Reaktivní barviva mají velmi dobrou rozpustnost ve vodě. Reaktivní barviva spoléhají hlavně na skupinu sulfonové kyseliny na molekule barviva, která se rozpouští ve vodě. Pro barviva reaktivní za mezoteploty obsahující vinylsulfonové skupiny je kromě skupiny sulfonové kyseliny také velmi dobře rozpustnou skupinou β-ethylsulfonylsulfát.

Ve vodném roztoku podléhají sodné ionty na skupině kyseliny sulfonové a skupině -ethylsulfonsulfát hydratační reakci, aby barvivo vytvořilo anion a rozpustilo se ve vodě. Barvení reaktivního barviva závisí na aniontu barviva, které se má barvit na vlákně.

Rozpustnost reaktivních barviv je více než 100 g/l, většina barviv má rozpustnost 200-400 g/l a některá barviva mohou dosáhnout i 450 g/l. Během procesu barvení se však rozpustnost barviva z různých důvodů sníží (nebo je dokonce zcela nerozpustná). Když se rozpustnost barviva sníží, část barviva se změní z jediného volného aniontu na částice v důsledku velkého odpuzování náboje mezi částicemi. Úbytek, částice a částice se budou vzájemně přitahovat a vytvářet aglomeraci. Tento druh aglomerace nejprve shromažďuje částice barviva do aglomerátů, pak se mění na aglomeráty a nakonec se mění na vločky. Přestože jsou vločky jakousi volnou sestavou, kvůli jejich obklopující elektrická dvojitá vrstva tvořená kladnými a zápornými náboji se obecně obtížně rozkládá smykovou silou, když barvicí roztok cirkuluje, a vločky se snadno vysrážejí na tkanině, což má za následek povrchové barvení nebo barvení.

Jakmile barvivo má takovou aglomeraci, stálobarevnost se výrazně sníží a zároveň to způsobí různé stupně skvrn, skvrn a skvrn. U některých barviv flokulace dále urychlí sestavování pod smykovou silou roztoku barviva, což způsobí dehydrataci a vysolení. Jakmile dojde k vysolení, obarvená barva se stane extrémně světlou, nebo dokonce nebude obarvená, i když bude obarvena, budou to vážné barevné skvrny a skvrny.

Příčiny agregace barviva

Hlavním důvodem je elektrolyt. V procesu barvení je hlavním elektrolytem urychlovač barviva (sodná sůl a sůl). Urychlovač barviva obsahuje sodíkové ionty a ekvivalent sodíkových iontů v molekule barviva je mnohem nižší než u urychlovače barviva. Ekvivalentní počet sodných iontů, normální koncentrace urychlovače barviva při normálním procesu barvení nebude mít velký vliv na rozpustnost barviva v barvicí lázni.

Když se však množství urychlovače barviva zvýší, koncentrace sodíkových iontů v roztoku se odpovídajícím způsobem zvýší. Přebytek sodíkových iontů bude inhibovat ionizaci sodíkových iontů na rozpouštěcí skupině molekuly barviva, čímž se sníží rozpustnost barviva. Po více než 200 g/l bude mít většina barviv různé stupně agregace. Když koncentrace urychlovače barviva překročí 250 g/l, stupeň agregace se zesílí, nejprve se vytvoří aglomeráty a poté v roztoku barviva. Rychle se tvoří aglomeráty a vločky a některá barviva s nízkou rozpustností jsou částečně vysolena nebo dokonce dehydratována. Barviva s různou molekulární strukturou mají různé vlastnosti proti aglomeraci a odolnosti proti vysolování. Čím nižší je rozpustnost, tím jsou vlastnosti proti aglomeraci a odolnost vůči solím. Tím horší je analytický výkon.

Rozpustnost barviva je určena především počtem skupin sulfonové kyseliny v molekule barviva a počtem β-ethylsulfonsulfátů. Zároveň platí, že čím větší je hydrofilita molekuly barviva, tím vyšší je rozpustnost a tím nižší je hydrofilita. Čím nižší je rozpustnost. (Například barviva azo struktury jsou hydrofilnější než barviva heterocyklické struktury.) Navíc čím větší je molekulární struktura barviva, tím nižší je rozpustnost a čím menší je molekulární struktura, tím vyšší je rozpustnost.

