Reaktívne farbivá majú jasné farby a kompletné chromatogramy. Je známy svojou jednoduchou aplikáciou, nízkou cenou a vynikajúcou stálosťou. Najmä s rozvojom celulózových vlákien v posledných rokoch sa reaktívne farbivá stali najdôležitejším typom farbív na farbenie textílií z celulózových vlákien.

Najvýraznejším problémom reaktívnych farbív je však nízka miera vyčerpania a rýchlosť fixácie. V tradičnom procese farbenia celulózových vlákien sa na zlepšenie absorpcie farbiva a rýchlosti fixácie reaktívnych farbív musí pridať veľké množstvo anorganickej soli (chlorid sodný alebo síran sodný). V závislosti od štruktúry a farby farbiva je množstvo použitej soli všeobecne 30 až 150 g/l. Aj keď sa dosiahol veľký pokrok v úprave organických zlúčenín v tlačiarenských a farbiacich odpadových vodách, pridávanie veľkého množstva anorganických solí do procesu farbenia nie je možné upraviť jednoduchými fyzikálnymi a biochemickými metódami.

Výskum technológie reaktívnych farbív a farbiva bez obsahu solí

Z ekologického hľadiska vypúšťanie odpadových vôd s vysokou salinitou tlače a farbenia priamo mení kvalitu vody v riekach a jazerách a ničí ekologické prostredie.
obrázok
Vysoká priepustnosť soli spôsobí zasolenie pôdy okolo riek a jazier, čím sa zníži úroda plodín. Použitie veľkého množstva anorganických solí sa skrátka nedá ani znehodnotiť, ani recyklovať a zároveň má veľký negatívny vplyv na kvalitu vody a pôdy. Na základe toho tento článok hodnotí nedávny pokrok vo výskume technológie farbenia bez soli a systematicky diskutuje o štrukturálnych zmenách reaktívnych farbív s nízkym obsahom soli, technológii vrúbľovania a technológii sieťovania.

Reaktívne farbivá na farbenie bez obsahu solí

Vynikajúce vlastnosti reaktívnych farbív sú malá molekulárna štruktúra, dobrá hydrofilnosť a ľahké zmývanie plávajúcej farby po fixácii. Ide o dôležitú inováciu v dizajne molekúl farbiva. Ale to tiež spôsobuje, že rýchlosť vyčerpania farbiva a rýchlosť fixácie je nízka a počas farbenia je potrebné pridať veľké množstvo soli. Viesť k strate veľkého množstva slaných odpadových vôd a farbív, čím sa zvyšujú náklady na čistenie odpadových vôd. Znečistenie životného prostredia je vážne. Niektoré spoločnosti zaoberajúce sa farbivami začali venovať pozornosť skríningu a zlepšovaniu prekurzorov farbív a reaktívnych skupín a vyvíjali reaktívne farbivá na farbenie s nízkym obsahom soli. CibacronLs uvedený na trh spoločnosťou Ciba je typ farbív s nízkym obsahom soli, ktoré na kombinovanie používajú rôzne aktívne skupiny. Charakteristickým znakom tohto farbiva je, že množstvo soli použité pri farbení je 1/4 až 1/2 množstva všeobecných reaktívnych farbív. Nie je citlivý na zmeny pomeru kúpeľa a má dobrú reprodukovateľnosť. Tento typ farbív je hlavne farbenie ponorom a možno ho použiť spolu s disperznými farbivami na rýchle jednokúpeľové farbenie zmesí polyester/bavlna.

Spoločnosť Sumitomo Corporation of Japan navrhla súbor metód farbenia vhodných pre farbivá série Sumifux Supra. Nazýva sa to metóda farbenia LETfS. Množstvo anorganickej soli použitej pri tejto metóde je len 1/2 až 1/3 tradičného procesu a pomer kúpeľa môže dosiahnuť 1:10. A uviedla na trh sériu reaktívnych farbív kompatibilných s týmto procesom. Táto séria farbív sú heterobi-reaktívne farbivá zložené z monochlórtriazínu a B-etylsulfónsulfátu. Množstvo zvyškového farbiva v odpadovej vode z farbenia tohto radu farbív je len 25 % až 30 % obsahu farbiva vo všeobecnej reaktívnej odpadovej vode z farbenia. Odporúča sa na farbenie vlákien Tencel. Vykazuje vynikajúce aplikačné vlastnosti z hľadiska rýchlosti fixácie, ľahkého umývania a rôznej stálosti farbených produktov.

