Reaktive fargestoffer har en veldig god løselighet i vann. Reaktive fargestoffer er hovedsakelig avhengige av sulfonsyregruppen på fargestoffmolekylet for å løse seg opp i vann. For mesotemperatur-reaktive fargestoffer som inneholder vinylsulfongrupper, er β-etylsulfonylsulfat i tillegg til sulfonsyregruppen også en veldig god løselig gruppe.

I den vandige løsningen gjennomgår natriumionene på sulfonsyregruppen og β-etylsulfonsulfatgruppen en hydreringsreaksjon for å få fargestoffet til å danne et anion og løse seg opp i vannet. Fargingen av det reaktive fargestoffet avhenger av anionet til fargestoffet som skal farges til fiberen.

Løseligheten til reaktive fargestoffer er mer enn 100 g/l, de fleste fargestoffene har en løselighet på 200–400 g/l, og noen fargestoffer kan til og med nå 450 g/l. Imidlertid vil fargestoffets løselighet avta av forskjellige årsaker (eller til og med være fullstendig uløselig). Når fargestoffets løselighet avtar, vil deler av fargestoffet gå fra et enkelt fritt anion til partikler på grunn av den store ladningsfrastøtningen mellom partiklene. Når dette skjer, vil partikler og partikler tiltrekke hverandre for å produsere agglomerering. Denne typen agglomerering samler først fargestoffpartikler i agglomerater, deretter blir de til agglomerater og til slutt til flokker. Selv om flokkene er en slags løs sammensetning, er det omgivende elektriske dobbeltlaget som dannes av positive og negative ladninger generelt vanskelig å dekomponere av skjærkraften når fargestoffvæsken sirkulerer, og flokkene er lett å utfelle på stoffet, noe som resulterer i overflatefarging eller flekker.

Når fargestoffet har en slik agglomerering, vil fargefastheten reduseres betydelig, og samtidig vil det forårsake ulik grad av flekker, flekker og flekker. For noen fargestoffer vil flokkuleringen akselerere monteringen ytterligere under skjærkraften fra fargestoffløsningen, noe som forårsaker dehydrering og utsalting. Når utsalting skjer, vil den fargede fargen bli ekstremt lys, eller til og med ikke farget, selv om den er farget, vil det være alvorlige fargeflekker og flekker.

Årsaker til fargestoffaggregering

Hovedårsaken er elektrolytten. I fargeprosessen er hovedelektrolytten fargestoffakseleratoren (natriumsalt og salt). Fargestoffakseleratoren inneholder natriumioner, og ekvivalenten av natriumioner i fargestoffmolekylet er mye lavere enn fargestoffakseleratoren. Ekvivalenten av natriumioner, normal konsentrasjon av fargestoffakseleratoren i den normale fargeprosessen, vil ikke ha stor innflytelse på fargestoffets løselighet i fargestoffbadet.

Men når mengden fargestoffakselerator øker, øker konsentrasjonen av natriumioner i løsningen tilsvarende. Overskudd av natriumioner vil hemme ioniseringen av natriumioner på den oppløsende gruppen i fargestoffmolekylet, og dermed redusere fargestoffets løselighet. Etter mer enn 200 g/L vil de fleste fargestoffene ha ulik aggregeringsgrad. Når konsentrasjonen av fargestoffakseleratoren overstiger 250 g/L, vil aggregeringsgraden intensiveres, og først dannes agglomerater, og deretter i fargestoffløsningen. Agglomerater og flokkuler dannes raskt, og noen fargestoffer med lav løselighet blir delvis saltet ut eller til og med dehydrert. Fargestoffer med ulik molekylstruktur har ulik motstand mot agglomerering og utsaltingsresistens. Jo lavere løselighet, desto dårligere er den analytiske ytelsen.

Løseligheten til fargestoffet bestemmes hovedsakelig av antallet sulfonsyregrupper i fargestoffmolekylet og antallet β-etylsulfonsulfater. Samtidig, jo større hydrofilisiteten til fargestoffmolekylet er, desto høyere er løseligheten og desto lavere er hydrofilisiteten. Desto lavere er løseligheten. (For eksempel er fargestoffer med azostruktur mer hydrofile enn fargestoffer med heterosyklisk struktur.) I tillegg, jo større molekylstrukturen til fargestoffet er, desto lavere er løseligheten, og jo mindre molekylstrukturen er, desto høyere er løseligheten.

