Pewarna asid, pewarna langsung dan pewarna reaktif semuanya adalah pewarna larut air. Output pada tahun 2001 masing-masing adalah 30,000 tan, 20,000 tan dan 45,000 tan. Walau bagaimanapun, untuk masa yang lama, perusahaan pewarna negara saya telah memberi lebih perhatian kepada pembangunan dan penyelidikan pewarna struktur baharu, manakala penyelidikan mengenai pemprosesan pasca pewarna agak lemah. Reagen penyeragaman yang biasa digunakan untuk pewarna larut air termasuk natrium sulfat (natrium sulfat), dekstrin, derivatif kanji, sukrosa, urea, naftalena formaldehid sulfonat, dan sebagainya. Reagen penyeragaman ini dicampurkan dengan pewarna asal mengikut perkadaran untuk mendapatkan kekuatan Komoditi yang diperlukan, tetapi ia tidak dapat memenuhi keperluan proses percetakan dan pencelupan yang berbeza dalam industri percetakan dan pencelupan. Walaupun pencair pewarna yang dinyatakan di atas agak rendah kosnya, ia mempunyai keterbasahan dan kelarutan air yang rendah, menjadikannya sukar untuk disesuaikan dengan keperluan pasaran antarabangsa dan hanya boleh dieksport sebagai pewarna asal. Oleh itu, dalam pengkomersialan pewarna larut air, keterbasahan dan kelarutan air pewarna merupakan isu yang perlu diselesaikan dengan segera, dan bahan tambahan yang sepadan mesti diandalkan.

Rawatan kebolehbasahan pewarna
Secara umumnya, pembasahan ialah penggantian bendalir (sepatutnya gas) di permukaan oleh bendalir lain. Secara khususnya, antara muka serbuk atau berbutir hendaklah antara muka gas/pepejal, dan proses pembasahan ialah apabila cecair (air) menggantikan gas di permukaan zarah. Dapat dilihat bahawa pembasahan ialah proses fizikal antara bahan di permukaan. Dalam rawatan selepas pewarna, pembasahan selalunya memainkan peranan penting. Secara amnya, pewarna diproses menjadi keadaan pepejal, seperti serbuk atau granul, yang perlu dibasahkan semasa penggunaan. Oleh itu, kebolehbasahan pewarna akan mempengaruhi kesan aplikasi secara langsung. Contohnya, semasa proses pembubaran, pewarna sukar dibasahkan dan terapung di atas air adalah tidak diingini. Dengan peningkatan berterusan keperluan kualiti pewarna hari ini, prestasi pembasahan telah menjadi salah satu petunjuk untuk mengukur kualiti pewarna. Tenaga permukaan air ialah 72.75mN/m pada 20℃, yang berkurangan dengan peningkatan suhu, manakala tenaga permukaan pepejal pada asasnya tidak berubah, secara amnya di bawah 100mN/m. Biasanya logam dan oksidanya, garam bukan organik, dan sebagainya mudah dibasahkan, dipanggil tenaga permukaan yang tinggi. Tenaga permukaan pepejal organik dan polimer adalah setanding dengan cecair umum, yang dipanggil tenaga permukaan yang rendah, tetapi ia berubah dengan saiz zarah pepejal dan darjah keliangan. Semakin kecil saiz zarah, semakin besar darjah pembentukan berliang, dan permukaannya semakin tinggi tenaga, saiznya bergantung pada substrat. Oleh itu, saiz zarah pewarna mestilah kecil. Selepas pewarna diproses secara komersial seperti pengasinan dan pengisaran dalam media yang berbeza, saiz zarah pewarna menjadi lebih halus, kekristalan berkurangan, dan fasa kristal berubah, yang meningkatkan tenaga permukaan pewarna dan memudahkan pembasahan.

Rawatan kelarutan pewarna asid
Dengan penggunaan nisbah mandian kecil dan teknologi pencelupan berterusan, tahap automasi dalam percetakan dan pencelupan telah dipertingkatkan secara berterusan. Kemunculan pengisi dan pes automatik, serta pengenalan pewarna cecair memerlukan penyediaan cecair pewarna dan pes percetakan berkepekatan tinggi dan stabil tinggi. Walau bagaimanapun, keterlarutan pewarna berasid, reaktif dan langsung dalam produk pewarna domestik hanya kira-kira 100g/L, terutamanya untuk pewarna asid. Sesetengah jenis pewarna hanya kira-kira 20g/L. Keterlarutan pewarna berkaitan dengan struktur molekul pewarna. Semakin tinggi berat molekul dan semakin sedikit kumpulan asid sulfonik, semakin rendah keterlarutannya; jika tidak, semakin tinggi. Di samping itu, pemprosesan pewarna komersial adalah sangat penting, termasuk kaedah penghabluran pewarna, tahap pengisaran, saiz zarah, penambahan bahan tambahan, dan sebagainya, yang akan mempengaruhi keterlarutan pewarna. Semakin mudah pewarna mengion, semakin tinggi keterlarutannya dalam air. Walau bagaimanapun, pengkomersialan dan penyeragaman pewarna tradisional adalah berdasarkan sejumlah besar elektrolit, seperti natrium sulfat dan garam. Sejumlah besar Na+ dalam air mengurangkan keterlarutan pewarna dalam air. Oleh itu, untuk meningkatkan keterlarutan pewarna larut air, pertama sekali jangan tambahkan elektrolit pada pewarna komersial.