Rozpustnost reaktivních barviv
Dá se zhruba rozdělit do čtyř kategorií:

Třída A, barviva obsahující diethylsulfonsulfát (tj. vinylsulfon) a tři reaktivní skupiny (monochlors-triazin + divinylsulfon) mají nejvyšší rozpustnost, např. Yuan Qing B, Navy GG, Navy RGB, Golden: RNL A všechny reaktivní černé vyrobené firmou míchání Yuanqing B, tříreaktivní skupinová barviva typu ED, typ Ciba s atd. Rozpustnost těchto barviv se většinou pohybuje kolem 400 g/L.

Třída B, barviva obsahující heterobireaktivní skupiny (monochlors-triazin+vinylsulfon), jako je žlutá 3RS, červená 3BS, červená 6B, červená GWF, RR tři základní barvy, RGB tři základní barvy atd. Jejich rozpustnost je založena na 200–300 gramech Rozpustnost meta-esteru je vyšší než rozpustnost para-esteru.

Typ C: Námořnická modř, která je také heterobireaktivní skupinou: BF, Námořnická modř 3GF, tmavě modrá 2GFN, červená RBN, červená F2B atd., kvůli menšímu počtu skupin sulfonové kyseliny nebo větší molekulové hmotnosti je její rozpustnost také nízká, pouze 100 -200 g/ Vzestup. Třída D: Barviva s monovinylsulfonovou skupinou a heterocyklickou strukturou, s nejnižší rozpustností, jako je brilantní modř KN-R, tyrkysová modř G, zářivě žlutá 4GL, fialová 5R, modrá BRF, brilantní oranž F2R, brilantní červeň F2G atd. Rozpustnost tohoto typu barviva je pouze asi 100 g/l. Tento typ barviva je zvláště citlivý na elektrolyty. Jakmile se tento typ barviva aglomeruje, nemusí ani projít procesem flokulace, přímo vysolováním.

Při normálním procesu barvení je maximální množství urychlovače barviva 80 g/l. Pouze tmavé barvy vyžadují tak vysokou koncentraci urychlovače barviv. Když je koncentrace barviva v barvicí lázni nižší než 10 g/l, většina reaktivních barviv má při této koncentraci stále dobrou rozpustnost a nebude agregovat. Problém je ale v kádi. Podle normálního procesu barvení se nejprve přidá barvivo a po úplném zředění barviva v barvicí lázni do homogenity se přidá urychlovač barviva. Urychlovač barviva v podstatě dokončuje proces rozpouštění v kádi.

Postupujte podle následujícího postupu

Předpoklad: koncentrace barviva 5%, poměr louhu 1:10, hmotnost látky 350 kg (průtok kapaliny dvojitým potrubím), hladina vody 3,5 T, síran sodný 60 g/litr, celkové množství síranu sodného 200 kg (50 kg) /balení celkem 4 balení) ) (Kapacita nádrže na materiál je obecně asi 450 litrů). V procesu rozpouštění síranu sodného se často používá refluxní kapalina z barvicí kádě. Refluxní kapalina obsahuje dříve přidané barvivo. Obecně se do kádě s materiálem nejprve vloží 300 1 refluxní kapaliny a poté se nalijí dva balíčky síranu sodného (100 kg).

Problém je zde, většina barviv se při této koncentraci síranu sodného v různé míře aglomeruje. Mezi nimi bude mít typ C vážnou aglomeraci a barvivo D bude nejen aglomerováno, ale dokonce i vysolovat. I když obecný operátor bude postupovat podle postupu pomalého doplňování roztoku síranu sodného v kádi s materiálem do kádě s barvivem přes hlavní oběhové čerpadlo. Ale barvivo ve 300 litrech roztoku síranu sodného vytvořilo vločky a dokonce se vysolilo.

Když se veškerý roztok v kádi s materiálem naplní do barvicí kádě, je silně viditelné, že na stěně vany a na dně kádě je vrstva mastných částic barviva. Pokud se tyto částice barviva seškrábnou a vloží do čisté vody, je to obecně obtížné. Znovu rozpustit. Ve skutečnosti je všech 300 litrů roztoku vstupujícího do nádoby s barvivem takto.

