidade, e canto menor sexa a estrutura molecular, maior será a solubilidade.

Solubilidade de colorantes reactivos
Pódese dividir aproximadamente en catro categorías:

Clase A, os colorantes que conteñen sulfato de dietilsulfona (é dicir, sulfona de vinilo) e tres grupos reactivos (monocloros-triazina + sulfona de divinilo) teñen a maior solubilidade, como Yuan Qing B, Navy GG, Navy RGB, Golden: RNL e todos os negros reactivos feitos mesturando Yuanqing B, colorantes de tres grupos reactivos como o tipo ED, o tipo Cibas, etc. A solubilidade destes colorantes é principalmente duns 400 g/L.

Clase B, colorantes que conteñen grupos heterobirreactivos (monocloros-triazina + vinilosulfona), como amarelo 3RS, vermello 3BS, vermello 6B, vermello GWF, RR tres cores primarias, RGB tres cores primarias, etc. A súa solubilidade baséase en 200～300 gramos. A solubilidade do meta-éster é maior que a do para-éster.

Tipo C: Azul mariño que tamén é un grupo heterobirreactivo: BF, azul mariño 3GF, azul escuro 2GFN, vermello RBN, vermello F2B, etc., debido a que teñen menos grupos de ácido sulfónico ou un maior peso molecular, a súa solubilidade tamén é baixa, só 100-200 g/L. Clase D: Colorantes con grupo monovinilsulfona e estrutura heterocíclica, coa menor solubilidade, como o azul brillante KN-R, o azul turquesa G, o amarelo brillante 4GL, o violeta 5R, o azul BRF, o laranxa brillante F2R, o vermello brillante F2G, etc. A solubilidade deste tipo de colorante é de só uns 100 g/L. Este tipo de colorante é particularmente sensible aos electrólitos. Unha vez que este tipo de colorante se aglomerou, nin sequera necesita pasar polo proceso de floculación, salgándose directamente.

No proceso de tinguidura normal, a cantidade máxima de acelerador de tinguidura é de 80 g/L. Só as cores escuras requiren unha concentración tan alta de acelerador de tinguidura. Cando a concentración de tinguidura no baño de tinguidura é inferior a 10 g/L, a maioría dos tinguidores reactivos aínda teñen unha boa solubilidade a esta concentración e non se agregarán. Pero o problema reside na cuba. Segundo o proceso de tinguidura normal, primeiro engádese o tinguidor e, despois de que este se dilúa completamente no baño de tinguidura ata obter uniformidade, engádese o acelerador de tinguidura. O acelerador de tinguidura basicamente completa o proceso de disolución na cuba.

Operar segundo o seguinte proceso

Suposición: a concentración de tinguidura é do 5 %, a proporción de licor é de 1:10, o peso do tecido é de 350 kg (fluxo de líquido de dobre tubo), o nivel de auga é de 3,5 T, o sulfato de sodio é de 60 g/litro e a cantidade total de sulfato de sodio é de 200 kg (50 kg/paquete, un total de 4 paquetes)) (a capacidade do tanque de material é xeralmente duns 450 litros). No proceso de disolución do sulfato de sodio, adoita usarse o líquido de refluxo da cuba de tinguidura. O líquido de refluxo contén a tinguidura engadida previamente. Xeralmente, primeiro colócanse 300 l de líquido de refluxo na cuba de material e, a continuación, vértense dous paquetes de sulfato de sodio (100 kg).

O problema está aquí: a maioría dos colorantes aglomeraranse en graos variables con esta concentración de sulfato de sodio. Entre eles, o tipo C terá unha aglomeración importante e o colorante D non só se aglomerará, senón que incluso se salgará. Aínda que o operador xeral seguirá o procedemento para repoñer lentamente a solución de sulfato de sodio no depósito de material no depósito de colorante a través da bomba de circulación principal, o colorante nos 300 litros de solución de sulfato de sodio formou flóculos e incluso se salgou.

