Реактивные красители очень хорошо растворяются в воде. Реактивные красители в основном основаны на растворении в воде группы сульфоновой кислоты в молекуле красителя. Для мезотемпературных реакционноспособных красителей, содержащих винилсульфоновые группы, помимо группы сульфоновой кислоты, β-этилсульфонилсульфат также является очень хорошей растворяющей группой.

В водном растворе ионы натрия в группе сульфоновой кислоты и -этилсульфонсульфоновой группе подвергаются реакции гидратации, в результате чего краситель образует анион и растворяется в воде. Окрашивание реактивного красителя зависит от аниона красителя, окрашиваемого в волокне.

Растворимость реактивных красителей более 100 г/л, у большинства красителей растворимость составляет 200-400 г/л, а у некоторых красителей может достигать даже 450 г/л. Однако в процессе крашения растворимость красителя по разным причинам уменьшится (или даже станет полностью нерастворимой). Когда растворимость красителя уменьшится, часть красителя превратится из одного свободного аниона в частицы из-за сильного отталкивания зарядов между частицами. Уменьшаясь, частицы и частицы будут притягивать друг друга, образуя агломерацию. Этот вид агломерации сначала собирает частицы красителя в агломераты, затем превращается в агломераты и, наконец, превращается в хлопья. Хотя хлопья представляют собой своего рода рыхлую сборку, из-за их окружающего двойного электрического слоя, образованного положительными и отрицательными зарядами, обычно трудно разложиться под действием сдвигающей силы, когда циркулирует красящий раствор, и хлопья легко осаждаются на ткани. что приводит к окрашиванию или образованию пятен на поверхности.

Когда краситель имеет такую ​​агломерацию, стойкость цвета значительно снижается, и в то же время это приводит к появлению пятен, пятен и пятен разной степени. Для некоторых красителей флокуляция еще больше ускоряет сборку под действием сдвиговой силы раствора красителя, вызывая обезвоживание и высаливание. Как только произойдет высаливание, окрашенный цвет станет чрезвычайно светлым, а то и не окрашенным, а если и покрасить, то это будут серьезные цветовые разводы и разводы.

Причины агрегации красителя

Основная причина – электролит. В процессе крашения основным электролитом является ускоритель окрашивания (натриевая соль и соль). Ускоритель окрашивания содержит ионы натрия, а эквивалент ионов натрия в молекуле красителя значительно ниже, чем у ускорителя окрашивания. Эквивалентное количество ионов натрия и нормальная концентрация ускорителя окрашивания при обычном процессе крашения не оказывают большого влияния на растворимость красителя в красильной ванне.

Однако при увеличении количества ускорителя окраски концентрация ионов натрия в растворе соответственно увеличивается. Избыток ионов натрия будет ингибировать ионизацию ионов натрия на растворяющей группе молекулы красителя, тем самым снижая растворимость красителя. После концентрации более 200 г/л большинство красителей будут иметь разную степень агрегации. Когда концентрация ускорителя красителя превышает 250 г/л, степень агрегации будет усиливаться, образуя сначала агломераты, а затем и раствор красителя. Быстро образуются агломераты и хлопья, а некоторые малорастворимые красители частично высаливаются или даже обезвоживаются. Красители с разной молекулярной структурой обладают разными антиагломерационными и высаливающими свойствами. Чем ниже растворимость, тем антиагломерационные и солеустойчивые свойства. Тем хуже аналитические показатели.

Растворимость красителя в основном определяется количеством сульфокислотных групп в молекуле красителя и количеством сульфатов β-этилсульфона. При этом чем больше гидрофильность молекулы красителя, тем выше растворимость и ниже гидрофильность. Чем ниже растворимость. (Например, красители азоструктуры более гидрофильны, чем красители гетероциклического строения.) Кроме того, чем крупнее молекулярная структура красителя, тем ниже его растворимость, а чем меньше молекулярная структура, тем выше растворимость.

Растворимость реактивных красителей
Условно его можно разделить на четыре категории:

Класс А, красители, содержащие диэтилсульфонсульфон (т.е. винилсульфон) и три реакционноспособные группы (монохлортриазин + дивинилсульфон), имеют самую высокую растворимость, такие как Yuan Qing B, Navy GG, Navy RGB, Golden: RNL. И все реактивные черные краски, изготовленные смешивание Yuanqing B, красителей с тремя реакционными группами, таких как тип ED, тип Ciba s и т. д. Растворимость этих красителей в основном составляет около 400 г/л.

Класс B, красители, содержащие гетеробиреактивные группы (монохлортриазин+винилсульфон), такие как желтый 3RS, красный 3BS, красный 6B, красный GWF, три основных цвета RR, три основных цвета RGB и т. д. Их растворимость основана на 200～300 граммах. Растворимость метаэфира выше, чем у параэфира.

