Οι όξινες χρωστικές, οι άμεσες χρωστικές και οι αντιδραστικές χρωστικές είναι όλες υδατοδιαλυτές χρωστικές. Η παραγωγή το 2001 ήταν 30.000 τόνοι, 20.000 τόνοι και 45.000 τόνοι, αντίστοιχα. Ωστόσο, για μεγάλο χρονικό διάστημα, οι επιχειρήσεις χρωστικών ουσιών της χώρας μου έχουν δώσει μεγαλύτερη προσοχή στην ανάπτυξη και την έρευνα νέων δομικών χρωστικών, ενώ η έρευνα για την μετεπεξεργασία των χρωστικών ουσιών ήταν σχετικά αδύναμη. Τα συνήθως χρησιμοποιούμενα αντιδραστήρια τυποποίησης για υδατοδιαλυτές χρωστικές ουσίες περιλαμβάνουν θειικό νάτριο (θειικό νάτριο), δεξτρίνη, παράγωγα αμύλου, σακχαρόζη, ουρία, σουλφονικό ναφθαλινοφορμαλδεΰδης κ.λπ. Αυτά τα αντιδραστήρια τυποποίησης αναμειγνύονται με την αρχική χρωστική σε αναλογία για να επιτευχθεί η απαιτούμενη ισχύς. Προϊόντα, αλλά δεν μπορούν να καλύψουν τις ανάγκες διαφορετικών διαδικασιών εκτύπωσης και βαφής στη βιομηχανία εκτύπωσης και βαφής. Αν και τα προαναφερθέντα αραιωτικά χρωστικών ουσιών έχουν σχετικά χαμηλό κόστος, έχουν κακή διαβρεξιμότητα και υδατοδιαλυτότητα, γεγονός που καθιστά δύσκολη την προσαρμογή τους στις ανάγκες της διεθνούς αγοράς και μπορούν να εξαχθούν μόνο ως αρχικές χρωστικές ουσίες. Επομένως, κατά την εμπορευματοποίηση υδατοδιαλυτών χρωστικών, η διαβρεξιμότητα και η υδατοδιαλυτότητα των χρωστικών είναι ζητήματα που πρέπει να επιλυθούν επειγόντως και πρέπει να βασιστούμε στα αντίστοιχα πρόσθετα.

Επεξεργασία διαβρεξιμότητας χρωστικής
Σε γενικές γραμμές, η διαβροχή είναι η αντικατάσταση ενός ρευστού (θα πρέπει να είναι αέριο) στην επιφάνεια από ένα άλλο ρευστό. Συγκεκριμένα, η διεπιφάνεια σκόνης ή κοκκώδους υλικού θα πρέπει να είναι διεπιφάνεια αερίου/στερεού και η διαδικασία διαβροχής είναι όταν το υγρό (νερό) αντικαθιστά το αέριο στην επιφάνεια των σωματιδίων. Μπορεί να φανεί ότι η διαβροχή είναι μια φυσική διαδικασία μεταξύ ουσιών στην επιφάνεια. Στην μετεπεξεργασία της βαφής, η διαβροχή παίζει συχνά σημαντικό ρόλο. Γενικά, η βαφή μετατρέπεται σε στερεά κατάσταση, όπως σκόνη ή κόκκους, οι οποίοι πρέπει να διαβρέχονται κατά τη χρήση. Επομένως, η διαβρεξιμότητα της βαφής θα επηρεάσει άμεσα το αποτέλεσμα της εφαρμογής. Για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια της διαδικασίας διάλυσης, η βαφή είναι δύσκολο να διαβρεχτεί και η επιπλέουσα ικανότητα στο νερό είναι ανεπιθύμητη. Με τη συνεχή βελτίωση των απαιτήσεων ποιότητας της βαφής σήμερα, η απόδοση διαβροχής έχει γίνει ένας από τους δείκτες για τη μέτρηση της ποιότητας των βαφών. Η επιφανειακή ενέργεια του νερού είναι 72,75mN/m στους 20℃, η οποία μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας, ενώ η επιφανειακή ενέργεια των στερεών παραμένει ουσιαστικά αμετάβλητη, γενικά κάτω από 100mN/m. Συνήθως τα μέταλλα και τα οξείδιά τους, τα ανόργανα άλατα κ.λπ. είναι εύκολα διαβρέξιμα. Η υγρή κατάσταση ονομάζεται υψηλή επιφανειακή ενέργεια. Η επιφανειακή ενέργεια των στερεών οργανικών και πολυμερών είναι συγκρίσιμη με αυτή των γενικών υγρών, η οποία ονομάζεται χαμηλή επιφανειακή ενέργεια, αλλά αλλάζει με το μέγεθος των στερεών σωματιδίων και τον βαθμό πορώδους. Όσο μικρότερο είναι το μέγεθος των σωματιδίων, τόσο μεγαλύτερος είναι ο βαθμός σχηματισμού πόρων και η επιφάνεια. Όσο υψηλότερη είναι η ενέργεια, τόσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθος που εξαρτάται από το υπόστρωμα. Επομένως, το μέγεθος των σωματιδίων της χρωστικής πρέπει να είναι μικρό. Αφού η χρωστική υποστεί επεξεργασία με εμπορική επεξεργασία, όπως αλάτισμα και άλεση σε διαφορετικά μέσα, το μέγεθος των σωματιδίων της χρωστικής γίνεται λεπτότερο, η κρυσταλλικότητα μειώνεται και η κρυσταλλική φάση αλλάζει, γεγονός που βελτιώνει την επιφανειακή ενέργεια της χρωστικής και διευκολύνει την διαβροχή.

