Reaktívne farbivá majú veľmi dobrú rozpustnosť vo vode. Reaktívne farbivá sa pri rozpúšťaní vo vode spoliehajú hlavne na skupinu sulfónovej kyseliny na molekule farbiva. Pre farbivá reaktívne s mezoteplotou, ktoré obsahujú vinylsulfónové skupiny, je okrem skupiny sulfónovej kyseliny veľmi dobre rozpustnou skupinou aj β-etylsulfonylsulfát.

Vo vodnom roztoku sa sodné ióny na skupine kyseliny sulfónovej a skupine -etylsulfónsulfát podrobia hydratačnej reakcii, aby farbivo vytvorilo anión a rozpustilo sa vo vode. Farbenie reaktívneho farbiva závisí od aniónu farbiva, ktoré sa má farbiť na vlákno.

Rozpustnosť reaktívnych farbív je viac ako 100 g/l, väčšina farbív má rozpustnosť 200-400 g/l a niektoré farbivá môžu dosiahnuť aj 450 g/l. Počas procesu farbenia sa však rozpustnosť farbiva z rôznych dôvodov zníži (alebo je dokonca úplne nerozpustná). Keď sa rozpustnosť farbiva zníži, časť farbiva sa zmení z jediného voľného aniónu na častice v dôsledku veľkého odpudzovania náboja medzi časticami. Pokles, častice a častice sa budú navzájom priťahovať, aby vytvorili aglomeráciu. Tento druh aglomerácie najprv zhromažďuje častice farbiva do aglomerátov, potom sa mení na aglomeráty a nakoniec sa mení na vločky. Aj keď sú vločky akousi voľnou zostavou, kvôli ich okolitej elektrickej dvojitej vrstve tvorenej kladnými a zápornými nábojmi sa vo všeobecnosti ťažko rozkladá šmykovou silou, keď farbiaci roztok cirkuluje, a vločky sa ľahko zrážajú na tkanine, čo má za následok zafarbenie alebo zafarbenie povrchu.

Keď už farbivo má takúto aglomeráciu, stálofarebnosť sa výrazne zníži a zároveň spôsobí rôzne stupne škvŕn, škvŕn a škvŕn. V prípade niektorých farbív flokulácia ďalej urýchli zostavenie pod šmykovou silou roztoku farbiva, čo spôsobí dehydratáciu a vysolenie. Akonáhle dôjde k vysoleniu, zafarbená farba sa stane extrémne svetlou alebo dokonca nezafarbená, aj keď je zafarbená, budú to vážne farebné škvrny a škvrny.

Príčiny agregácie farbiva

Hlavným dôvodom je elektrolyt. V procese farbenia je hlavným elektrolytom urýchľovač farbiva (sodná soľ a soľ). Urýchľovač farbiva obsahuje sodíkové ióny a ekvivalent sodíkových iónov v molekule farbiva je oveľa nižší ako v akcelerátore farbiva. Ekvivalentný počet sodíkových iónov, normálna koncentrácia urýchľovača farbiva v normálnom procese farbenia nebude mať veľký vplyv na rozpustnosť farbiva vo farbivom kúpeli.

Keď sa však množstvo urýchľovača farbiva zvýši, zodpovedajúcim spôsobom sa zvýši aj koncentrácia sodíkových iónov v roztoku. Nadbytok sodíkových iónov bude inhibovať ionizáciu sodíkových iónov na rozpúšťacej skupine molekuly farbiva, čím sa zníži rozpustnosť farbiva. Po viac ako 200 g/l bude mať väčšina farbív rôzne stupne agregácie. Keď koncentrácia urýchľovača farbiva presiahne 250 g/l, stupeň agregácie sa zintenzívni, najskôr sa vytvoria aglomeráty a potom v roztoku farbiva. Aglomeráty a vločky sa tvoria rýchlo a niektoré farbivá s nízkou rozpustnosťou sú čiastočne vysolené alebo dokonca dehydratované. Farbivá s rôznymi molekulárnymi štruktúrami majú rôzne vlastnosti proti aglomerácii a odolnosti voči vysoleniu. Čím nižšia je rozpustnosť, tým sú vlastnosti proti aglomerácii a odolnosti voči soliam. Čím horší je analytický výkon.

Rozpustnosť farbiva je určená najmä počtom skupín kyseliny sulfónovej v molekule farbiva a počtom β-etylsulfónsulfátov. Zároveň platí, že čím väčšia je hydrofilnosť molekuly farbiva, tým vyššia je rozpustnosť a tým nižšia je hydrofilnosť. Čím nižšia je rozpustnosť. (Napríklad farbivá s azo štruktúrou sú hydrofilnejšie ako farbivá s heterocyklickou štruktúrou.) Navyše, čím väčšia je molekulárna štruktúra farbiva, tým nižšia je rozpustnosť a čím menšia je molekulárna štruktúra, tým vyššia je rozpustnosť.

