Pewarna reaktif mempunyai warna-warna terang dan kromatogram yang lengkap. Ia dikenali kerana aplikasinya yang mudah, kos rendah, dan ketahanan yang sangat baik. Terutamanya dengan perkembangan gentian selulosa dalam beberapa tahun kebelakangan ini, pewarna reaktif telah menjadi jenis pewarna yang paling penting untuk pencelupan tekstil gentian selulosa.

Tetapi masalah pewarna reaktif yang paling ketara ialah kadar keletihan dan kadar penetapan yang rendah. Dalam proses pencelupan tradisional gentian selulosa, untuk meningkatkan penyerapan pewarna dan kadar penetapan pewarna reaktif, sejumlah besar garam bukan organik (natrium klorida atau natrium sulfat) mesti ditambah. Bergantung pada struktur dan warna pewarna, jumlah garam yang digunakan secara amnya adalah 30 hingga 150 g/L. Walaupun kemajuan besar telah dicapai dalam rawatan sebatian organik dalam air sisa percetakan dan pencelupan, penambahan sejumlah besar garam bukan organik dalam proses pencelupan tidak boleh dirawat dengan kaedah fizikal dan biokimia yang mudah.

Penyelidikan mengenai teknologi pewarna reaktif dan pewarna bebas garam

Dari perspektif ekologi, pelepasan air sisa percetakan dan pencelupan berkadar kemasinan tinggi secara langsung mengubah kualiti air sungai dan tasik serta memusnahkan persekitaran ekologi.
imej
Kebolehtelapan garam yang tinggi akan menyebabkan tanah di sekitar sungai dan tasik menjadi masin, sekali gus mengurangkan hasil tanaman. Pendek kata, penggunaan sejumlah besar garam bukan organik tidak boleh didegradasi atau dikitar semula, dan pada masa yang sama mempunyai kesan negatif yang besar terhadap kualiti air dan tanah. Berdasarkan ini, artikel ini mengulas kemajuan penyelidikan terkini teknologi pencelupan bebas garam, dan membincangkan secara sistematik perubahan struktur pewarna reaktif rendah garam, teknologi cantuman, dan teknologi ikatan silang.

Pewarna reaktif untuk pencelupan bebas garam

Ciri-ciri cemerlang pewarna reaktif ialah struktur molekul yang kecil, hidrofilisiti yang baik, dan mudah ditanggalkan warna terapung selepas penetapan. Ini merupakan inovasi penting dalam reka bentuk molekul pewarna. Tetapi ini juga menyebabkan kadar kehabisan pewarna dan kadar penetapan menjadi rendah, dan sejumlah besar garam perlu ditambah semasa pencelupan. Menyebabkan kehilangan sejumlah besar air sisa dan pewarna masin, sekali gus meningkatkan kos rawatan air sisa. Pencemaran alam sekitar adalah serius. Sesetengah syarikat pewarna mula memberi perhatian kepada penyaringan dan penambahbaikan prekursor pewarna dan kumpulan reaktif, dan membangunkan pewarna reaktif untuk pencelupan rendah garam. CibacronL yang dilancarkan oleh Ciba ialah sejenis pewarna pencelupan rendah garam yang menggunakan kumpulan aktif yang berbeza untuk digabungkan. Ciri pewarna ini ialah jumlah garam yang digunakan dalam pencelupan adalah 1/4 hingga 1/2 daripada pewarna reaktif umum. Ia tidak sensitif terhadap perubahan dalam nisbah mandian dan mempunyai kebolehulangan yang baik. Jenis pewarna ini terutamanya pencelupan celup dan boleh digunakan bersama pewarna serak untuk pencelupan satu mandian campuran poliester/kapas yang cepat.

Perbadanan Sumitomo dari Jepun mencadangkan satu set kaedah pencelupan yang sesuai untuk pewarna siri Sumifux Supra. Ia dipanggil kaedah pewarnaan LETfS. Jumlah garam bukan organik yang digunakan dalam kaedah ini hanya 1/2 hingga 1/3 daripada proses tradisional, dan nisbah mandian boleh mencapai 1:10. Dan melancarkan satu siri pewarna reaktif yang serasi dengan proses tersebut. Siri pewarna ini adalah pewarna heterobi-reaktif yang terdiri daripada monokloros-triazina dan B-etilsulfon sulfat. Jumlah pewarna sisa dalam air sisa pencelupan siri pewarna ini hanya 25%-30% daripada kandungan pewarna dalam air sisa pencelupan reaktif umum. Ia disyorkan untuk pencelupan gentian Tencel. Ia menunjukkan prestasi aplikasi yang sangat baik dari segi kadar penetapan, pencucian mudah, dan pelbagai ketahanan produk yang dicelup.