Επεξεργασία διαλυτότητας όξινων χρωστικών
Με τη χρήση μικρής αναλογίας λουτρών και τεχνολογίας συνεχούς βαφής, ο βαθμός αυτοματοποίησης στην εκτύπωση και τη βαφή βελτιώνεται συνεχώς. Η εμφάνιση αυτόματων υλικών πληρώσεως και πάστας, καθώς και η εισαγωγή υγρών βαφών απαιτούν την παρασκευή υγρών χρωστικών και πάστας εκτύπωσης υψηλής συγκέντρωσης και υψηλής σταθερότητας. Ωστόσο, η διαλυτότητα των όξινων, αντιδραστικών και άμεσων βαφών σε οικιακά προϊόντα βαφής είναι μόνο περίπου 100g/L, ειδικά για τις όξινες βαφές. Ορισμένες ποικιλίες είναι ακόμη και μόνο περίπου 20g/L. Η διαλυτότητα της βαφής σχετίζεται με τη μοριακή δομή της βαφής. Όσο υψηλότερο είναι το μοριακό βάρος και όσο λιγότερες είναι οι ομάδες σουλφονικού οξέος, τόσο χαμηλότερη είναι η διαλυτότητα. Διαφορετικά, τόσο υψηλότερη. Επιπλέον, η εμπορική επεξεργασία των βαφών είναι εξαιρετικά σημαντική, συμπεριλαμβανομένης της μεθόδου κρυστάλλωσης της βαφής, του βαθμού άλεσης, του μεγέθους των σωματιδίων, της προσθήκης προσθέτων κ.λπ., τα οποία θα επηρεάσουν τη διαλυτότητα της βαφής. Όσο πιο εύκολο είναι να ιονιστεί η βαφή, τόσο υψηλότερη είναι η διαλυτότητά της στο νερό. Ωστόσο, η εμπορευματοποίηση και η τυποποίηση των παραδοσιακών βαφών βασίζονται σε μεγάλη ποσότητα ηλεκτρολυτών, όπως το θειικό νάτριο και το αλάτι. Μια μεγάλη ποσότητα Na+ στο νερό μειώνει τη διαλυτότητα της χρωστικής ουσίας στο νερό. Επομένως, για να βελτιώσετε τη διαλυτότητα των υδατοδιαλυτών χρωστικών, πρώτα μην προσθέτετε ηλεκτρολύτη σε εμπορικές χρωστικές ουσίες.