Rozpustnosť reaktívnych farbív
Dá sa zhruba rozdeliť do štyroch kategórií:

Trieda A, farbivá obsahujúce dietylsulfónsulfát (t.j. vinylsulfón) a tri reaktívne skupiny (monochlors-triazín + divinylsulfón) majú najvyššiu rozpustnosť, ako napríklad Yuan Qing B, Navy GG, Navy RGB, Golden: RNL A všetky reaktívne čierne vyrobené firmou miešanie Yuanqing B, farbivá s tromi reaktívnymi skupinami ako typ ED, typ Ciba s atď. Rozpustnosť týchto farbív je väčšinou okolo 400 g/l.

Trieda B, farbivá obsahujúce heterobireaktívne skupiny (monochlórtriazín+vinylsulfón), ako je žltá 3RS, červená 3BS, červená 6B, červená GWF, RR tri základné farby, RGB tri základné farby atď. Ich rozpustnosť je založená na 200-300 gramoch Rozpustnosť meta-esteru je vyššia ako rozpustnosť para-esteru.

Typ C: námornícka modrá, ktorá je tiež heterobireaktívnou skupinou: BF, námornícka modrá 3GF, tmavomodrá 2GFN, červená RBN, červená F2B atď., kvôli menšiemu počtu skupín kyseliny sulfónovej alebo väčšej molekulovej hmotnosti je jej rozpustnosť tiež nízka, iba 100 -200 g/ stúpať. Trieda D: Farbivá s monovinylsulfónovou skupinou a heterocyklickou štruktúrou, s najnižšou rozpustnosťou, ako je brilantná modrá KN-R, tyrkysová modrá G, žiarivo žltá 4GL, fialová 5R, modrá BRF, brilantná oranžová F2R, brilantná červená F2G atď. tohto typu farbiva je len asi 100 g/l. Tento typ farbiva je obzvlášť citlivý na elektrolyty. Akonáhle sa tento typ farbiva aglomeruje, nemusí ani prejsť procesom flokulácie, priamo vysolením.

Pri normálnom procese farbenia je maximálne množstvo urýchľovača farbiva 80 g/l. Iba tmavé farby vyžadujú takú vysokú koncentráciu urýchľovača farbiva. Keď je koncentrácia farbiva vo farbiacom kúpeli nižšia ako 10 g/l, väčšina reaktívnych farbív má pri tejto koncentrácii stále dobrú rozpustnosť a nebude agregovať. Problém je však v kade. Podľa bežného procesu farbenia sa najskôr pridá farbivo a po úplnom zriedení farbiva vo farbivom kúpeli na rovnomernosť sa pridá farbiaci urýchľovač. Urýchľovač farbiva v podstate dokončuje proces rozpúšťania v kade.

Postupujte podľa nasledujúceho postupu

Predpoklad: koncentrácia farbiva 5%, pomer lúhu 1:10, hmotnosť látky 350 kg (prietok kvapaliny dvojitým potrubím), hladina vody 3,5 T, síran sodný 60 g/liter, celkové množstvo síranu sodného 200 kg (50 kg) /balenie spolu 4 balenia) ) (Kapacita nádrže na materiál je vo všeobecnosti asi 450 litrov). V procese rozpúšťania síranu sodného sa často používa refluxná kvapalina z farbiacej nádoby. Refluxná kvapalina obsahuje predtým pridané farbivo. Vo všeobecnosti sa 300 1 refluxnej kvapaliny najprv vloží do nádoby na materiál a potom sa nalejú dva balíčky síranu sodného (100 kg).

Problém je tu, väčšina farbív sa pri tejto koncentrácii síranu sodného v rôznej miere aglomeruje. Medzi nimi typ C bude mať vážnu aglomeráciu a farbivo D sa nielen aglomeruje, ale dokonca aj vysolí. Aj keď všeobecný operátor bude postupovať podľa postupu pomalého dopĺňania roztoku síranu sodného v nádobe na materiál do nádoby na farbivo cez hlavné obehové čerpadlo. Ale farbivo v 300 litroch roztoku síranu sodného vytvorilo vločky a dokonca vysolilo.