Bahan tambahan dan keterlarutan
⑴ Sebatian alkohol dan kosolven urea
Oleh kerana pewarna larut air mengandungi sejumlah kumpulan asid sulfonik dan kumpulan asid karboksilik tertentu, zarah pewarna mudah dipisahkan dalam larutan akueus dan membawa sejumlah cas negatif tertentu. Apabila pelarut bersama yang mengandungi kumpulan pembentuk ikatan hidrogen ditambah, lapisan pelindung ion terhidrat terbentuk pada permukaan ion pewarna, yang menggalakkan pengionan dan pembubaran molekul pewarna untuk meningkatkan keterlarutan. Poliol seperti dietilena glikol eter, tiodietanol, polietilena glikol, dan sebagainya biasanya digunakan sebagai pelarut tambahan untuk pewarna larut air. Oleh kerana ia boleh membentuk ikatan hidrogen dengan pewarna, permukaan ion pewarna membentuk lapisan pelindung ion terhidrat, yang menghalang pengagregatan dan interaksi antara molekul pewarna, dan menggalakkan pengionan dan penceraian pewarna.
⑵Surfaktan bukan ionik
Menambah surfaktan bukan ionik tertentu pada pewarna boleh melemahkan daya ikatan antara molekul pewarna dan antara molekul, mempercepatkan pengionan, dan menjadikan molekul pewarna membentuk misel dalam air, yang mempunyai keterlarutan yang baik. Pewarna polar membentuk misel. Molekul pelarut membentuk rangkaian keserasian antara molekul untuk meningkatkan keterlarutan, seperti polioksietilena eter atau ester. Walau bagaimanapun, jika molekul pelarut bersama kekurangan kumpulan hidrofobik yang kuat, kesan penyebaran dan keterlarutan pada misel yang dibentuk oleh pewarna akan menjadi lemah, dan keterlarutan tidak akan meningkat dengan ketara. Oleh itu, cuba pilih pelarut yang mengandungi cincin aromatik yang boleh membentuk ikatan hidrofobik dengan pewarna. Contohnya, alkilfenol polioksietilena eter, pengemulsi polioksietilena sorbitan ester, dan lain-lain seperti polialkilfenilfenol polioksietilena eter.
⑶ penyebar lignosulfonat
Bahan dispersan mempunyai pengaruh yang besar terhadap keterlarutan pewarna. Memilih bahan dispersan yang baik mengikut struktur pewarna akan sangat membantu meningkatkan keterlarutan pewarna. Dalam pewarna larut air, ia memainkan peranan tertentu dalam mencegah penjerapan bersama (daya van der Waals) dan pengagregatan antara molekul pewarna. Lignosulfonat adalah bahan dispersan yang paling berkesan, dan terdapat kajian mengenainya di China.
Struktur molekul pewarna serak tidak mengandungi kumpulan hidrofilik yang kuat, tetapi hanya kumpulan polar lemah, jadi ia hanya mempunyai hidrofilik yang lemah, dan keterlarutan sebenar adalah sangat kecil. Kebanyakan pewarna serak hanya boleh larut dalam air pada 25℃. 1～10mg/L.
Keterlarutan pewarna serak berkaitan dengan faktor-faktor berikut:
Struktur Molekul
“Keterlarutan pewarna serak dalam air meningkat apabila bahagian hidrofobik molekul pewarna berkurangan dan bahagian hidrofilik (kualiti dan kuantiti kumpulan kutub) meningkat. Ini bermakna, keterlarutan pewarna dengan jisim molekul relatif yang agak kecil dan kumpulan kutub yang lebih lemah seperti -OH dan -NH2 akan menjadi lebih tinggi. Pewarna dengan jisim molekul relatif yang lebih besar dan kumpulan kutub lemah yang lebih sedikit mempunyai keterlarutan yang agak rendah. Contohnya, Merah Serak (I), M=321, keterlarutannya kurang daripada 0.1mg/L pada 25℃, dan keterlarutannya ialah 1.2mg/L pada 80℃. Merah Serak (II), M=352, keterlarutan pada 25℃ ialah 7.1mg/L, dan keterlarutan pada 80℃ ialah 240mg/L.”
Penyebar
Dalam pewarna serak serbuk, kandungan pewarna tulen secara amnya 40% hingga 60%, dan selebihnya adalah penyebar, agen kalis habuk, agen pelindung, natrium sulfat, dan sebagainya. Antaranya, penyebar menyumbang sebahagian besar.
