Reaktive fargestoffer har sterke farger og komplette kromatogrammer. De er kjent for sin enkle påføring, lave kostnad og utmerkede holdbarhet. Spesielt med utviklingen av cellulosefibre de siste årene har reaktive fargestoffer blitt den viktigste typen fargestoff for tekstilfarging av cellulosefibre.

Men det mest fremtredende problemet med reaktive fargestoffer er den lave utmattelseshastigheten og fikseringshastigheten. I den tradisjonelle fargeprosessen for cellulosefiber må en stor mengde uorganisk salt (natriumklorid eller natriumsulfat) tilsettes for å forbedre fargestoffopptaket og fikseringshastigheten til reaktive fargestoffer. Avhengig av fargestoffstrukturen og fargen er mengden salt som brukes vanligvis 30 til 150 g/L. Selv om det har blitt gjort store fremskritt i behandlingen av organiske forbindelser i trykk- og fargingsavløpsvann, kan ikke tilsetningen av en stor mengde uorganiske salter i fargeprosessen behandles med enkle fysiske og biokjemiske metoder.

Forskning på teknologien bak reaktive fargestoffer og saltfrie fargestoffer

Fra et økologisk perspektiv endrer utslipp av avløpsvann med høyt saltinnhold fra trykking og fargeing direkte vannkvaliteten i elver og innsjøer og ødelegger det økologiske miljøet.
bilde
Den høye permeabiliteten til salt vil føre til saltinnhold i jorden rundt elver og innsjøer, noe som reduserer avlingene. Kort sagt kan bruken av store mengder uorganiske salter verken brytes ned eller resirkuleres, og har samtidig en stor negativ innvirkning på vannkvaliteten og jordsmonnet. Basert på dette gjennomgår denne artikkelen den siste forskningsfremgangen innen saltfri fargeteknologi, og diskuterer systematisk de strukturelle endringene i reaktive fargestoffer med lavt saltinnhold, podeteknologi og tverrbindingsteknologi.

Reaktive fargestoffer for saltfri farging

De fremragende egenskapene til reaktive fargestoffer er liten molekylær struktur, god hydrofilisitet og enkel avvasking av flytende farge etter fiksering. Dette er en viktig innovasjon i utformingen av fargestoffmolekyler. Men dette fører også til lav fargestoffutmattelseshastighet og fikseringshastighet, og en stor mengde salt må tilsettes under farging. Dette fører til tap av en stor mengde salt avløpsvann og fargestoffer, og øker dermed kostnadene for avløpsrensing. Miljøforurensning er alvorlig. Noen fargestoffselskaper har begynt å fokusere på screening og forbedring av fargestoffforløpere og reaktive grupper, og å utvikle reaktive fargestoffer for lavsaltfarging. CibacronLs lansert av Ciba er en type lavsaltfargestoff som bruker forskjellige aktive grupper til å kombinere. Kjennetegnene ved dette fargestoffet er at mengden salt som brukes i farging er 1/4 til 1/2 av mengden vanlige reaktive fargestoffer. Det er ikke følsomt for endringer i badforholdet og har god reproduserbarhet. Denne typen fargestoffer er hovedsakelig dyppefarging og kan brukes sammen med dispergerte fargestoffer for rask ett-badsfarging av polyester/bomullsblandinger.

Sumitomo Corporation i Japan foreslo et sett med fargemetoder som er egnet for Sumifux Supra-serien av fargestoffer. Det kalles LETfS-fargemetoden. Mengden uorganisk salt som brukes i denne metoden er bare 1/2 til 1/3 av den tradisjonelle prosessen, og badforholdet kan nå 1:10. De lanserte også en serie reaktive fargestoffer som er kompatible med prosessen. Denne serien av fargestoffer er heterobireaktive fargestoffer bestående av monoklortriazin og B-etylsulfonsulfat. Mengden gjenværende fargestoff i fargeavløpsvannet fra denne serien av fargestoffer er bare 25 %–30 % av fargestoffinnholdet i det generelle reaktive fargeavløpsvannet. Det anbefales for farging av Tencel-fibre. Det viser utmerket påføringsytelse når det gjelder fikseringshastighet, enkel vask og varierende fasthet på fargede produkter.

