Pewarna asid, pewarna langsung dan pewarna reaktif adalah semua pewarna larut air. Keluaran pada tahun 2001 ialah 30,000 tan, 20,000 tan dan 45,000 tan, masing-masing. Walau bagaimanapun, untuk masa yang lama, perusahaan pewarna negara saya telah memberi lebih perhatian kepada pembangunan dan penyelidikan pewarna struktur baru, manakala penyelidikan mengenai pasca pemprosesan pewarna agak lemah. Reagen penyeragaman yang biasa digunakan untuk pewarna larut air termasuk natrium sulfat (natrium sulfat), dekstrin, terbitan kanji, sukrosa, urea, naftalena formaldehid sulfonat, dsb. Reagen penyeragaman ini dicampur dengan pewarna asal mengikut perkadaran untuk mendapatkan kekuatan yang diperlukan Komoditi, tetapi mereka tidak dapat memenuhi keperluan proses percetakan dan pencelupan yang berbeza dalam industri percetakan dan pencelupan. Walaupun pelarut pewarna yang dinyatakan di atas adalah agak rendah kosnya, ia mempunyai kebolehbasahan dan keterlarutan air yang lemah, menjadikannya sukar untuk menyesuaikan diri dengan keperluan pasaran antarabangsa dan hanya boleh dieksport sebagai pewarna asli. Oleh itu, dalam pengkomersilan pewarna larut air, kebolehbasahan dan keterlarutan air bagi pewarna adalah isu yang perlu diselesaikan dengan segera, dan bahan tambahan yang sepadan mesti bergantung kepada.

Rawatan kebolehbasahan pewarna
Secara umum, pembasahan adalah penggantian cecair (sepatutnya gas) di permukaan dengan cecair lain. Secara khusus, antara muka serbuk atau berbutir hendaklah antara muka gas/pepejal, dan proses pembasahan adalah apabila cecair (air) menggantikan gas pada permukaan zarah. Dapat dilihat bahawa pembasahan adalah proses fizikal antara bahan di permukaan. Dalam pewarna selepas rawatan, pembasahan sering memainkan peranan penting. Secara amnya, pewarna diproses menjadi keadaan pepejal, seperti serbuk atau butiran, yang perlu dibasahi semasa digunakan. Oleh itu, kebolehbasahan pewarna secara langsung akan mempengaruhi kesan penggunaan. Sebagai contoh, semasa proses pelarutan, pewarna sukar dibasahi 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 tak organik, dsb. mudah dibasahi Basah, dipanggil tenaga permukaan tinggi. Tenaga permukaan organik pepejal dan polimer adalah setanding dengan cecair am, yang dipanggil tenaga permukaan rendah, tetapi ia berubah dengan saiz zarah pepejal dan tahap keliangan. Semakin kecil saiz zarah, semakin besar tahap pembentukan berliang, dan permukaan Semakin tinggi tenaga, saiz bergantung kepada substrat. Oleh itu, saiz zarah pewarna mestilah kecil. Selepas pewarna diproses dengan pemprosesan komersial seperti pengasinan dan pengisaran dalam media yang berbeza, saiz zarah pewarna menjadi lebih halus, kehabluran berkurangan, dan fasa kristal berubah, yang meningkatkan tenaga permukaan pewarna dan memudahkan pembasahan.

Rawatan keterlarutan 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, dan pengenalan pewarna cecair memerlukan penyediaan minuman keras pewarna kepekatan tinggi dan kestabilan tinggi dan pes percetakan. Walau bagaimanapun, keterlarutan pewarna berasid, reaktif dan langsung dalam produk pewarna domestik hanya kira-kira 100g/L, terutamanya untuk pewarna asid. Sesetengah jenis walaupun hanya kira-kira 20g/L. Keterlarutan pewarna berkaitan dengan struktur molekul pewarna. Semakin tinggi berat molekul dan semakin sedikit kumpulan asid sulfonik, semakin rendah keterlarutan; jika tidak, semakin tinggi. Di samping itu, pemprosesan komersil pewarna adalah sangat penting, termasuk kaedah penghabluran pewarna, tahap pengisaran, saiz zarah, penambahan bahan tambahan, dan lain-lain, yang akan menjejaskan keterlarutan pewarna. Semakin mudah pewarna terion, semakin tinggi keterlarutannya dalam air. Walau bagaimanapun, pengkomersilan 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, mula-mula jangan tambah elektrolit kepada pewarna komersial.

