Οι αντιδραστικές βαφές έχουν φωτεινά χρώματα και πλήρη χρωματογραφήματα. Είναι γνωστό για την απλή εφαρμογή, το χαμηλό κόστος και την εξαιρετική του αντοχή. Ειδικά με την ανάπτυξη των ινών κυτταρίνης τα τελευταία χρόνια, οι αντιδραστικές βαφές έχουν γίνει ο πιο σημαντικός τύπος βαφής για τη βαφή υφασμάτων με ίνες κυτταρίνης.

Αλλά το πιο σημαντικό πρόβλημα των αντιδραστικών βαφών είναι ο χαμηλός ρυθμός εξάντλησης και ο ρυθμός σταθεροποίησης. Στην παραδοσιακή διαδικασία βαφής των ινών κυτταρίνης, προκειμένου να βελτιωθεί η πρόσληψη της βαφής και ο ρυθμός στερέωσης των αντιδραστικών βαφών, πρέπει να προστεθεί μεγάλη ποσότητα ανόργανου άλατος (χλωριούχο νάτριο ή θειικό νάτριο). Ανάλογα με τη δομή και το χρώμα της βαφής, η ποσότητα αλατιού που χρησιμοποιείται είναι γενικά 30 έως 150 g/L. Αν και έχει σημειωθεί μεγάλη πρόοδος στην επεξεργασία οργανικών ενώσεων στην εκτύπωση και τη βαφή λυμάτων, η προσθήκη μεγάλης ποσότητας ανόργανων αλάτων στη διαδικασία της βαφής δεν μπορεί να αντιμετωπιστεί με απλές φυσικές και βιοχημικές μεθόδους.

Έρευνα για την τεχνολογία των αντιδραστικών βαφών και της βαφής χωρίς άλατα

Από οικολογική άποψη, η απόρριψη λυμάτων εκτύπωσης και βαφής υψηλής αλατότητας αλλάζει άμεσα την ποιότητα του νερού των ποταμών και των λιμνών και καταστρέφει το οικολογικό περιβάλλον.
εικών
Η υψηλή διαπερατότητα του αλατιού θα προκαλέσει την αλάτωση του εδάφους γύρω από τα ποτάμια και τις λίμνες, μειώνοντας την απόδοση των καλλιεργειών. Εν ολίγοις, η χρήση μεγάλης ποσότητας ανόργανων αλάτων δεν μπορεί ούτε να αποικοδομηθεί ούτε να ανακυκλωθεί και ταυτόχρονα έχει μεγάλο αρνητικό αντίκτυπο στην ποιότητα του νερού και του εδάφους. Με βάση αυτό, αυτό το άρθρο εξετάζει την πρόσφατη ερευνητική πρόοδο της τεχνολογίας βαφής χωρίς άλατα και συζητά συστηματικά τις δομικές αλλαγές των αντιδραστικών βαφών με χαμηλή περιεκτικότητα σε αλάτι, την τεχνολογία εμβολιασμού και την τεχνολογία διασύνδεσης.