Løselighet av reaktive fargestoffer
Det kan grovt sett deles inn i fire kategorier:

Klasse A-fargestoffer som inneholder dietylsulfonsulfat (dvs. vinylsulfon) og tre reaktive grupper (monoklortriazin + divinylsulfon) har den høyeste løseligheten, slik som Yuan Qing B, Navy GG, Navy RGB, Golden: RNL og alle reaktive svarte fargestoffer laget ved å blande Yuanqing B-fargestoffer med tre reaktive grupper som ED-type, Ciba s-type, etc. Løseligheten til disse fargestoffene er stort sett rundt 400 g/L.

Klasse B, fargestoffer som inneholder heterobireaktive grupper (monoklor-triazin + vinylsulfon), som gul 3RS, rød 3BS, rød 6B, rød GWF, RR tre primærfarger, RGB tre primærfarger, etc. Løseligheten deres er basert på 200 ~ 300 gram. Løseligheten til meta-ester er høyere enn for para-ester.

Type C: Marineblå som også er en heterobireaktiv gruppe: BF, marineblå 3GF, mørkeblå 2GFN, rød RBN, rød F2B, etc., på grunn av færre sulfonsyregrupper eller større molekylvekt, er løseligheten også lav, bare 100–200 g/l. Klasse D: Fargestoffer med monovinylsulfongruppe og heterosyklisk struktur, med lavest løselighet, som briljantblå KN-R, turkisblå G, lys gul 4GL, fiolett 5R, blå BRF, briljantoransje F2R, briljantrød F2G, etc. Løseligheten til denne typen fargestoff er bare omtrent 100 g/l. Denne typen fargestoff er spesielt følsom for elektrolytter. Når denne typen fargestoff har agglomerert, trenger det ikke engang å gå gjennom flokkuleringsprosessen, uten å salte det direkte ut.

I den vanlige fargeprosessen er den maksimale mengden fargeakselerator 80 g/l. Bare mørke farger krever en så høy konsentrasjon av fargeakselerator. Når fargestoffkonsentrasjonen i fargebadet er mindre enn 10 g/l, har de fleste reaktive fargestoffer fortsatt god løselighet ved denne konsentrasjonen og vil ikke aggregere. Men problemet ligger i beholderen. I henhold til den vanlige fargeprosessen tilsettes fargestoffet først, og etter at fargestoffet er fullstendig fortynnet i fargebadet til ensartethet, tilsettes fargestoffakseleratoren. Fargestoffakseleratoren fullfører i utgangspunktet oppløsningsprosessen i beholderen.

Arbeid i henhold til følgende prosess

Antagelse: fargekonsentrasjonen er 5 %, væskeforholdet er 1:10, stoffvekten er 350 kg (dobbeltrørs væskestrøm), vannstanden er 3,5 T, natriumsulfat er 60 g/liter, den totale mengden natriumsulfat er 200 kg (50 kg/pakke totalt 4 pakker)) (Materialtankens kapasitet er vanligvis ca. 450 liter). I prosessen med å løse opp natriumsulfat brukes ofte refluksvæsken fra fargekaret. Refluksvæsken inneholder det tidligere tilsatte fargestoffet. Vanligvis helles først 300 liter refluksvæske i materialkaret, og deretter helles to pakker natriumsulfat (100 kg).

Problemet her er at de fleste fargestoffer vil agglomerere i varierende grad ved denne konsentrasjonen av natriumsulfat. Blant dem vil C-typen ha betydelig agglomerering, og D-fargestoffet vil ikke bare agglomereres, men til og med saltes ut. Selv om den generelle operatøren vil følge prosedyren for sakte å fylle på natriumsulfatløsningen i materialkaret og inn i fargekaret gjennom hovedsirkulasjonspumpen. Men fargestoffet i de 300 literne med natriumsulfatløsning har dannet flokker og til og med saltet ut.

Når all løsningen i materialkaret er fylt i fargekaret, er det tydelig synlig at det er et lag med fete fargepartikler på karveggen og bunnen av karet. Hvis disse fargepartiklene skrapes av og legges i rent vann, er det vanligvis vanskelig å løse dem opp igjen. Faktisk er de 300 literne med løsning som kommer inn i fargekaret slik.