Aditif dan keterlarutan
⑴ Kompaun alkohol dan kosolvent 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 pelarutan molekul pewarna untuk meningkatkan keterlarutan. Poliol seperti dietilena glikol eter, tiodietanol, polietilena glikol, dsb. biasanya digunakan sebagai pelarut tambahan untuk pewarna larut air. Kerana ia boleh membentuk ikatan hidrogen dengan pewarna, permukaan ion pewarna membentuk lapisan pelindung ion terhidrat, yang menghalang pengagregatan dan interaksi antara molekul molekul pewarna, dan menggalakkan pengionan dan penceraian pewarna.
⑵Surfaktan bukan ionik
Menambah surfaktan bukan ionik tertentu pada pewarna boleh melemahkan daya pengikatan antara molekul pewarna dan antara molekul, mempercepatkan pengionan, dan menjadikan molekul pewarna membentuk misel dalam air, yang mempunyai kebolehserakan 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 tidak mempunyai kumpulan hidrofobik yang kuat, kesan penyebaran dan pelarutan 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, polioksietilena sorbitan ester pengemulsi, dan lain-lain seperti polialkilfenilfenol polioksietilena eter.
⑶ penyerap lignosulfonat
dispersant mempunyai pengaruh yang besar terhadap keterlarutan pewarna. Memilih dispersant yang baik mengikut struktur pewarna akan sangat membantu untuk meningkatkan keterlarutan pewarna. Dalam pewarna larut air, ia memainkan peranan tertentu dalam menghalang penjerapan bersama (daya van der Waals) dan pengagregatan antara molekul pewarna. Lignosulfonate adalah dispersant yang paling berkesan, dan terdapat penyelidikan mengenai perkara ini di China.
Struktur molekul pewarna tersebar tidak mengandungi kumpulan hidrofilik yang kuat, tetapi hanya kumpulan kutub yang lemah, jadi ia hanya mempunyai hidrofilik yang lemah, dan keterlarutan sebenar adalah sangat kecil. Kebanyakan pewarna tersebar hanya boleh larut dalam air pada suhu 25 ℃. 1～10mg/L.
Keterlarutan pewarna terdispersi adalah berkaitan dengan faktor-faktor berikut:
Struktur Molekul
“Keterlarutan pewarna terdispersi dalam air meningkat apabila bahagian hidrofobik molekul pewarna berkurangan dan bahagian hidrofilik (kualiti dan kuantiti kumpulan kutub) meningkat. Maksudnya, keterlarutan pewarna dengan jisim molekul relatif yang agak kecil dan kumpulan kutub yang lebih lemah seperti -OH dan -NH2 akan lebih tinggi. Pewarna dengan jisim molekul relatif yang lebih besar dan kumpulan kutub lemah yang lebih sedikit mempunyai keterlarutan yang agak rendah. Sebagai contoh, Disperse Red (I), M=321, keterlarutan kurang daripada 0.1mg/L pada 25℃, dan keterlarutan ialah 1.2mg/L pada 80℃. Bersurai Merah (II), M=352, keterlarutan pada 25℃ ialah 7.1mg/L, dan keterlarutan pada 80℃ ialah 240mg/L.
Dispersant
Dalam pewarna serakan serbuk, kandungan pewarna tulen secara amnya adalah 40% hingga 60%, dan selebihnya adalah penyebar, agen kalis debu, agen pelindung, natrium sulfat, dan lain-lain. Antaranya, penyebar menyumbang bahagian yang lebih besar.
Dispersant (agen resapan) boleh menyaluti butiran kristal halus pewarna menjadi zarah koloid hidrofilik dan menyebarkannya secara stabil di dalam air. Selepas kepekatan misel kritikal melebihi, misel juga akan terbentuk, yang akan mengurangkan sebahagian daripada butiran kristal pewarna kecil. Dilarutkan dalam misel, fenomena yang dipanggil "pelarutan" berlaku, dengan itu meningkatkan keterlarutan pewarna. Selain itu, lebih baik kualiti dispersant dan lebih tinggi kepekatan, lebih besar kesan pelarutan dan pelarutan.