Syarikat DyStar melancarkan pewarna siri RemazolEF yang sesuai untuk pencelupan bebas garam, kumpulan aktifnya terutamanya B-hidroksietil sulfon sulfat, dan melancarkan proses pencelupan bebas garam yang mesra alam. Jumlah garam bukan organik yang digunakan adalah 1/3 daripada proses konvensional. Proses pencelupan dipendekkan. Di samping itu, sistem ini merangkumi pelbagai kromatogram. Pelbagai tiga warna primer boleh digabungkan untuk mendapatkan warna-warna terang. Syarikat Clariant (Clariant) melancarkan siri pewarna reaktif DrimareneHF, terutamanya dalam 4 jenis: DrimareneBlueHF-RL, 戡ownHF-2RL, NavyHF-G, RedHF-G, digunakan untuk pencelupan habis dan pencelupan berterusan gentian selulosa, prestasi aplikasi dan ketahanan yang baik. Kadar penetapan agak tinggi, garam rendah dan nisbah cecair rendah. Penetapan neutral, kebolehbasuhan yang baik.

Sesetengah pewarna reaktif yang baru dibangunkan boleh meningkatkan ketepatan pewarna dengan meningkatkan isipadu molekul pewarna dan mengurangkan jumlah garam tak organik. Contohnya, pengenalan kumpulan urea boleh meningkatkan ketepatan kumpulan aktif dan mengurangkan jumlah garam tak organik. Meningkatkan kadar fiksasi; terdapat juga prekursor pewarna poliazo (seperti trisazo, tetraazo) untuk meningkatkan ketepatan pewarna, dan mencapai tujuan pencelupan bebas garam. Kesan halangan sterik yang tinggi bagi sesetengah pewarna dalam struktur juga boleh mengubah kereaktifan kumpulan reaktif pewarna reaktif dan jumlah garam yang digunakan dalam pencelupan dengan ketara. Kesan halangan sterik ini secara amnya adalah pengenalan substituen alkil pada kedudukan yang berbeza pada matriks pewarna. Ciri struktur asasnya diringkaskan oleh para sarjana seperti berikut:

Kumpulan aktif satu SO: CH2CH: oS03Na boleh berada dalam kedudukan meta atau para pada cincin benzena;

R3 boleh berada dalam kedudukan orto, inter atau para bagi cincin benzena. Formula strukturnya ialah pewarna reaktif vinil sulfon.

Substituen yang berbeza atau kedudukan penggantian yang berbeza pada pewarna boleh mencapai nilai pencelupan yang sama di bawah keadaan pencelupan yang sama, tetapi jumlah garam pencelupannya agak berbeza.

Pewarna reaktif rendah garam yang sangat baik mesti mempunyai ciri-ciri berikut: 1) Jumlah garam yang digunakan dalam pencelupan dikurangkan dengan ketara; 2) Pencelupan dalam nisbah mandian rendah, kestabilan mandian pencelupan; 3) Kebolehbasuhan yang baik. Mengurangkan masa pemprosesan selepas; 4) Kebolehulangan yang sangat baik. Dari segi penambahbaikan pewarna, selain penambahbaikan struktur matriks pewarna dan gabungan kumpulan aktif yang munasabah, sesetengah orang telah mensintesis apa yang dipanggil pewarna reaktif kationik, yang boleh dicelup tanpa menambah garam. Contohnya, pewarna reaktif kationik dengan struktur berikut:

Daripada formula di atas, dapat dilihat bahawa badan warna disambungkan kepada kumpulan aktif monokloro-triazina. Kumpulan ammonium kuaterner piridina juga dilekatkan pada cincin s-triazina. Pewarna bercas positif dan kumpulan ammonium kuaterner adalah kumpulan larut air. Memandangkan bukan sahaja tiada tolakan cas antara molekul pewarna dan gentian, tetapi juga tarikan cas positif dan negatif, pewarna mudah didekati ke permukaan gentian dan diserap pada gentian yang dicelup. Kehadiran elektrolit dalam larutan pencelupan bukan sahaja tidak akan menghasilkan kesan penggalak pewarna, tetapi juga melemahkan tarikan antara pewarna dan gentian, jadi pencelupan pewarna jenis ini boleh dicelup tanpa menambah elektrolit untuk pencelupan bebas garam. Proses pencelupan adalah serupa dengan pewarna reaktif biasa. Untuk pewarna reaktif monokloro-triazina, natrium karbonat masih ditambah sebagai agen penetap. Suhu penetapan adalah sekitar 85℃. Kadar penyerapan pewarna boleh mencapai 90% hingga 94%, dan kadar penetapan adalah 80% hingga 90%. Ia mempunyai ketahanan luntur cahaya dan ketahanan cucian yang baik. Pewarna reaktif kationik yang serupa juga telah melaporkan penggunaan monofluoro-s-triazina sebagai kumpulan aktif. Aktiviti monofluoro-s-triazina adalah lebih tinggi daripada monokloro-s-triazina.

Pewarna ini juga boleh dicelup dalam campuran kapas/akrilik, dan sifat-sifat pewarna lain (seperti perataan dan keserasian, dsb.) perlu dikaji lebih lanjut. Tetapi ia menyediakan cara baharu untuk gentian selulosa menjalankan pencelupan bebas garam.