Pamatujte, že existují také dvě balení Yuanming Powder, která se tímto způsobem také rozpustí a znovu naplní do nádoby s barvivem. Poté se nevyhnutelně objeví skvrny, skvrny a skvrny a barevná stálost je vážně snížena v důsledku povrchového barvení, i když nedochází k žádné zjevné flokulaci nebo vysolování. U třídy A a třídy B s vyšší rozpustností také dojde k agregaci barviva. Přestože tato barviva ještě nevytvořila vločky, alespoň část barviv již vytvořila aglomeráty.

Tyto agregáty obtížně pronikají do vlákna. Protože amorfní plocha bavlněného vlákna umožňuje pouze pronikání a difúzi monoiontových barviv. Do amorfní zóny vlákna se nemohou dostat žádné agregáty. Může být adsorbován pouze na povrchu vlákna. Výrazně se také sníží barevná stálost a ve vážných případech se objeví i barevné fleky a fleky.

Stupeň roztoku reaktivních barviv souvisí s alkalickými činidly

Když se přidá alkalické činidlo, β-ethylsulfonsulfát reaktivního barviva podstoupí eliminační reakci za vzniku skutečného vinylsulfonu, který je velmi rozpustný v genech. Protože eliminační reakce vyžaduje velmi málo alkalických činidel (často představují pouze méně než 1/10 procesní dávky), čím více alkálií se přidá, tím více barviv eliminují reakci. Jakmile dojde k eliminační reakci, sníží se také rozpustnost barviva.

Stejné alkalické činidlo je také silným elektrolytem a obsahuje ionty sodíku. Proto nadměrná koncentrace alkalického činidla také způsobí, že se barvivo, které vytvořilo vinylsulfon, shlukuje nebo dokonce vysolí. Stejný problém se vyskytuje v nádrži na materiál. Když je alkalické činidlo rozpuštěno (vezměte jako příklad sodu), pokud se použije refluxní roztok. V tomto okamžiku již refluxní kapalina obsahuje činidlo urychlující barvivo a barvivo v normální procesní koncentraci. Ačkoli část barviva mohla být vláknem vyčerpána, alespoň více než 40 % zbývajícího barviva je v barvicí lázni. Předpokládejme, že se během provozu nalije balení uhličitanu sodného a koncentrace uhličitanu sodného v nádrži překročí 80 g/l. I když je v tomto okamžiku urychlovač barviva v refluxní kapalině 80 g/l, barvivo v nádrži bude také kondenzovat. Barviva C a D mohou dokonce vysolovat, zvláště u barviv D, i když koncentrace uhličitanu sodného klesne na 20 g/l, dojde k místnímu vysolování. Mezi nimi jsou nejcitlivější Brilliant Blue KN.R, Turquoise Blue G a Supervisor BRF.

Aglomerace barviva nebo dokonce vysolení neznamená, že barvivo bylo zcela hydrolyzováno. Pokud se jedná o aglomeraci nebo vysolování způsobené urychlovačem barviva, může být stále barveno, dokud může být znovu rozpuštěno. Aby se však znovu rozpustil, je nutné přidat dostatečné množství barvivového pomocného prostředku (např. močovina 20 g/l nebo více) a za dostatečného míchání zvýšit teplotu na 90 °C nebo více. Je zřejmé, že ve skutečném provozu procesu je to velmi obtížné.
Aby se zabránilo shlukování nebo vysolování barviv v kádi, musí se při výrobě hlubokých a koncentrovaných barev pro barviva C a D s nízkou rozpustností, stejně jako pro barviva A a B, použít proces přenosového barvení.

Provoz a analýza procesu

1. Použijte nádobu s barvivem pro návrat urychlovače barviva a zahřejte jej v nádobě, aby se rozpustil (60-80 °C). Protože ve sladké vodě není žádné barvivo, urychlovač barviva nemá žádnou afinitu k látce. Rozpuštěný urychlovač barviva lze co nejrychleji naplnit do barvicí kádě.