Тип C: темно-синий, который также является гетеробиреактивной группой: BF, темно-синий 3GF, темно-синий 2GFN, красный RBN, красный F2B и т. д., из-за меньшего количества групп сульфоновой кислоты или большей молекулярной массы его растворимость также низкая, всего 100. -200 г/подъём. Класс D: Красители с моновинилсульфоновой группой и гетероциклической структурой, с самой низкой растворимостью, такие как бриллиантовый синий KN-R, бирюзовый синий G, ярко-желтый 4GL, фиолетовый 5R, синий BRF, блестящий оранжевый F2R, бриллиантовый красный F2G и т. д. Растворимость этого типа красителя составляет всего около 100 г/л. Этот тип красителей особенно чувствителен к электролитам. После того, как этот тип красителя агломерировался, ему даже не нужно проходить процесс флокуляции, а непосредственно высаливать.

При обычном процессе окрашивания максимальное количество ускорителя окрашивания составляет 80 г/л. Только темные цвета требуют такой высокой концентрации ускорителя окрашивания. Когда концентрация красителя в ванне для крашения составляет менее 10 г/л, большинство реактивных красителей при этой концентрации по-прежнему хорошо растворяются и не агрегируют. Но проблема кроется в чане. В соответствии с обычным процессом крашения сначала добавляется краситель, а после того, как краситель полностью разбавлен в красильной ванне до однородности, добавляется ускоритель окрашивания. Ускоритель окрашивания в основном завершает процесс растворения в ванне.

Действуйте в соответствии со следующим процессом

Допущение: концентрация красителя 5%, соотношение жидкости 1:10, вес ткани 350 кг (двухтрубный поток жидкости), уровень воды 3,5 т, сульфат натрия 60 г/литр, общее количество сульфата натрия 200 кг (50 кг). В упаковке всего 4 упаковки) (Объем бака для материала обычно составляет около 450 литров). В процессе растворения сульфата натрия часто используют обратную жидкость красильной ванны. Рефлюксная жидкость содержит ранее добавленный краситель. Обычно в чан с материалом сначала заливают 300 л флегмы, а затем заливают два пакета сульфата натрия (100 кг).

Проблема в том, что большинство красителей в той или иной степени агломерируют при такой концентрации сульфата натрия. Среди них тип C будет иметь серьезную агломерацию, а краситель D не только агломерируется, но даже высаливается. Хотя главный оператор будет следовать процедуре, чтобы медленно пополнять раствор сульфата натрия из ванны с материалом в ванну с красителем через главный циркуляционный насос. Но краситель в 300 л раствора сернокислого натрия образовал хлопья и даже высалился.

Когда весь раствор из ванны с материалом залит в ванну для крашения, становится хорошо видно, что на стенках и дне ванны имеется слой жирных частиц красителя. Если эти частицы красителя соскрести и положить в чистую воду, это вообще затруднительно. Растворить снова. Фактически, все 300 литров раствора, поступающего в чан с красителем, именно такие.

Помните, что есть также две упаковки порошка Yuanming, которые также будут растворены и добавлены в чан с красителем таким же образом. После этого обязательно появятся разводы, разводы и разводы, а стойкость цвета серьезно снижается из-за поверхностного окрашивания, даже если нет явного флокуляции или высаливания. Для классов A и B с более высокой растворимостью также будет происходить агрегация красителей. Хотя эти красители еще не образовали флокуляций, по крайней мере часть красителей уже образовала агломераты.

Эти агрегаты трудно проникают в волокно. Потому что аморфная область хлопкового волокна допускает проникновение и диффузию только моноионных красителей. Никакие агрегаты не могут попасть в аморфную зону волокна. Он может адсорбироваться только на поверхности волокна. Стойкость окраски также будет значительно снижена, а в серьезных случаях также возникнут цветные пятна и пятна.

Степень растворения реактивных красителей связана со щелочными агентами.

При добавлении щелочного агента сульфат β-этилсульфона реактивного красителя подвергается реакции элиминирования с образованием настоящего винилсульфона, который хорошо растворим в генах. Поскольку для реакции устранения требуется очень мало щелочных агентов (часто на их долю приходится менее 1/10 технологической дозы), чем больше добавляется дозировка щелочи, тем больше красителей устраняют реакцию. Как только произойдет реакция элиминирования, растворимость красителя также уменьшится.

Тот же щелочной агент также является сильным электролитом и содержит ионы натрия. Следовательно, чрезмерная концентрация щелочного агента также приведет к агломерации или даже высаливанию красителя, образовавшего винилсульфон. Та же проблема возникает и в резервуаре для материала. При растворении щелочного агента (например, кальцинированной соды), если используется кипящий раствор. В это время рециркуляционная жидкость уже содержит ускоритель окрашивания и краситель в нормальной технологической концентрации. Хотя часть красителя могла быть израсходована волокном, по меньшей мере более 40% оставшегося красителя находится в красящем растворе. Предположим, во время работы вылили пачку кальцинированной соды, и концентрация кальцинированной соды в баке превышает 80 г/л. Даже если в это время концентрация ускорителя окрашивания в рециркуляционной жидкости составляет 80 г/л, краситель в резервуаре также будет конденсироваться. Красители С и D могут даже высаливать, особенно красители D, даже если концентрация кальцинированной соды упадет до 20 г/л, произойдет локальное высаливание. Среди них наиболее чувствительными являются Brilliant Blue KN.R, Turquoise Blue G и Supervisor BRF.