Bahan penyebar (agen penyebaran) boleh menyalut butiran kristal halus pewarna menjadi zarah koloid hidrofilik dan menyebarkannya secara stabil di dalam air. Selepas kepekatan misel kritikal dilampaui, misel juga akan terbentuk, yang akan mengurangkan sebahagian daripada butiran kristal pewarna yang kecil. Terlarut dalam misel, fenomena yang dipanggil "pelarutan" berlaku, sekali gus meningkatkan keterlarutan pewarna. Selain itu, semakin baik kualiti penyebar dan semakin tinggi kepekatannya, semakin besar kesan pelarutan dan pelarutan.
Perlu diingatkan bahawa kesan pelarutan dispersan pada pewarna serak bagi struktur yang berbeza adalah berbeza, dan perbezaannya sangat besar; kesan pelarutan dispersan pada pewarna serak berkurangan dengan peningkatan suhu air, yang sama persis dengan kesan suhu air pada pewarna serak. Kesan keterlarutan adalah sebaliknya.
Selepas zarah kristal hidrofobik pewarna serak dan dispersan membentuk zarah koloid hidrofilik, kestabilan serakannya akan bertambah baik dengan ketara. Tambahan pula, zarah koloid pewarna ini memainkan peranan sebagai "membekalkan" pewarna semasa proses pencelupan. Kerana selepas molekul pewarna dalam keadaan terlarut diserap oleh gentian, pewarna yang "disimpan" dalam zarah koloid akan dibebaskan tepat pada masanya untuk mengekalkan keseimbangan pembubaran pewarna.
Keadaan pewarna serak dalam serakan
Molekul 1-dispersan
Kristalit 2-Pewarna (pelarutan)
Misel 3-dispersan
Molekul tunggal 4-Pewarna (terlarut)
Bijirin 5-Pewarna
Bes lipofilik 6-dispersan
Bes hidrofilik 7-dispersan
Ion 8-natrium (Na+)
9-agregat kristal pewarna
Walau bagaimanapun, jika "kekohesi" antara pewarna dan dispersan terlalu besar, "bekalan" molekul tunggal pewarna akan ketinggalan atau fenomena "bekalan melebihi permintaan". Oleh itu, ia akan secara langsung mengurangkan kadar pencelupan dan mengimbangi peratusan pencelupan, mengakibatkan pencelupan perlahan dan warna cerah.
Dapat dilihat bahawa apabila memilih dan menggunakan bahan penyebar, bukan sahaja kestabilan penyebaran pewarna harus dipertimbangkan, tetapi juga pengaruhnya terhadap warna pewarna.
(3) Suhu larutan pencelupan
Keterlarutan pewarna serak dalam air meningkat dengan peningkatan suhu air. Contohnya, keterlarutan Kuning Serak dalam air 80°C adalah 18 kali ganda pada suhu 25°C. Keterlarutan Merah Serak dalam air 80°C adalah 33 kali ganda pada suhu 25°C. Keterlarutan Biru Serak dalam air 80°C adalah 37 kali ganda pada suhu 25°C. Jika suhu air melebihi 100°C, keterlarutan pewarna serak akan meningkat dengan lebih banyak lagi.
Berikut adalah peringatan khas: sifat larut pewarna serak ini akan membawa bahaya tersembunyi kepada aplikasi praktikal. Contohnya, apabila cecair pewarna dipanaskan secara tidak sekata, cecair pewarna pada suhu tinggi mengalir ke tempat di mana suhu rendah. Apabila suhu air menurun, cecair pewarna menjadi tepu lampau, dan pewarna terlarut akan mendak, menyebabkan pertumbuhan butiran kristal pewarna dan penurunan keterlarutan. , Mengakibatkan penyerapan pewarna yang berkurangan.
(empat) bentuk kristal pewarna
Sesetengah pewarna serak mempunyai fenomena "isomorfisme". Iaitu, pewarna serak yang sama, disebabkan oleh teknologi serakan yang berbeza dalam proses pembuatan, akan membentuk beberapa bentuk kristal, seperti jarum, rod, kepingan, granul dan blok. Dalam proses aplikasi, terutamanya apabila pencelupan pada suhu 130°C, bentuk kristal yang lebih tidak stabil akan berubah kepada bentuk kristal yang lebih stabil.
Perlu diingatkan bahawa bentuk kristal yang lebih stabil mempunyai keterlarutan yang lebih besar, dan bentuk kristal yang kurang stabil mempunyai keterlarutan yang agak kurang. Ini akan secara langsung mempengaruhi kadar penyerapan pewarna dan peratusan penyerapan pewarna.
(5) Saiz zarah
Secara amnya, pewarna dengan zarah kecil mempunyai keterlarutan yang tinggi dan kestabilan penyebaran yang baik. Pewarna dengan zarah besar mempunyai keterlarutan yang lebih rendah dan kestabilan penyebaran yang agak lemah.
Pada masa ini, saiz zarah pewarna serak domestik secara amnya adalah 0.5 ~ 2.0μm (Nota: saiz zarah pencelupan celup memerlukan 0.5 ~ 1.0μm).