Spoločnosť DyStar uviedla na trh farbivá série RemazolEF vhodné na farbenie bez soli, aktívnou skupinou je najmä B-hydroxyetylsulfónsulfát a spustila ekologický proces farbenia bez obsahu solí. Množstvo použitej anorganickej soli je 1/3 bežného spôsobu. Proces farbenia sa skráti. Okrem toho systém pokrýva širokú škálu chromatogramov. Na získanie jasných farieb je možné kombinovať rôzne tri základné farby. Spoločnosť Clariant (Clariant) uviedla na trh sériu reaktívnych farbív DrimareneHF, hlavne v 4 odrodách: DrimareneBlueHF-RL, 戡ownHF-2RL, NavyHF-G, RedHF-G, používané na vyťahovacie farbenie a kontinuálne farbenie celulózových vlákien, aplikačný výkon A dobrý stálosť. Rýchlosť fixácie je pomerne vysoká, pomer soli a alkoholu je nízky. Neutrálna fixácia, dobrá umývateľnosť.

Niektoré novo vyvinuté reaktívne farbivá môžu zvýšiť priamosť farbív zväčšením objemu molekúl farbiva a znížením množstva anorganických solí. Napríklad zavedenie močovinových skupín môže zvýšiť priamosť aktívnych skupín a znížiť množstvo anorganických solí. Zlepšite mieru fixácie; existujú tiež prekurzory polyazofarbív (ako je trisazo, tetraazo) na zvýšenie priamosti farbiva a dosiahnutie účelu farbenia bez obsahu solí. Vysoký stérický brániaci účinok niektorých farbív v štruktúre môže tiež významne zmeniť reaktivitu reaktívnych skupín reaktívnych farbív a množstvo soli použitej pri farbení. Tieto stérické brániace účinky sú vo všeobecnosti zavádzaním alkylových substituentov do rôznych polôh matrice farbiva. Ich základné štrukturálne vlastnosti vedci zhrnuli takto:

Aktívna skupina jedna SO: CH2CH: oS03Na môže byť v meta alebo para polohe benzénového kruhu;

R3 môže byť v orto, inter alebo para polohe benzénového kruhu. Štruktúrnym vzorcom sú vinylsulfónové reaktívne farbivá.

Rôzne substituenty alebo rôzne substitučné polohy na farbivách môžu dosiahnuť rovnakú hodnotu vyfarbenia za rovnakých podmienok farbenia, ale množstvá ich farbiacich solí sú celkom odlišné.

Vynikajúce farbivá reaktívne s nízkym obsahom soli musia mať nasledujúce vlastnosti: 1) Množstvo soli používanej pri farbení je značne znížené; 2) Farbenie vo farbiacom kúpeli s nízkym pomerom kúpeľa, stabilita farbiaceho kúpeľa; 3) Dobrá umývateľnosť. Skráťte čas následného spracovania; 4) Vynikajúca reprodukovateľnosť. Pokiaľ ide o zlepšenie farbiva, okrem vyššie uvedeného zlepšenia štruktúry matrice farbiva a rozumnej kombinácie aktívnych skupín, niektorí ľudia syntetizovali takzvané katiónové reaktívne farbivá, ktoré je možné farbiť bez pridania soli. Napríklad katiónové reaktívne farbivá nasledujúcej štruktúry:

Z vyššie uvedeného vzorca je zrejmé, že farebné teleso je spojené s aktívnou skupinou monochlórtriazínu. K s-triazínovému kruhu je tiež pripojená pyridínová kvartérna amóniová skupina. Farbivo je nabité kladne a kvartérna amóniová skupina je vo vode rozpustná skupina. Pretože medzi molekulami farbiva a vláknom nie je len žiadne odpudzovanie náboja, ale ani priťahovanie kladných a záporných nábojov, farbivo sa ľahko približuje k povrchu vlákna a adsorbuje sa na farbené vlákno. Prítomnosť elektrolytov vo farbivom roztoku nielenže nevyvolá efekt podporujúci farbivo, ale tiež oslabí príťažlivosť medzi farbivom a vláknom, takže tento typ farbiva možno farbiť bez pridania elektrolytov na farbenie bez obsahu solí. Proces farbenia je podobný ako pri bežných reaktívnych farbivách. V prípade monochlórtriazínových reaktívnych farbív sa ako fixačné činidlo stále pridáva uhličitan sodný. Teplota fixácie je okolo 85 ℃. Miera absorpcie farbiva môže dosiahnuť 90% až 94% a miera fixácie je 80% až 90%. Má dobrú svetlostálosť a stálosť pri praní. Podobné katiónové reaktívne farbivá tiež uvádzajú použitie monofluór-s-triazínu ako aktívnej skupiny. Aktivita monofluór-s-triazínu je vyššia ako aktivita monochlór-s-triazínu.

Tieto farbivá sa môžu farbiť aj v zmesiach bavlna/akryl a ďalšie vlastnosti farbív (ako je vyrovnávanie a kompatibilita atď.) je potrebné ďalej študovať. Poskytuje však nový spôsob farbenia celulózových vlákien bez soli.