Агломерация или даже высаливание красителя не означает, что краситель полностью гидролизовался. Если это агломерация или высаливание, вызванное ускорителем окрашивания, его все равно можно окрасить, если его можно повторно растворить. Но чтобы он снова растворился, необходимо добавить достаточное количество вспомогательного красителя (например, мочевины 20 г/л и более), а температуру поднять до 90°С и более при достаточном перемешивании. Очевидно, что это очень сложно в реальном процессе.
Чтобы предотвратить агломерацию или высаливание красителей в ванне, при получении глубоких и концентрированных цветов для красителей C и D с низкой растворимостью, а также красителей A и B необходимо использовать процесс трансферного крашения.

Управление процессом и анализ

1. Используйте ванну с красителем, чтобы вернуть ускоритель окрашивания, и нагрейте его в ванне, чтобы растворить (60～80℃). Поскольку в пресной воде нет красителя, ускоритель окрашивания не имеет сродства к ткани. Растворенный ускоритель окрашивания можно залить в красильный чан как можно быстрее.

2. После того, как соляной раствор циркулирует в течение 5 минут, ускоритель окрашивания практически полностью становится однородным, а затем добавляется заранее растворенный раствор красителя. Раствор красителя необходимо разбавлять обратным раствором, поскольку концентрация ускорителя окрашивания в обратным растворе составляет всего 80 грамм/л, краситель не агломерируется. В то же время, поскольку на краситель не будет воздействовать ускоритель красителя (относительно низкой концентрации), возникнут проблемы с окрашиванием. При этом красильный раствор не требует контроля по времени для заполнения красильного чана, и это обычно завершается за 10-15 минут.

3. Щелочные средства должны быть максимально гидратированы, особенно красители C и D. Поскольку этот тип красителей очень чувствителен к щелочным агентам в присутствии веществ, способствующих окрашиванию, растворимость щелочных агентов относительно высока (растворимость кальцинированной соды при 60°C составляет 450 г/л). Чистой воды, необходимой для растворения щелочного агента, не должно быть слишком много, но скорость добавления раствора щелочи должна соответствовать технологическим требованиям, и, как правило, лучше добавлять ее поэтапным методом.

4. Для дивинилсульфоновых красителей категории А скорость реакции относительно высока, поскольку они особенно чувствительны к щелочным агентам при 60°C. Чтобы предотвратить моментальную фиксацию цвета и неравномерность цвета, можно предварительно добавить 1/4 щелочного средства при низкой температуре.

В процессе трансферного крашения только щелочной агент должен контролировать скорость подачи. Процесс трансферного крашения применим не только к методу нагрева, но также применим к методу постоянной температуры. Метод постоянной температуры может увеличить растворимость красителя и ускорить диффузию и проникновение красителя. Скорость набухания аморфной области волокна при 60°С примерно в два раза выше, чем при 30°С. Поэтому процесс с постоянной температурой больше подходит для сыра и моточка. Основополагающие балки включают методы крашения с низким содержанием щелока, такие как отсадочное крашение, которые требуют высокого проникновения и диффузии или относительно высокой концентрации красителя.

Обратите внимание, что сульфат натрия, доступный в настоящее время на рынке, иногда является относительно щелочным, и его значение pH может достигать 9-10. Это очень опасно. Если сравнить чистый сульфат натрия с чистой солью, соль оказывает более сильное влияние на агрегацию красителя, чем сульфат натрия. Это связано с тем, что эквивалент ионов натрия в поваренной соли выше, чем в сульфате натрия при той же массе.

Агрегация красителей во многом зависит от качества воды. Как правило, ионы кальция и магния при концентрации ниже 150 ppm не оказывают большого влияния на агрегацию красителей. Однако ионы тяжелых металлов в воде, такие как ионы железа и алюминия, в том числе некоторые микроорганизмы водорослей, ускоряют агрегацию красителя. Например, если концентрация ионов железа в воде превышает 20 ppm, антикогезионная способность красителя может значительно снизиться, а влияние водорослей будет более серьезным.

Прилагается тест на устойчивость красителей к агломерации и высалению:

Определение 1: Взвесьте 0,5 г красителя, 25 г сульфата или соли натрия и растворите их в 100 мл очищенной воды при температуре 25°С в течение примерно 5 минут. Используйте капельную трубку, чтобы всасывать раствор и капать по 2 капли непрерывно в одно и то же место на фильтровальной бумаге.

Определение 2: Взвесьте 0,5 г красителя, 8 г сульфата или соли натрия и 8 г кальцинированной соды и растворите их в 100 мл очищенной воды при температуре около 25°C в течение примерно 5 минут. Используйте пипетку, чтобы непрерывно всасывать раствор на фильтровальную бумагу. 2 капли.

Вышеупомянутый метод можно использовать для простой оценки способности красителя к предотвращению агломерации и высаливания, а также для определения того, какой процесс крашения следует использовать.