Perlu diingatkan bahawa kesan pelarutan dispersan pada pewarna penyebaran struktur yang berbeza adalah berbeza, dan perbezaannya sangat besar; kesan pelarutan bahan pendispersan pada pewarna terdispersi berkurangan dengan peningkatan suhu air, yang betul-betul sama dengan kesan suhu air pada pewarna terdispersi. Kesan keterlarutan adalah bertentangan.
Selepas zarah kristal hidrofobik pewarna berserakan dan penyerakan membentuk zarah koloid hidrofilik, kestabilan penyebarannya akan bertambah baik dengan ketara. Selain itu, zarah koloid pewarna ini memainkan peranan "membekalkan" pewarna semasa proses pencelupan. Kerana selepas molekul pewarna dalam keadaan terlarut diserap oleh gentian, pewarna "disimpan" dalam zarah koloid akan dibebaskan dalam masa untuk mengekalkan keseimbangan pelarutan pewarna.
Keadaan pewarna serakan dalam serakan
Molekul 1-dispersant
2-Pewarna kristal (pelarutan)
3-dispersant micelle
4-Molekul tunggal pewarna (larut)
5-Pewarna bijirin
Asas lipofilik 6-dispersant
Bes hidrofilik 7-dispersant
8-ion natrium (Na+)
9-agregat kristalit pewarna
Walau bagaimanapun, jika "kesepaduan" antara pewarna dan dispersant terlalu besar, "bekalan" molekul tunggal pewarna akan ketinggalan atau fenomena "bekalan melebihi permintaan". Oleh itu, ia secara langsung akan mengurangkan kadar pencelupan dan mengimbangi peratusan pencelupan, mengakibatkan pencelupan perlahan dan warna cerah.
Dapat dilihat bahawa apabila memilih dan menggunakan dispersan, bukan sahaja kestabilan penyebaran pewarna harus dipertimbangkan, tetapi juga pengaruh pada warna pewarna.
(3) Suhu larutan pencelupan
Keterlarutan pewarna terdispersi dalam air meningkat dengan peningkatan suhu air. Sebagai contoh, keterlarutan Serak Kuning dalam air 80°C ialah 18 kali ganda daripada pada 25°C. Keterlarutan Merah Terserak dalam air 80°C ialah 33 kali ganda daripada pada 25°C. Keterlarutan Biru Disperse dalam air 80°C ialah 37 kali ganda daripada pada 25°C. Jika suhu air melebihi 100°C, keterlarutan pewarna terdispersi akan meningkat lebih banyak lagi.
Berikut ialah peringatan khas: sifat melarutkan pewarna bersurai ini akan membawa bahaya tersembunyi kepada aplikasi praktikal. Sebagai contoh, apabila minuman keras pewarna dipanaskan secara tidak rata, minuman keras pewarna dengan suhu tinggi mengalir ke tempat yang suhunya rendah. Apabila suhu air berkurangan, minuman keras pewarna menjadi supertepu, dan pewarna terlarut akan mendakan, menyebabkan pertumbuhan butiran kristal pewarna dan penurunan keterlarutan. , Mengakibatkan pengambilan pewarna berkurangan.
(empat) bentuk kristal pewarna
Sesetengah pewarna tersebar mempunyai fenomena "isomorfisme". Iaitu, pewarna penyebaran yang sama, disebabkan oleh teknologi penyebaran yang berbeza dalam proses pembuatan, akan membentuk beberapa bentuk kristal, seperti jarum, rod, kepingan, butiran, dan blok. Dalam proses aplikasi, terutamanya apabila pencelupan pada 130°C, bentuk kristal yang lebih tidak stabil akan berubah kepada bentuk kristal yang lebih stabil.
Perlu diperhatikan bahawa bentuk kristal yang lebih stabil mempunyai keterlarutan yang lebih besar, dan bentuk kristal yang kurang stabil mempunyai keterlarutan yang agak kurang. Ini secara langsung akan menjejaskan kadar pengambilan pewarna dan peratusan pengambilan pewarna.
(5) Saiz zarah
Secara amnya, pewarna dengan zarah kecil mempunyai keterlarutan yang tinggi dan kestabilan serakan yang baik. Pewarna dengan zarah besar mempunyai keterlarutan yang lebih rendah dan kestabilan serakan yang agak lemah.
Pada masa ini, saiz zarah pewarna serakan domestik secara amnya ialah 0.5～2.0μm (Nota: saiz zarah pencelupan celup memerlukan 0.5～1.0μm).