Cando toda a solución da cuba de material se enche na cuba de tinguidura, é moi visible que hai unha capa de partículas de tinguidura graxentas na parede da cuba e no fondo da cuba. Se estas partículas de tinguidura se raspan e se botan en auga limpa, xeralmente é difícil. Disolver de novo. De feito, os 300 litros de solución que entran na cuba de tinguidura son todos así.

Lembre que tamén hai dous paquetes de po Yuanming que tamén se disolverán e volverán encher na cuba de tinguidura deste xeito. Despois diso, é inevitable que se produzan manchas, manchas e manchas, e a solidez da cor redúcese seriamente debido á tinguidura superficial, mesmo que non haxa floculación ou salinización evidentes. Para a Clase A e a Clase B con maior solubilidade, tamén se producirá agregación de tinguidura. Aínda que estas tinguiduras aínda non formaron floculacións, polo menos unha parte das tinguiduras xa formaron aglomerados.

Estes agregados son difíciles de penetrar na fibra. Porque a área amorfa da fibra de algodón só permite a penetración e difusión de colorantes monoións. Ningún agregado pode entrar na zona amorfa da fibra. Só pode ser adsorbido na superficie da fibra. A solidez da cor tamén se reducirá significativamente e, en casos graves, tamén se producirán manchas e manchas de cor.

O grao de solución dos colorantes reactivos está relacionado cos axentes alcalinos

Cando se engade o axente alcalino, o sulfato de β-etilsulfona do colorante reactivo sufrirá unha reacción de eliminación para formar a súa verdadeira sulfona de vinilo, que é moi soluble nos xenes. Dado que a reacción de eliminación require moi poucos axentes alcalinos (a miúdo só representan menos de 1/10 da dose do proceso), canta máis dose de alcalino se engada, máis colorantes eliminarán a reacción. Unha vez que se produza a reacción de eliminación, a solubilidade do colorante tamén diminuirá.

O mesmo axente alcalino tamén é un electrolito forte e contén ións de sodio. Polo tanto, unha concentración excesiva de axente alcalino tamén fará que o colorante que formou a sulfona de vinilo se aglomere ou incluso se salgue. O mesmo problema ocorre no tanque de material. Cando o axente alcalino se disolve (tomemos como exemplo a carbonato de sodio), se se usa a solución de refluxo. Neste momento, o líquido de refluxo xa contén o axente acelerador do colorante e o colorante na concentración normal do proceso. Aínda que parte do colorante pode ser esgotado pola fibra, polo menos máis do 40 % do colorante restante está no licor de colorante. Supoñamos que se verte un paquete de carbonato de sodio durante a operación e a concentración de carbonato de sodio no tanque supera os 80 g/L. Mesmo se o acelerador do colorante no líquido de refluxo é de 80 g/L neste momento, o colorante no tanque tamén se condensará. Os colorantes C e D poden incluso salgarse, especialmente para os colorantes D, mesmo se a concentración de carbonato de sodio baixa a 20 g/l, producirase unha salgadura local. Entre eles, o azul brillante KN.R, o azul turquesa G e o Supervisor BRF son os máis sensibles.

A aglomeración ou mesmo a salinización do colorante non significa que o colorante se hidrolizase completamente. Se se trata dunha aglomeración ou salinización causada por un acelerador de colorante, aínda se pode tinguir sempre que se poida redisolver. Pero para que se redisolva, é necesario engadir unha cantidade suficiente de axudante de colorante (como urea de 20 g/l ou máis) e a temperatura debe elevarse a 90 °C ou máis con suficiente axitación. Obviamente, isto é moi difícil na operación real do proceso.
Para evitar que os colorantes se aglomeren ou se salguen na cuba, débese empregar o proceso de tinguidura por transferencia ao elaborar cores profundas e concentradas para os colorantes C e D con baixa solubilidade, así como para os colorantes A e B.

Operación e análise do proceso

1. Empregue a cuba de tinguidura para devolver o acelerador de tinguidura e quénteo na cuba para disolvelo (60～80℃). Dado que non hai tinguidura na auga doce, o acelerador de tinguidura non ten afinidade polo tecido. O acelerador de tinguidura disolto pódese encher na cuba de tinguidura o máis rápido posible.