DyStar lanserte RemazolEF-serien med fargestoffer som er egnet for saltfri farging. Den aktive gruppen er hovedsakelig B-hydroksyetylsulfonsulfat, og lanserte en miljøvennlig saltfri fargeprosess. Mengden uorganisk salt som brukes er 1/3 av den konvensjonelle prosessen. Fargeprosessen er forkortet. I tillegg dekker systemet et bredt spekter av kromatogrammer. En rekke av tre primærfarger kan kombineres for å oppnå lyse farger. Clariant (Clariant) lanserte DrimareneHF-serien med reaktive fargestoffer, hovedsakelig i fire varianter: DrimareneBlueHF-RL, ownHF-2RL, NavyHF-G, RedHF-G, som brukes til utmattelsesfarging og kontinuerlig farging av cellulosefibre, med påføringsytelse og god fasthet. Fikseringshastigheten er ganske høy, salt- og væskeforholdet er lavt. Nøytral fiksering, god vaskbarhet.

Noen nyutviklede reaktive fargestoffer kan øke fargestoffenes direktehet ved å øke volumet av fargestoffmolekyler og redusere mengden uorganiske salter. For eksempel kan innføring av ureagrupper øke direkteheten til aktive grupper og redusere mengden uorganiske salter. Forbedre fikseringshastigheten; det finnes også polyazofargestoffforløpere (som trisazo, tetraazo) for å øke fargestoffets direktehet og oppnå formålet med saltfri farging. Den høye steriske hindringseffekten til noen fargestoffer i strukturen kan også endre reaktiviteten til de reaktive gruppene i reaktive fargestoffer og mengden salt som brukes i farging betydelig. Disse steriske hindringseffektene er vanligvis innføring av alkylsubstituenter på forskjellige posisjoner på fargestoffmatrisen. Deres grunnleggende strukturelle trekk er oppsummert av forskere som følger:

Aktiv gruppe én SO: CH2CH: oS03Na kan være i meta- eller paraposisjonen til benzenringen;

R3 kan være i orto-, inter- eller para-posisjonen til benzenringen. Strukturformelen er vinylsulfonreaktive fargestoffer.

Ulike substituenter eller forskjellige substitusjonsposisjoner på fargestoffene kan oppnå samme fargeverdi under de samme fargeforholdene, men mengdene av fargesalt er ganske forskjellige.

Utmerkede reaktive fargestoffer med lavt saltinnhold må ha følgende egenskaper: 1) Mengden salt som brukes i farging reduseres kraftig; 2) Farging i et fargebad med lavt badforhold, stabil fargebad; 3) God vaskbarhet. Reduserer etterbehandlingstiden; 4) Utmerket reproduserbarhet. Når det gjelder fargestoffforbedring, i tillegg til den ovennevnte forbedringen av fargestoffmatriksstrukturen og en rimelig kombinasjon av aktive grupper, har noen syntetisert de såkalte kationiske reaktive fargestoffene, som kan farges uten å tilsette salt. F.eks. kationiske reaktive fargestoffer med følgende struktur:

Det kan sees fra formelen ovenfor at fargestoffet er koblet til den aktive gruppen til monoklor-triazin. En pyridin-kvaternær ammoniumgruppe er også festet til s-triazinringen. Fargestoffet er positivt ladet, og den kvaternære ammoniumgruppen er en vannløselig gruppe. Siden det ikke bare ikke er noen ladningsfrastøtning mellom fargestoffmolekylene og fiberen, men også tiltrekning av positive og negative ladninger, er fargestoffet lett å nærme seg fiberoverflaten og adsorbere til den fargede fiberen. Tilstedeværelsen av elektrolytter i fargeløsningen vil ikke bare ikke gi den fargestofffremmende effekten, men også svekke tiltrekningen mellom fargestoffet og fiberen, slik at denne typen fargestofffarging kan farges uten å tilsette elektrolytter for saltfri farging. Fargeprosessen ligner på vanlige reaktive fargestoffer. For monoklor-triazin-reaktive fargestoffer tilsettes fortsatt natriumkarbonat som fikseringsmiddel. Fikseringstemperaturen er rundt 85 ℃. Fargestoffopptakshastigheten kan nå 90 % til 94 %, og fikseringshastigheten er 80 % til 90 %. Den har god lysfasthet og vaskefasthet. Lignende kationiske reaktive fargestoffer har også blitt rapportert ved bruk av monofluor-s-triazin som aktiv gruppe. Aktiviteten til monofluor-s-triazin er høyere enn den til monoklor-s-triazin.

Disse fargestoffene kan også farges i blandinger av bomull/akryl, og andre egenskaper ved fargestoffene (som utjevning og kompatibilitet osv.) må studeres videre. Men det gir en ny måte for cellulosefiber å utføre saltfri farging på.