Πρόσθετα και διαλυτότητα
⑴ Ένωση αλκοόλης και συνδιαλύτης ουρίας
Επειδή οι υδατοδιαλυτές χρωστικές περιέχουν έναν ορισμένο αριθμό ομάδων σουλφονικού οξέος και ομάδων καρβοξυλικού οξέος, τα σωματίδια της χρωστικής διασπώνται εύκολα σε υδατικό διάλυμα και φέρουν μια ορισμένη ποσότητα αρνητικού φορτίου. Όταν προστίθεται ο συνδιαλύτης που περιέχει την ομάδα σχηματισμού δεσμού υδρογόνου, σχηματίζεται ένα προστατευτικό στρώμα ενυδατωμένων ιόντων στην επιφάνεια των ιόντων της χρωστικής, το οποίο προάγει τον ιονισμό και τη διάλυση των μορίων της χρωστικής για να βελτιωθεί η διαλυτότητα. Πολυόλες όπως ο αιθέρας διαιθυλενογλυκόλης, η θειοδιαιθανόλη, η πολυαιθυλενογλυκόλη κ.λπ. χρησιμοποιούνται συνήθως ως βοηθητικοί διαλύτες για υδατοδιαλυτές χρωστικές. Επειδή μπορούν να σχηματίσουν δεσμό υδρογόνου με τη χρωστική, η επιφάνεια του ιόντος της χρωστικής σχηματίζει ένα προστατευτικό στρώμα ενυδατωμένων ιόντων, το οποίο εμποδίζει τη συσσωμάτωση και τη διαμοριακή αλληλεπίδραση των μορίων της χρωστικής και προάγει τον ιονισμό και τη διάσπαση της χρωστικής.
⑵Μη ιονικό επιφανειοδραστικό
Η προσθήκη ενός συγκεκριμένου μη ιονικού επιφανειοδραστικού στη χρωστική ουσία μπορεί να αποδυναμώσει τη δύναμη σύνδεσης μεταξύ των μορίων της χρωστικής ουσίας και μεταξύ των μορίων, να επιταχύνει τον ιονισμό και να κάνει τα μόρια της χρωστικής να σχηματίζουν μικκύλια στο νερό, το οποίο έχει καλή διασπορά. Οι πολικές χρωστικές ουσίες σχηματίζουν μικκύλια. Τα διαλυτοποιητικά μόρια σχηματίζουν ένα δίκτυο συμβατότητας μεταξύ των μορίων για να βελτιώσουν τη διαλυτότητα, όπως ο αιθέρας ή ο εστέρας πολυοξυαιθυλενίου. Ωστόσο, εάν το μόριο του συνδιαλύτη δεν έχει ισχυρή υδρόφοβη ομάδα, η επίδραση διασποράς και διαλυτοποίησης στο μικκύλιο που σχηματίζεται από τη χρωστική ουσία θα είναι ασθενής και η διαλυτότητα δεν θα αυξηθεί σημαντικά. Επομένως, προσπαθήστε να επιλέξετε διαλύτες που περιέχουν αρωματικούς δακτυλίους που μπορούν να σχηματίσουν υδρόφοβους δεσμούς με χρωστικές. Για παράδειγμα, αιθέρας πολυοξυαιθυλενίου αλκυλοφαινόλης, γαλακτωματοποιητής εστέρας πολυοξυαιθυλενίου σορβιτάνης και άλλοι όπως ο αιθέρας πολυοξυαιθυλενίου πολυαλκυλοφαινόλης.
⑶ λιγνοσουλφονικό διασπορέας
Το διασπορικό έχει μεγάλη επίδραση στη διαλυτότητα της χρωστικής. Η επιλογή ενός καλού διασπορέα ανάλογα με τη δομή της χρωστικής θα βοηθήσει σημαντικά στη βελτίωση της διαλυτότητας της χρωστικής. Στις υδατοδιαλυτές χρωστικές, παίζει κάποιο ρόλο στην πρόληψη της αμοιβαίας προσρόφησης (δύναμη van der Waals) και της συσσωμάτωσης μεταξύ των μορίων της χρωστικής. Το λιγνοσουλφονικό είναι το πιο αποτελεσματικό διασπορικό και υπάρχουν έρευνες σχετικά με αυτό στην Κίνα.
Η μοριακή δομή των διασποράς χρωστικών δεν περιέχει ισχυρές υδρόφιλες ομάδες, αλλά μόνο ασθενώς πολικές ομάδες, επομένως έχει μόνο ασθενή υδροφιλικότητα και η πραγματική διαλυτότητα είναι πολύ μικρή. Οι περισσότερες διασπορές χρωστικές μπορούν να διαλυθούν μόνο σε νερό στους 25℃. 1~10mg/L.