Αντιδραστικές βαφές για βαφή χωρίς αλάτι

Τα εξαιρετικά χαρακτηριστικά των αντιδραστικών βαφών είναι η μικρή μοριακή δομή, η καλή υδροφιλία και η εύκολη απομάκρυνση του επιπλέοντος χρώματος μετά τη στερέωση. Αυτή είναι μια σημαντική καινοτομία στο σχεδιασμό μορίων βαφής. Αυτό όμως προκαλεί επίσης χαμηλό ρυθμό εξάντλησης και σταθεροποίησης της βαφής και χρειάζεται να προστεθεί μεγάλη ποσότητα αλατιού κατά τη διάρκεια της βαφής. Οδηγούν στην απώλεια μεγάλης ποσότητας αλμυρών λυμάτων και βαφών, αυξάνοντας έτσι το κόστος επεξεργασίας των λυμάτων. Η ρύπανση του περιβάλλοντος είναι σοβαρή. Ορισμένες εταιρείες βαφής άρχισαν να δίνουν προσοχή στον έλεγχο και τη βελτίωση των προδρόμων χρωμάτων και των αντιδραστικών ομάδων και να αναπτύσσουν αντιδραστικές χρωστικές για βαφή με χαμηλό αλάτι. Το CibacronLs που κυκλοφόρησε από τη Ciba είναι ένας τύπος βαφών με χαμηλή περιεκτικότητα σε αλάτι που χρησιμοποιούν διαφορετικές ενεργές ομάδες για να συνδυαστούν. Το χαρακτηριστικό αυτής της βαφής είναι ότι η ποσότητα αλατιού που χρησιμοποιείται στη βαφή είναι 1/4 έως 1/2 αυτής των γενικών αντιδραστικών βαφών. Δεν είναι ευαίσθητο στις αλλαγές στην αναλογία μπάνιου και έχει καλή αναπαραγωγιμότητα. Αυτός ο τύπος βαφών είναι κυρίως βαφή με εμβάπτιση και μπορεί να χρησιμοποιηθεί μαζί με βαφές διασποράς για γρήγορη βαφή μιγμάτων πολυεστέρα/βαμβακιού σε ένα μπάνιο.

Η Sumitomo Corporation of Japan πρότεινε ένα σύνολο μεθόδων βαφής κατάλληλες για τις βαφές της σειράς Sumifux Supra. Ονομάζεται μέθοδος χρώσης LETfS. Η ποσότητα του ανόργανου αλατιού που χρησιμοποιείται σε αυτή τη μέθοδο είναι μόνο το 1/2 έως το 1/3 της παραδοσιακής διαδικασίας και η αναλογία μπάνιου μπορεί να φτάσει το 1:10. Και κυκλοφόρησε μια σειρά από αντιδραστικές βαφές συμβατές με τη διαδικασία. Αυτή η σειρά χρωστικών είναι ετεροδιενεργές βαφές που αποτελούνται από μονοχλωρο-τριαζίνη και θειική Β-αιθυλοσουλφόνη. Η ποσότητα της υπολειμματικής χρωστικής στα λύματα βαφής αυτής της σειράς βαφών είναι μόνο το 25%-30% της περιεκτικότητας σε βαφή στα γενικά αντιδραστικά λύματα βαφής. Συνιστάται για τη βαφή ινών Tencel. Παρουσιάζει εξαιρετική απόδοση εφαρμογής όσον αφορά τον ρυθμό στερέωσης, το εύκολο πλύσιμο και τις διάφορες σταθερότητες βαμμένων προϊόντων.

Η εταιρεία DyStar κυκλοφόρησε τις βαφές της σειράς RemazolEF κατάλληλες για βαφή χωρίς άλατα, η δραστική ομάδα είναι κυρίως η θειική Β-υδροξυαιθυλοσουλφόνη και ξεκίνησε μια φιλική προς το περιβάλλον διαδικασία βαφής χωρίς αλάτι. Η ποσότητα του ανόργανου αλατιού που χρησιμοποιείται είναι το 1/3 της συμβατικής διαδικασίας. Η διαδικασία βαφής συντομεύεται. Επιπλέον, το σύστημα καλύπτει ένα ευρύ φάσμα χρωματογραφημάτων. Μια ποικιλία από τρία βασικά χρώματα μπορεί να συνδυαστεί για να αποκτήσετε φωτεινά χρώματα. Η εταιρεία Clariant (Clariant) κυκλοφόρησε τη σειρά δραστικών βαφών DrimareneHF, κυρίως σε 4 ποικιλίες: DrimareneBlueHF-RL, 戡ownHF-2RL, NavyHF-G, RedHF-G, που χρησιμοποιούνται για βαφή εξάντλησης και συνεχή βαφή ινών κυτταρίνης και καλή απόδοση, εφαρμογή στερεότητα. Ο ρυθμός σταθεροποίησης είναι αρκετά υψηλός, χαμηλή αναλογία αλατιού και χαμηλή αναλογία υγρού. Ουδέτερη στερέωση, καλή δυνατότητα πλύσης.