2. Po 5 minutách cirkulace solného roztoku je urychlovač barviva v podstatě zcela rovnoměrný a poté se přidá předem rozpuštěný roztok barviva. Roztok barviva je třeba ředit refluxním roztokem, protože koncentrace urychlovače barviva v refluxním roztoku je pouze 80 gramů/l, barvivo se neshlukuje. Zároveň, protože barvivo nebude ovlivněno (relativně nízkou koncentrací) urychlovačem barviva, nastane problém s barvením. V této době není třeba barvicí roztok řídit časem k naplnění barvicí kádě a obvykle je hotovo za 10-15 minut.

3. Alkalická činidla by měla být co nejvíce hydratována, zvláště u C a D barviv. Protože je tento typ barviva velmi citlivý na alkalická činidla v přítomnosti činidel podporujících barviva, je rozpustnost alkalických činidel relativně vysoká (rozpustnost uhličitanu sodného při 60 °C je 450 g/l). Čisté vody potřebné k rozpuštění alkalického činidla nemusí být příliš velké, ale rychlost přidávání alkalického roztoku musí být v souladu s požadavky procesu a obecně je lepší přidávat ji postupně.

4. U divinylsulfonových barviv v kategorii A je reakční rychlost relativně vysoká, protože jsou zvláště citlivá na alkalická činidla při 60 °C. Aby se zabránilo okamžité fixaci barvy a nerovnoměrné barvě, můžete předem přidat 1/4 alkalického činidla při nízké teplotě.

V procesu transferového barvení je to pouze alkalické činidlo, které potřebuje řídit rychlost podávání. Proces přenosového barvení není použitelný pouze pro metodu ohřevu, ale také pro metodu konstantní teploty. Metoda konstantní teploty může zvýšit rozpustnost barviva a urychlit difúzi a pronikání barviva. Rychlost bobtnání amorfní oblasti vlákna při 60 °C je asi dvakrát vyšší než při 30 °C. Proto je proces konstantní teploty vhodnější pro sýr, Hanku. Osnovní paprsky zahrnují barvicí metody s nízkými poměry louhu, jako je barvení přípravkem, které vyžaduje vysokou penetraci a difúzi nebo relativně vysokou koncentraci barviva.

Všimněte si, že síran sodný v současnosti dostupný na trhu je někdy relativně alkalický a jeho hodnota PH může dosáhnout 9-10. To je velmi nebezpečné. Pokud porovnáte čistý síran sodný s čistou solí, sůl má vyšší vliv na agregaci barviva než síran sodný. Je to proto, že ekvivalent iontů sodíku v kuchyňské soli je vyšší než v síranu sodném při stejné hmotnosti.

Agregace barviv dost souvisí s kvalitou vody. Obecně platí, že ionty vápníku a hořčíku pod 150 ppm nebudou mít velký vliv na agregaci barviv. Nicméně ionty těžkých kovů ve vodě, jako jsou železité ionty a ionty hliníku, včetně některých mikroorganismů řas, urychlí agregaci barviva. Pokud například koncentrace železitých iontů ve vodě přesáhne 20 ppm, antikohezní schopnost barviva se může výrazně snížit a vliv řas je vážnější.

Připojeno k testu odolnosti proti shlukování a vysolování barviva:

Stanovení 1: Odvažte 0,5 g barviva, 25 g síranu sodného nebo soli a rozpusťte ve 100 ml přečištěné vody při 25 °C po dobu asi 5 minut. Pomocí odkapávací hadičky odsajte roztok a kápněte 2 kapky nepřetržitě na stejné místo na filtrační papír.

Stanovení 2: Naváží se 0,5 g barviva, 8 g síranu sodného nebo soli a 8 g uhličitanu sodného a rozpustí se ve 100 ml přečištěné vody při teplotě asi 25 °C po dobu asi 5 minut. Pomocí kapátka průběžně nasávejte roztok na filtrační papír. 2 kapky.

Výše uvedený způsob lze použít k jednoduchému posouzení schopnosti barviva proti shlukování a vysolování a v zásadě lze posoudit, jaký postup barvení by měl být použit.