Η διαλυτότητα των διασποράς χρωστικών σχετίζεται με τους ακόλουθους παράγοντες:
Μοριακή Δομή
«Η διαλυτότητα των διασκορπισμένων χρωστικών στο νερό αυξάνεται καθώς το υδρόφοβο μέρος του μορίου της χρωστικής μειώνεται και το υδρόφιλο μέρος (η ποιότητα και η ποσότητα των πολικών ομάδων) αυξάνεται. Δηλαδή, η διαλυτότητα των χρωστικών με σχετικά μικρή σχετική μοριακή μάζα και πιο ασθενείς πολικές ομάδες όπως -OH και -NH2 θα είναι υψηλότερη. Οι χρωστικές με μεγαλύτερη σχετική μοριακή μάζα και λιγότερες ασθενώς πολικές ομάδες έχουν σχετικά χαμηλή διαλυτότητα. Για παράδειγμα, το Disperse Red (I), του οποίου το M=321, η διαλυτότητα είναι μικρότερη από 0,1mg/L στους 25℃ και η διαλυτότητα είναι 1,2mg/L στους 80℃. Το Disperse Red (II), του οποίου το M=352, η διαλυτότητα στους 25℃ είναι 7,1mg/L και η διαλυτότητα στους 80℃ είναι 240mg/L.»
Διαλυτικό
Στις χρωστικές ουσίες σε μορφή σκόνης, η περιεκτικότητα σε καθαρές χρωστικές είναι γενικά 40% έως 60%, και τα υπόλοιπα είναι διασπορείς, παράγοντες προστασίας από τη σκόνη, προστατευτικοί παράγοντες, θειικό νάτριο κ.λπ. Μεταξύ αυτών, το διασπορέας αντιπροσωπεύει μεγαλύτερο ποσοστό.
Το διασπορέας (παράγοντας διάχυσης) μπορεί να επικαλύψει τους λεπτούς κρυσταλλικούς κόκκους της χρωστικής σε υδρόφιλα κολλοειδή σωματίδια και να τη διασπείρει σταθερά στο νερό. Μετά την υπέρβαση της κρίσιμης συγκέντρωσης μικκυλίων, θα σχηματιστούν επίσης μικκύλια, τα οποία θα μειώσουν μέρος των μικροσκοπικών κρυσταλλικών κόκκων της χρωστικής. Διαλυμένα σε μικκύλια, συμβαίνει το λεγόμενο φαινόμενο «διαλυτοποίησης», αυξάνοντας έτσι τη διαλυτότητα της χρωστικής. Επιπλέον, όσο καλύτερη είναι η ποιότητα του διασπορέα και όσο υψηλότερη είναι η συγκέντρωση, τόσο μεγαλύτερο είναι το αποτέλεσμα διαλυτοποίησης και διαλυτοποίησης.
Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η διαλυτοποιητική επίδραση του διασκορπιστικού στις διασπαρμένες χρωστικές διαφορετικών δομών είναι διαφορετική και η διαφορά είναι πολύ μεγάλη. Η διαλυτοποιητική επίδραση του διασκορπιστικού στις διασπαρμένες χρωστικές μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας του νερού, η οποία είναι ακριβώς η ίδια με την επίδραση της θερμοκρασίας του νερού στις διασπαρμένες χρωστικές. Η διαλυτοποιητική επίδραση είναι η αντίθετη.
Αφού τα υδρόφοβα κρυσταλλικά σωματίδια της διασποράς χρωστικής και του διασπορέα σχηματίσουν υδρόφιλα κολλοειδή σωματίδια, η σταθερότητα της διασποράς τους θα βελτιωθεί σημαντικά. Επιπλέον, αυτά τα κολλοειδή σωματίδια χρωστικής παίζουν τον ρόλο της «τροφοδότησης» χρωστικών κατά τη διάρκεια της διαδικασίας βαφής. Επειδή αφού τα μόρια χρωστικής σε διαλυμένη κατάσταση απορροφηθούν από την ίνα, η χρωστική που «αποθηκεύεται» στα κολλοειδή σωματίδια θα απελευθερωθεί εγκαίρως για να διατηρηθεί η ισορροπία διάλυσης της χρωστικής.