Husk at det også er to pakker med Yuanming-pulver som også vil bli oppløst og fylt på nytt i fargekaret på denne måten. Etter dette vil det uunngåelig oppstå flekker, flekker og flekker, og fargefastheten reduseres betydelig på grunn av overflatefarging, selv om det ikke er noen åpenbar flokkulering eller utsaltning. For klasse A og klasse B med høyere løselighet vil fargestoffaggregering også forekomme. Selv om disse fargestoffene ennå ikke har dannet flokkuleringer, har i det minste deler av fargestoffene allerede dannet agglomerater.

Disse aggregatene er vanskelige å trenge inn i fiberen. Fordi det amorfe området i bomullsfiberen bare tillater penetrering og diffusjon av mono-ionfargestoffer, kan ingen aggregater trenge inn i fiberens amorfe sone. De kan bare absorberes på fiberoverflaten. Fargefastheten vil også reduseres betydelig, og fargeflekker og flekker vil også forekomme i alvorlige tilfeller.

Løsningsgraden til reaktive fargestoffer er relatert til alkaliske stoffer

Når alkalimidlet tilsettes, vil β-etylsulfonsulfatet i det reaktive fargestoffet gjennomgå en eliminasjonsreaksjon for å danne sitt virkelige vinylsulfon, som er svært løselig i gener. Siden eliminasjonsreaksjonen krever svært få alkalimidler (ofte bare mindre enn 1/10 av prosessdosen), jo mer alkalidose som tilsettes, desto flere fargestoffer eliminerer reaksjonen. Når eliminasjonsreaksjonen har skjedd, vil også løseligheten til fargestoffet avta.

Det samme alkaliske stoffet er også en sterk elektrolytt og inneholder natriumioner. Derfor vil for høy konsentrasjon av alkalisk stoff også føre til at fargestoffet som har dannet vinylsulfon agglomererer eller til og med salter ut. Det samme problemet oppstår i materialtanken. Når alkaliske stoffet løses opp (ta soda som et eksempel), hvis refluksløsningen brukes. På dette tidspunktet inneholder refluksvæsken allerede fargestoffakseleratoren og fargestoffet i normal prosesskonsentrasjon. Selv om deler av fargestoffet kan ha blitt brukt opp av fiberen, er minst mer enn 40 % av det gjenværende fargestoffet i fargestoffvæsken. Anta at en pakke soda helles under drift, og konsentrasjonen av soda i tanken overstiger 80 g/l. Selv om fargestoffakseleratoren i refluksvæsken er 80 g/l på dette tidspunktet, vil fargestoffet i tanken også kondensere. C- og D-fargestoffer kan til og med saltes ut, spesielt for D-fargestoffer, selv om konsentrasjonen av soda synker til 20 g/l, vil det oppstå lokal salting. Blant dem er Brilliant Blue KN.R, Turquoise Blue G og Supervisor BRF de mest følsomme.

Fargestoffagglomerering eller utsalting betyr ikke at fargestoffet er fullstendig hydrolysert. Selv om det er agglomerering eller utsalting forårsaket av en fargestoffakselerator, kan det fortsatt farges så lenge det kan løses opp igjen. Men for å løse det opp igjen, er det nødvendig å tilsette en tilstrekkelig mengde fargestoffhjelpemiddel (som urea 20 g/l eller mer), og temperaturen bør økes til 90 °C eller mer med tilstrekkelig omrøring. Dette er åpenbart svært vanskelig i selve prosessen.
For å forhindre at fargestoffene klumper seg sammen eller salter ut i beholderen, må transferfargingsprosessen brukes når man lager dype og konsentrerte farger for C- og D-fargestoffene med lav løselighet, samt A- og B-fargestoffene.

Prosessdrift og -analyse

1. Bruk fargeakseleratoren til å returnere fargestoffakseleratoren i fargekaret, og varm den opp i karet for å løse den opp (60–80 ℃). Siden det ikke er noe fargestoff i ferskvannet, har fargestoffakseleratoren ingen affinitet for stoffet. Den oppløste fargestoffakseleratoren kan fylles i fargekaret så raskt som mulig.

