Syrefargestoffer, direktefargestoffer og reaktive fargestoffer er alle vannløselige fargestoffer. Produksjonen i 2001 var henholdsvis 30 000 tonn, 20 000 tonn og 45 000 tonn. Imidlertid har landets fargestoffbedrifter lenge viet mer oppmerksomhet til utvikling og forskning på nye strukturelle fargestoffer, mens forskningen på etterbehandling av fargestoffer har vært relativt svak. Vanlig brukte standardiseringsreagenser for vannløselige fargestoffer inkluderer natriumsulfat (natriumsulfat), dekstrin, stivelsesderivater, sukrose, urea, naftalenformaldehydsulfonat, etc. Disse standardiseringsreagensene blandes med det originale fargestoffet i forhold for å oppnå den nødvendige styrkevaren, men de kan ikke dekke behovene til forskjellige trykk- og fargeprosesser i trykk- og fargeindustrien. Selv om de ovennevnte fargestofffortynningsmidlene er relativt lave i kostnad, har de dårlig fuktbarhet og vannløselighet, noe som gjør det vanskelig å tilpasse seg behovene til det internasjonale markedet og kan bare eksporteres som originale fargestoffer. Derfor, i kommersialiseringen av vannløselige fargestoffer, er fuktbarheten og vannløseligheten til fargestoffene problemer som må løses raskt, og de tilsvarende tilsetningsstoffene må stoles på.

Behandling av fargestofffuktbarhet
Generelt sett er fukting erstatning av en væske (bør være en gass) på overflaten med en annen væske. Mer spesifikt bør pulver- eller granulatgrensesnittet være et gass/faststoff-grensesnitt, og fuktingsprosessen er når væske (vann) erstatter gassen på overflaten av partiklene. Det kan sees at fukting er en fysisk prosess mellom stoffer på overflaten. Ved etterbehandling av fargestoff spiller fukting ofte en viktig rolle. Vanligvis bearbeides fargestoffet til en fast tilstand, for eksempel pulver eller granulat, som må fuktes under bruk. Derfor vil fargestoffets fuktbarhet direkte påvirke påføringseffekten. For eksempel, under oppløsningsprosessen er fargestoffet vanskelig å fukte, og det er uønsket at det flyter på vannet. Med den kontinuerlige forbedringen av fargestoffkvalitetskravene i dag, har fuktingsytelsen blitt en av indikatorene for å måle kvaliteten på fargestoffer. Overflateenergien til vann er 72,75 mN/m ved 20 ℃, som avtar med økende temperatur, mens overflateenergien til faste stoffer i utgangspunktet er uendret, vanligvis under 100 mN/m. Vanligvis er metaller og deres oksider, uorganiske salter osv. lette å fukte, noe som kalles høy overflateenergi. Overflateenergien til faste organiske stoffer og polymerer er sammenlignbar med den til vanlige væsker, noe som kalles lav overflateenergi, men den endres med størrelsen på det faste stoffet og porøsitetsgraden. Jo mindre partikkelstørrelsen er, desto større er graden av porøsitet, og overflatestørrelsen avhenger av substratet. Derfor må partikkelstørrelsen til fargestoffet være liten. Etter at fargestoffet er bearbeidet ved kommersiell prosessering som utsalting og maling i forskjellige medier, blir partikkelstørrelsen til fargestoffet finere, krystalliniteten reduseres og krystallfasen endres, noe som forbedrer fargestoffets overflateenergi og letter fuktingen.

Løselighetsbehandling av syrefargestoffer
Med bruk av små badforhold og kontinuerlig fargeteknologi har graden av automatisering i trykking og farging blitt kontinuerlig forbedret. Fremveksten av automatiske fyllstoffer og pastaer, og introduksjonen av flytende fargestoffer krever fremstilling av fargestoffvæsker og trykkpastaer med høy konsentrasjon og høy stabilitet. Imidlertid er løseligheten av sure, reaktive og direkte fargestoffer i husholdningsfargeprodukter bare omtrent 100 g/l, spesielt for syrefargestoffer. Noen varianter er til og med bare omtrent 20 g/l. Fargestoffets løselighet er relatert til fargestoffets molekylstruktur. Jo høyere molekylvekt og jo færre sulfonsyregrupper, desto lavere er løseligheten; ellers desto høyere. I tillegg er den kommersielle prosesseringen av fargestoffer ekstremt viktig, inkludert krystalliseringsmetoden til fargestoffet, malingsgraden, partikkelstørrelsen, tilsetning av tilsetningsstoffer, etc., som vil påvirke fargestoffets løselighet. Jo lettere fargestoffet er å ionisere, desto høyere er dets løselighet i vann. Kommersialiseringen og standardiseringen av tradisjonelle fargestoffer er imidlertid basert på en stor mengde elektrolytter, som natriumsulfat og salt. En stor mengde Na+ i vann reduserer fargestoffets løselighet i vann. For å forbedre løseligheten til vannløselige fargestoffer, bør man derfor ikke tilsette elektrolytt til kommersielle fargestoffer.