2. Despois de que a solución de salmoira circule durante 5 minutos, o acelerador de tinguidura é basicamente totalmente uniforme e, a continuación, engádese a solución de tinguidura que se disolveu previamente. A solución de tinguidura debe diluírse coa solución de refluxo, xa que a concentración do acelerador de tinguidura na solución de refluxo é de só 80 gramos/L, o tinguidura non se aglomerará. Ao mesmo tempo, debido a que o tinguidura non se verá afectado polo acelerador de tinguidura (de concentración relativamente baixa), xurdirá o problema da tinguidura. Neste momento, non é necesario controlar o tempo da solución de tinguidura para encher o tanque de tinguidura e normalmente complétase en 10-15 minutos.

3. Os axentes alcalinos deben hidratarse o máximo posible, especialmente para os colorantes C e D. Debido a que este tipo de colorante é moi sensible aos axentes alcalinos en presenza de axentes promotores de colorantes, a solubilidade dos axentes alcalinos é relativamente alta (a solubilidade da cinza de sosa a 60 °C é de 450 g/L). A auga limpa necesaria para disolver o axente alcalino non ten que ser demasiada, pero a velocidade de adición da solución alcalina debe estar de acordo cos requisitos do proceso e, en xeral, é mellor engadila de forma incremental.

4. Para os colorantes divinilsulfona da categoría A, a velocidade de reacción é relativamente alta porque son particularmente sensibles aos axentes alcalinos a 60 °C. Para evitar a fixación instantánea da cor e a cor desigual, pódese engadir previamente 1/4 do axente alcalino a baixa temperatura.

No proceso de tinguidura por transferencia, só o axente alcalino precisa controlar a velocidade de alimentación. O proceso de tinguidura por transferencia non só se aplica ao método de quecemento, senón tamén ao método de temperatura constante. O método de temperatura constante pode aumentar a solubilidade do colorante e acelerar a súa difusión e penetración. A taxa de inchazo da área amorfa da fibra a 60 °C é aproximadamente o dobre que a 30 °C. Polo tanto, o proceso de temperatura constante é máis axeitado para queixo e madeixa. As vigas de urdime inclúen métodos de tinguidura con baixas proporcións de licor, como a tinguidura con plantilla, que requiren alta penetración e difusión ou unha concentración de colorante relativamente alta.

Teña en conta que o sulfato de sodio dispoñible actualmente no mercado ás veces é relativamente alcalino e o seu valor de pH pode chegar a 9-10. Isto é moi perigoso. Se comparamos o sulfato de sodio puro co sal puro, o sal ten un maior efecto na agregación de colorantes que o sulfato de sodio. Isto débese a que o equivalente en ións de sodio no sal de mesa é maior que no sulfato de sodio co mesmo peso.

A agregación de colorantes está bastante relacionada coa calidade da auga. En xeral, os ións de calcio e magnesio por debaixo de 150 ppm non terán moito impacto na agregación de colorantes. Non obstante, os ións de metais pesados ​​na auga, como os ións férricos e os ións de aluminio, incluídos algúns microorganismos de algas, acelerarán a agregación de colorantes. Por exemplo, se a concentración de ións férricos na auga supera as 20 ppm, a capacidade anticohesión do colorante pode reducirse significativamente e a influencia das algas é máis grave.

Adxunto cunha proba de resistencia á aglomeración de colorantes e á salinización:

Determinación 1: Pesar 0,5 g de colorante, 25 g de sulfato de sodio ou sal e disolver en 100 ml de auga purificada a 25 °C durante uns 5 minutos. Usar un tubo de goteo para aspirar a solución e deixar caer 2 gotas continuamente na mesma posición sobre o papel de filtro.

Determinación 2: Pesar 0,5 g de colorante, 8 g de sulfato de sodio ou sal e 8 g de carbonato de sodio e disolver en 100 ml de auga purificada a uns 25 °C durante uns 5 minutos. Usar un contagotas para succionar a solución sobre o papel de filtro de forma continua. 2 gotas.

O método anterior pódese empregar simplemente para xulgar a capacidade antiaglomeración e salinización do colorante e, basicamente, pode xulgar que proceso de tinguidura se debe empregar.