Η κατάσταση της διασποράς χρωστικής στη διασπορά
1-μόριο διασποράς
Κρυσταλλίτης 2-χρωστικής (διαλυτοποίηση)
3-διασπαρτικό μικκύλιο
Μονό μόριο 4-χρωστικής (διαλυμένη)
5-κόκκοι χρωστικής
6-διασπορέας λιπόφιλη βάση
7-διασπαρτική υδρόφιλη βάση
8-ιόν νατρίου (Na+)
9-συσσωματώματα κρυσταλλιτών χρωστικής
Ωστόσο, εάν η «συνοχή» μεταξύ της χρωστικής ουσίας και του διασκορπιστικού είναι πολύ μεγάλη, η «προσφορά» του μεμονωμένου μορίου της χρωστικής ουσίας θα υστερήσει ή θα εμφανιστεί το φαινόμενο «η προσφορά υπερβαίνει τη ζήτηση». Επομένως, θα μειώσει άμεσα τον ρυθμό βαφής και θα εξισορροπήσει το ποσοστό βαφής, με αποτέλεσμα αργή βαφή και ανοιχτό χρώμα.
Μπορεί να φανεί ότι κατά την επιλογή και χρήση διασπορέων, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη όχι μόνο η σταθερότητα διασποράς της χρωστικής, αλλά και η επίδραση στο χρώμα της χρωστικής.
(3) Θερμοκρασία διαλύματος βαφής
Η διαλυτότητα των διασπαρμένων χρωστικών στο νερό αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας του νερού. Για παράδειγμα, η διαλυτότητα του Disperse Yellow σε νερό στους 80°C είναι 18 φορές μεγαλύτερη από αυτή στους 25°C. Η διαλυτότητα του Disperse Red σε νερό στους 80°C είναι 33 φορές μεγαλύτερη από αυτή στους 25°C. Η διαλυτότητα του Disperse Blue σε νερό στους 80°C είναι 37 φορές μεγαλύτερη από αυτή στους 25°C. Εάν η θερμοκρασία του νερού υπερβεί τους 100°C, η διαλυτότητα των διασπαρμένων χρωστικών θα αυξηθεί ακόμη περισσότερο.
Ακολουθεί μια ειδική υπενθύμιση: αυτή η ιδιότητα διάλυσης των διασκορπισμένων χρωστικών θα φέρει κρυμμένους κινδύνους σε πρακτικές εφαρμογές. Για παράδειγμα, όταν το υγρό χρωστικής θερμαίνεται ανομοιόμορφα, το υγρό χρωστικής με υψηλή θερμοκρασία ρέει προς το σημείο όπου η θερμοκρασία είναι χαμηλή. Καθώς η θερμοκρασία του νερού μειώνεται, το υγρό χρωστικής γίνεται υπερκορεσμένο και η διαλυμένη χρωστική θα καθιζάνει, προκαλώντας την ανάπτυξη κρυσταλλικών κόκκων χρωστικής και τη μείωση της διαλυτότητας. Με αποτέλεσμα τη μειωμένη απορρόφηση της χρωστικής.
(τέσσερις) κρυσταλλική μορφή χρωστικής
Ορισμένες χρωστικές διασποράς παρουσιάζουν το φαινόμενο του «ισομορφισμού». Δηλαδή, η ίδια χρωστική διασποράς, λόγω της διαφορετικής τεχνολογίας διασποράς στη διαδικασία κατασκευής, θα σχηματίσει διάφορες κρυσταλλικές μορφές, όπως βελόνες, ράβδους, νιφάδες, κόκκους και μπλοκ. Κατά τη διαδικασία εφαρμογής, ειδικά κατά τη βαφή στους 130°C, η πιο ασταθής κρυσταλλική μορφή θα αλλάξει σε πιο σταθερή κρυσταλλική μορφή.
Αξίζει να σημειωθεί ότι η πιο σταθερή κρυσταλλική μορφή έχει μεγαλύτερη διαλυτότητα, ενώ η λιγότερο σταθερή κρυσταλλική μορφή έχει σχετικά μικρότερη διαλυτότητα. Αυτό θα επηρεάσει άμεσα τον ρυθμό πρόσληψης και το ποσοστό πρόσληψης χρωστικής.
(5) Μέγεθος σωματιδίων
Γενικά, οι χρωστικές με μικρά σωματίδια έχουν υψηλή διαλυτότητα και καλή σταθερότητα διασποράς. Οι χρωστικές με μεγάλα σωματίδια έχουν χαμηλότερη διαλυτότητα και σχετικά κακή σταθερότητα διασποράς.
Προς το παρόν, το μέγεθος των σωματιδίων των εγχώριων χρωστικών διασποράς είναι γενικά 0,5 ~ 2,0 μm (Σημείωση: το μέγεθος των σωματιδίων της βαφής με εμβάπτιση απαιτεί 0,5 ~ 1,0 μm).