Tilsetningsstoffer og løselighet
⑴ Alkoholforbindelse og urea-koløsningsmiddel
Fordi vannløselige fargestoffer inneholder et visst antall sulfonsyregrupper og karboksylsyregrupper, dissosieres fargestoffpartiklene lett i vandig løsning og har en viss mengde negativ ladning. Når ko-løsningsmidlet som inneholder den hydrogenbindingsdannende gruppen tilsettes, dannes et beskyttende lag av hydrerte ioner på overflaten av fargestoffionene, noe som fremmer ioniseringen og oppløsningen av fargestoffmolekylene for å forbedre løseligheten. Polyoler som dietylenglykoleter, tiodietanol, polyetylenglykol, etc. brukes vanligvis som hjelpeløsningsmidler for vannløselige fargestoffer. Fordi de kan danne en hydrogenbinding med fargestoffet, danner overflaten av fargestoffionet et beskyttende lag av hydrerte ioner, noe som forhindrer aggregering og intermolekylær interaksjon mellom fargestoffmolekylene, og fremmer ioniseringen og dissosiasjonen av fargestoffet.
⑵Ikke-ionisk overflateaktivt middel
Å tilsette et bestemt ikke-ionisk overflateaktivt middel til fargestoffet kan svekke bindingskraften mellom fargestoffmolekylene og mellom molekylene, akselerere ioniseringen og få fargestoffmolekylene til å danne miceller i vann, som har god dispergerbarhet. Polare fargestoffer danner miceller. De oppløseliggjørende molekylene danner et nettverk av kompatibilisering mellom molekylene for å forbedre løseligheten, for eksempel polyoksyetyleneter eller -ester. Men hvis ko-løsningsmiddelmolekylet mangler en sterk hydrofob gruppe, vil dispersjons- og oppløselighetseffekten på micellen som dannes av fargestoffet være svak, og løseligheten vil ikke øke betydelig. Prøv derfor å velge løsningsmidler som inneholder aromatiske ringer som kan danne hydrofobe bindinger med fargestoffer. For eksempel alkylfenolpolyoksyetyleneter, polyoksyetylensorbitanester-emulgator og andre, for eksempel polyalkylfenylfenolpolyoksyetyleneter.
⑶ lignosulfonatdispergeringsmiddel
Dispergeringsmiddel har stor innflytelse på fargestoffets løselighet. Å velge et godt dispergeringsmiddel i henhold til fargestoffets struktur vil i stor grad bidra til å forbedre fargestoffets løselighet. I vannløselige fargestoffer spiller det en viss rolle i å forhindre gjensidig adsorpsjon (van der Waals-kraft) og aggregering mellom fargestoffmolekyler. Lignosulfonat er det mest effektive dispergeringsmiddelet, og det finnes forskning på dette i Kina.
Den molekylære strukturen til dispergerte fargestoffer inneholder ikke sterke hydrofile grupper, men bare svakt polare grupper, så de har bare svak hydrofilisitet, og den faktiske løseligheten er svært liten. De fleste dispergerte fargestoffer kan bare løses opp i vann ved 25 ℃. 1 ~ 10 mg/L.
Løseligheten til dispergerte fargestoffer er relatert til følgende faktorer:
Molekylstruktur
«Løseligheten til dispergerte fargestoffer i vann øker når den hydrofobe delen av fargestoffmolekylet avtar og den hydrofile delen (kvaliteten og mengden av polare grupper) øker. Det vil si at løseligheten til fargestoffer med relativt liten relativ molekylmasse og flere svake polare grupper som -OH og -NH2 vil være høyere. Fargestoffer med større relativ molekylmasse og færre svakt polare grupper har relativt lav løselighet. For eksempel, Disperse Red (I), dens M=321, løseligheten er mindre enn 0,1 mg/L ved 25℃, og løseligheten er 1,2 mg/L ved 80℃. Disperse Red (II), M=352, løseligheten ved 25℃ er 7,1 mg/L, og løseligheten ved 80℃ er 240 mg/L.»
Dispergeringsmiddel
I pulveriserte dispergerte fargestoffer er innholdet av rene fargestoffer vanligvis 40 % til 60 %, og resten er dispergeringsmidler, støvtette midler, beskyttelsesmidler, natriumsulfat, etc. Blant disse står dispergeringsmidlet for en større andel.