Keď sa všetok roztok v nádobe s materiálom naplní do nádoby na farbenie, je výrazne viditeľné, že na stene nádoby a na dne nádoby je vrstva mastných častíc farbiva. Ak sa tieto častice farbiva zoškrabú a vložia do čistej vody, je to vo všeobecnosti ťažké. Znovu rozpustite. V skutočnosti je 300 litrov roztoku vstupujúceho do nádoby s farbivom takto.

Pamätajte, že existujú aj dve balenia Yuanming Powder, ktoré sa týmto spôsobom tiež rozpustia a znovu naplnia do nádoby na farbenie. Potom sa nevyhnutne vyskytnú škvrny, fľaky a fľaky a farebná stálosť je výrazne znížená v dôsledku povrchového farbenia, aj keď nie je zjavné flokulovanie alebo vysolovanie. Pri triede A a triede B s vyššou rozpustnosťou tiež dôjde k agregácii farbiva. Hoci tieto farbivá ešte nevytvorili flokulácie, aspoň časť farbív už vytvorila aglomeráty.

Tieto agregáty ťažko prenikajú do vlákna. Pretože amorfná oblasť bavlneného vlákna umožňuje penetráciu a difúziu monoiónových farbív. Do amorfnej zóny vlákna sa nemôžu dostať žiadne agregáty. Môže sa adsorbovať iba na povrchu vlákna. Výrazne sa zníži aj stálofarebnosť a vo vážnych prípadoch sa vyskytnú aj farebné fľaky a fľaky.

Stupeň roztoku reaktívnych farbív súvisí s alkalickými činidlami

Keď sa pridá alkalické činidlo, β-etylsulfónsulfón reaktívneho farbiva podstúpi eliminačnú reakciu za vzniku skutočného vinylsulfónu, ktorý je veľmi rozpustný v génoch. Pretože eliminačná reakcia vyžaduje veľmi málo alkalických činidiel (často len menej ako 1/10 procesnej dávky), čím viac alkálií sa pridá, tým viac farbív eliminuje reakciu. Akonáhle dôjde k eliminačnej reakcii, zníži sa aj rozpustnosť farbiva.

Rovnaké alkalické činidlo je tiež silným elektrolytom a obsahuje ióny sodíka. Preto nadmerná koncentrácia alkalického činidla tiež spôsobí, že sa farbivo, ktoré vytvorilo vinylsulfón, aglomeruje alebo dokonca vysolí. Rovnaký problém sa vyskytuje v nádrži na materiál. Keď je alkalické činidlo rozpustené (ako príklad si vezmite sódu), ak sa použije refluxný roztok. V tomto čase refluxná kvapalina už obsahuje činidlo urýchľujúce farbivo a farbivo v normálnej procesnej koncentrácii. Hoci časť farbiva mohla byť vyčerpaná vláknom, aspoň viac ako 40 % zostávajúceho farbiva je vo farbiacej tekutine. Predpokladajme, že počas prevádzky sa naleje balenie sódy a koncentrácia sódy v nádrži presiahne 80 g/l. Aj keď je v tomto čase urýchľovač farbiva v refluxnej kvapaline 80 g/l, farbivo v nádrži bude tiež kondenzovať. Farbivá C a D môžu dokonca vysoliť, najmä u farbív D, aj keď koncentrácia sódy klesne na 20 g/l, dôjde k lokálnemu vysoleniu. Medzi nimi sú najcitlivejšie Brilliant Blue KN.R, Turquoise Blue G a Supervisor BRF.

Aglomerácia farbiva alebo dokonca vysolenie neznamená, že farbivo bolo úplne hydrolyzované. Ak ide o aglomeráciu alebo vysolenie spôsobené urýchľovačom farbiva, môže sa stále farbiť, pokiaľ sa dá znova rozpustiť. Aby sa však znovu rozpustil, je potrebné pridať dostatočné množstvo farbiaceho pomocného prípravku (napr. močovina 20 g/l alebo viac) a za dostatočného miešania zvýšiť teplotu na 90°C alebo viac. Je zrejmé, že v skutočnej prevádzke procesu je to veľmi ťažké.
Aby sa zabránilo zhlukovaniu alebo vysolovaniu farbív v nádobe, pri výrobe sýtych a koncentrovaných farieb pre farbivá C a D s nízkou rozpustnosťou, ako aj farbivá A a B sa musí použiť proces prenosového farbenia.

Prevádzka a analýza procesov

1. Použite nádobu s farbivom na vrátenie urýchľovača farby a zahrejte ho v nádobe, aby sa rozpustil (60 až 80 °C). Pretože v sladkej vode nie je žiadne farbivo, urýchľovač farbiva nemá žiadnu afinitu k tkanine. Rozpustený urýchľovač farbiva sa môže čo najrýchlejšie naplniť do farbiacej kade.