2. Etter at saltlakeløsningen har sirkulert i 5 minutter, er fargestoffakseleratoren i utgangspunktet helt jevn, og deretter tilsettes fargestoffløsningen som er oppløst på forhånd. Fargestoffløsningen må fortynnes med refluksløsningen, fordi konsentrasjonen av fargestoffakseleratoren i refluksløsningen bare er 80 gram/l, og fargestoffet vil ikke agglomerere. Samtidig, fordi fargestoffet ikke vil bli påvirket av fargestoffakseleratoren (med relativt lav konsentrasjon), vil det oppstå problemer med farging. På dette tidspunktet trenger ikke fargestoffløsningen å kontrolleres av tid for å fylle fargekaret, og det er vanligvis ferdig på 10–15 minutter.

3. Alkalimidler bør hydreres så mye som mulig, spesielt for C- og D-fargestoffer. Fordi denne typen fargestoff er svært følsomt for alkaliske midler i nærvær av fargestofffremmende midler, er løseligheten til alkaliske midler relativt høy (løseligheten av soda ved 60 °C er 450 g/L). Det rene vannet som trengs for å løse opp det alkaliske midlet trenger ikke å være for mye, men hastigheten på tilsetningen av alkaliløsningen må være i samsvar med prosesskravene, og det er generelt bedre å tilsette det trinnvis.

4. For divinylsulfonfargestoffene i kategori A er reaksjonshastigheten relativt høy fordi de er spesielt følsomme for alkaliske midler ved 60 °C. For å forhindre umiddelbar fargefiksering og ujevn farge kan du forhåndstilsette 1/4 av det alkaliske midlet ved lav temperatur.

I transferfargingsprosessen er det bare alkalimidlet som trenger å kontrollere matingshastigheten. Transferfargingsprosessen kan ikke bare brukes til oppvarmingsmetoden, men også til konstant temperaturmetoden. Konstant temperaturmetoden kan øke fargestoffets løselighet og akselerere diffusjonen og penetrasjonen av fargestoffet. Svellingshastigheten til det amorfe området av fiberen ved 60 °C er omtrent dobbelt så høy som ved 30 °C. Derfor er konstant temperaturprosess mer egnet for ost og hank. Varpbjelker inkluderer fargemetoder med lave væskeforhold, for eksempel jigfarging, som krever høy penetrasjon og diffusjon eller relativt høy fargestoffkonsentrasjon.

Merk at natriumsulfatet som er tilgjengelig på markedet i dag noen ganger er relativt alkalisk, og pH-verdien kan nå 9–10. Dette er svært farlig. Hvis du sammenligner rent natriumsulfat med rent salt, har salt en høyere effekt på fargestoffaggregering enn natriumsulfat. Dette er fordi ekvivalenten av natriumioner i bordsalt er høyere enn i natriumsulfat ved samme vekt.

Aggregeringen av fargestoffer er sterkt relatert til vannkvaliteten. Generelt vil kalsium- og magnesiumioner under 150 ppm ikke ha særlig innvirkning på aggregeringen av fargestoffer. Imidlertid vil tungmetallioner i vann, som jern(III)-ioner og aluminiumioner, inkludert noen algemikroorganismer, akselerere fargestoffaggregering. Hvis for eksempel konsentrasjonen av jern(III)-ioner i vannet overstiger 20 ppm, kan fargestoffets antikohesjonsevne reduseres betydelig, og algenes påvirkning er mer alvorlig.

Festet med fargestoff-anti-agglomerering og utsaltingsresistenstest:

Bestemmelse 1: Vei opp 0,5 g fargestoff, 25 g natriumsulfat eller salt, og løs det opp i 100 ml renset vann ved 25 °C i omtrent 5 minutter. Bruk et drypprør til å suge opp løsningen og drypp 2 dråper kontinuerlig på samme sted på filterpapiret.

Bestemmelse 2: Vei opp 0,5 g fargestoff, 8 g natriumsulfat eller salt og 8 g soda, og løs det opp i 100 ml renset vann ved ca. 25 °C i ca. 5 minutter. Bruk en pipette til å suge løsningen kontinuerlig på filterpapiret. 2 dråper.

Metoden ovenfor kan brukes til å enkelt bedømme fargestoffets anti-agglomerasjons- og utsaltingsevne, og kan i utgangspunktet bedømme hvilken fargeprosess som bør brukes.