Dispergeringsmiddelet (diffusjonsmiddelet) kan belegge de fine krystallkornene i fargestoffet til hydrofile kolloidale partikler og dispergere dem stabilt i vann. Etter at den kritiske micellekonsentrasjonen er overskredet, vil det også dannes miceller, noe som vil redusere deler av de små fargekrystallkornene. Oppløst i miceller oppstår det såkalte "oppløselighetsfenomenet", og dermed øker fargestoffets løselighet. Dessuten, jo bedre kvaliteten på dispergeringsmiddelet er og jo høyere konsentrasjonen er, desto større er oppløselighets- og oppløselighetseffekten.
Det skal bemerkes at dispergeringsmiddelets oppløselighetseffekt på dispergerte fargestoffer med forskjellige strukturer er forskjellig, og forskjellen er svært stor; dispergeringsmiddelets oppløselighetseffekt på dispergerte fargestoffer avtar med økende vanntemperatur, noe som er nøyaktig det samme som effekten av vanntemperatur på dispergerte fargestoffer. Effekten av løselighet er motsatt.
Etter at de hydrofobe krystallpartiklene i det dispergerte fargestoffet og dispergeringsmiddelet danner hydrofile kolloidale partikler, vil dispersjonsstabiliteten forbedres betydelig. Dessuten spiller disse kolloidale fargestoffpartiklene rollen som å "tilføre" fargestoffer under fargeprosessen. Fordi etter at fargestoffmolekylene i oppløst tilstand er absorbert av fiberen, vil fargestoffet som er "lagret" i de kolloidale partiklene frigjøres i tide for å opprettholde fargestoffets oppløsningsbalanse.
Tilstanden til dispergert fargestoff i dispersjonen
1-dispergeringsmolekyl
2-farget krystallitt (løseliggjøring)
3-dispergeringsmikelle
4-fargestoff enkeltmolekyl (oppløst)
5-farget korn
6-dispergerende lipofil base
7-dispergerende hydrofil base
8-natriumion (Na+)
9-aggregater av fargestoffkrystallitter
Men hvis «kohesjonen» mellom fargestoffet og dispergeringsmiddelet er for stor, vil «tilførselen» av det enkelte fargestoffmolekylet henge etter, eller fenomenet «tilførsel overstiger etterspørselen» vil føre til at fargehastigheten reduseres direkte og fargeprosenten balanseres, noe som resulterer i langsom farging og lys farge.
Det kan sees at når man velger og bruker dispergeringsmidler, bør man ikke bare vurdere fargestoffets dispersjonsstabilitet, men også påvirkningen på fargestoffets farge.
(3) Temperatur på fargeløsning
Løseligheten til dispergerte fargestoffer i vann øker med økende vanntemperatur. For eksempel er løseligheten til Disperse Yellow i 80 °C vann 18 ganger høyere enn ved 25 °C. Løseligheten til Disperse Red i 80 °C vann er 33 ganger høyere enn ved 25 °C. Løseligheten til Disperse Blue i 80 °C vann er 37 ganger høyere enn ved 25 °C. Hvis vanntemperaturen overstiger 100 °C, vil løseligheten til dispergerte fargestoffer øke enda mer.
Her er en spesiell påminnelse: Denne oppløsningsegenskapen til dispergerte fargestoffer vil medføre skjulte farer for praktiske anvendelser. For eksempel, når fargestoffvæsken varmes opp ujevnt, strømmer fargestoffvæsken med høy temperatur til et sted der temperaturen er lav. Når vanntemperaturen synker, blir fargestoffvæsken overmettet, og det oppløste fargestoffet vil utfelles, noe som forårsaker vekst av fargekrystallkorn og redusert løselighet. Dette resulterer i redusert fargestoffopptak.
(fire) fargestoffkrystallform
Noen dispergerte fargestoffer har fenomenet «isomorfisme». Det vil si at det samme dispergerte fargestoffet, på grunn av ulik dispersjonsteknologi i produksjonsprosessen, vil danne flere krystallformer, som nåler, staver, flak, granuler og blokker. I påføringsprosessen, spesielt ved farging ved 130 °C, vil den mer ustabile krystallformen endres til den mer stabile krystallformen.
Det er verdt å merke seg at den mer stabile krystallformen har større løselighet, og den mindre stabile krystallformen har relativt lavere løselighet. Dette vil direkte påvirke fargestoffopptakshastigheten og fargestoffopptaksprosenten.
(5) Partikkelstørrelse
Generelt har fargestoffer med små partikler høy løselighet og god dispersjonsstabilitet. Fargestoffer med store partikler har lavere løselighet og relativt dårlig dispersjonsstabilitet.
For tiden er partikkelstørrelsen til dispergerte fargestoffer til husholdningsbruk vanligvis 0,5–2,0 μm (Merk: partikkelstørrelsen for dyppefarging krever 0,5–1,0 μm).