2. Po 5 minútach cirkulácie soľného roztoku je urýchľovač farbiva v podstate úplne rovnomerný a potom sa pridá vopred rozpustený roztok farbiva. Roztok farbiva je potrebné riediť refluxným roztokom, pretože koncentrácia urýchľovača farbiva v refluxnom roztoku je len 80 gramov/l, farbivo sa nebude aglomerovať. Zároveň, pretože farbivo nebude ovplyvnené (pomerne nízkou koncentráciou) urýchľovačom farbiva, nastane problém s farbením. V tomto čase nemusí byť roztok farbiva riadený časom na naplnenie farbiacej kade a zvyčajne je dokončený za 10-15 minút.

3. Alkalické činidlá by mali byť čo najviac hydratované, najmä pre C a D farbivá. Pretože tento typ farbiva je veľmi citlivý na alkalické činidlá v prítomnosti farbiacich činidiel, rozpustnosť alkalických činidiel je relatívne vysoká (rozpustnosť sódy pri 60 °C je 450 g/l). Čistej vody potrebnej na rozpustenie alkalického činidla nemusí byť príliš veľa, ale rýchlosť pridávania alkalického roztoku musí byť v súlade s požiadavkami procesu a vo všeobecnosti je lepšie pridávať ho postupne.

4. Pre divinylsulfónové farbivá v kategórii A je reakčná rýchlosť relatívne vysoká, pretože sú obzvlášť citlivé na alkalické činidlá pri 60 °C. Aby ste predišli okamžitej fixácii farby a nerovnomernej farbe, môžete vopred pridať 1/4 alkalického činidla pri nízkej teplote.

V procese transferového farbenia je to len alkalické činidlo, ktoré potrebuje riadiť rýchlosť podávania. Proces transferového farbenia nie je použiteľný len pre metódu zahrievania, ale aj pre metódu konštantnej teploty. Metóda konštantnej teploty môže zvýšiť rozpustnosť farbiva a urýchliť difúziu a penetráciu farbiva. Rýchlosť napučiavania amorfnej oblasti vlákna pri 60 °C je približne dvakrát vyššia ako pri 30 °C. Preto je proces konštantnej teploty vhodnejší pre syr, hank. Osnovné lúče zahŕňajú spôsoby farbenia s nízkymi pomermi lúhu, ako je napríklad farbenie prípravkom, ktoré si vyžaduje vysokú penetráciu a difúziu alebo relatívne vysokú koncentráciu farbiva.

Všimnite si, že síran sodný, ktorý je v súčasnosti dostupný na trhu, je niekedy relatívne alkalický a jeho hodnota pH môže dosiahnuť 9-10. To je veľmi nebezpečné. Ak porovnáte čistý síran sodný s čistou soľou, soľ má vyšší vplyv na agregáciu farbiva ako síran sodný. Je to preto, že ekvivalent iónov sodíka v kuchynskej soli je vyšší ako v sírane sodnom pri rovnakej hmotnosti.

Agregácia farbív dosť súvisí s kvalitou vody. Vo všeobecnosti ióny vápnika a horčíka pod 150 ppm nebudú mať veľký vplyv na agregáciu farbív. Avšak ióny ťažkých kovov vo vode, ako sú železité ióny a ióny hliníka, vrátane niektorých mikroorganizmov rias, urýchlia agregáciu farbiva. Napríklad, ak koncentrácia železitých iónov vo vode prekročí 20 ppm, antikohézna schopnosť farbiva sa môže výrazne znížiť a vplyv rias je vážnejší.

Pripojený test odolnosti proti zhlukovaniu a vysolovaniu farbiva:

Stanovenie 1: Odvážte 0,5 g farbiva, 25 g síranu sodného alebo soli a rozpustite v 100 ml čistenej vody pri 25 °C asi 5 minút. Pomocou odkvapkávacej trubice odsajte roztok a kvapnite 2 kvapky nepretržite do rovnakého miesta na filtračný papier.

Stanovenie 2: Navážte 0,5 g farbiva, 8 g síranu sodného alebo soli a 8 g uhličitanu sodného a rozpustite v 100 ml čistenej vody pri teplote asi 25 °C počas asi 5 minút. Pomocou kvapkadla nepretržite nasávajte roztok na filtračný papier. 2 kvapky.

Vyššie uvedený spôsob možno použiť na jednoduché posúdenie schopnosti farbiva proti zhlukovaniu a vysolovaniu a v zásade možno posúdiť, ktorý postup farbenia by sa mal použiť.