Ορισμένες δραστικές βαφές που αναπτύχθηκαν πρόσφατα μπορούν να αυξήσουν την αμεσότητα των βαφών αυξάνοντας τον όγκο των μορίων της βαφής και μειώνοντας την ποσότητα των ανόργανων αλάτων. Για παράδειγμα, η εισαγωγή ομάδων ουρίας μπορεί να αυξήσει την αμεσότητα των ενεργών ομάδων και να μειώσει την ποσότητα των ανόργανων αλάτων. Βελτιώστε το ποσοστό στερέωσης. Υπάρχουν επίσης πρόδρομες ουσίες πολυαζοχρωστικής (όπως τριζάζο, τετραάζο) για να αυξηθεί η αμεσότητα της βαφής και να επιτευχθεί ο σκοπός της βαφής χωρίς άλατα. Το αποτέλεσμα υψηλής στερεοχημικής παρεμπόδισης ορισμένων χρωστικών στη δομή μπορεί επίσης να αλλάξει σημαντικά την αντιδραστικότητα των αντιδραστικών ομάδων αντιδραστικών χρωστικών και την ποσότητα αλατιού που χρησιμοποιείται στη βαφή. Αυτά τα αποτελέσματα στερεοχημικής παρεμπόδισης είναι γενικά η εισαγωγή αλκυλικών υποκαταστατών σε διαφορετικές θέσεις στη μήτρα βαφής. Τα βασικά δομικά χαρακτηριστικά τους συνοψίζονται από τους μελετητές ως εξής:

Ενεργή ομάδα ένα SO: CH2CH: oS03Na μπορεί να βρίσκεται στη μετα ή παρα θέση του δακτυλίου βενζολίου.

Το R3 μπορεί να βρίσκεται στην ορθο, ενδιάμεση ή παρά θέση του δακτυλίου βενζολίου. Ο δομικός τύπος είναι αντιδραστικές βαφές βινυλοσουλφόνης.

Διαφορετικοί υποκαταστάτες ή διαφορετικές θέσεις υποκατάστασης στις χρωστικές μπορούν να επιτύχουν την ίδια αξία βαφής υπό τις ίδιες συνθήκες βαφής, αλλά οι ποσότητες άλατος βαφής τους είναι αρκετά διαφορετικές.

Οι εξαιρετικές δραστικές βαφές με χαμηλή περιεκτικότητα σε αλάτι πρέπει να έχουν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά: 1) Η ποσότητα του αλατιού που χρησιμοποιείται στη βαφή μειώνεται σημαντικά. 2) Βαφή σε λουτρό βαφής χαμηλής αναλογίας μπάνιου, σταθερότητα λουτρού βαφής. 3) Καλή δυνατότητα πλύσης. Μειώστε τον χρόνο μετά την επεξεργασία. 4) Εξαιρετική αναπαραγωγιμότητα. Όσον αφορά τη βελτίωση της βαφής, εκτός από την προαναφερθείσα βελτίωση της δομής της μήτρας της βαφής και τον λογικό συνδυασμό ενεργών ομάδων, μερικοί άνθρωποι έχουν συνθέσει τις λεγόμενες κατιονικές δραστικές βαφές, οι οποίες μπορούν να βαφτούν χωρίς προσθήκη αλατιού. Π.χ. κατιονικές αντιδραστικές βαφές της ακόλουθης δομής:

Μπορεί να φανεί από τον παραπάνω τύπο ότι το σώμα χρώματος συνδέεται με την ενεργή ομάδα της μονοχλωρο-τριαζίνης. Μια ομάδα πυριδίνης τεταρτοταγούς αμμωνίου συνδέεται επίσης με τον δακτύλιο s-τριαζίνης. Η βαφή είναι θετικά φορτισμένη και η ομάδα τεταρτοταγούς αμμωνίου είναι μια υδατοδιαλυτή ομάδα. Δεδομένου ότι όχι μόνο δεν υπάρχει απώθηση φορτίου μεταξύ των μορίων της βαφής και της ίνας, αλλά και η έλξη θετικών και αρνητικών φορτίων, η βαφή είναι εύκολο να προσεγγίσει την επιφάνεια της ίνας και να προσροφηθεί στη βαμμένη ίνα. Η παρουσία ηλεκτρολυτών στο διάλυμα βαφής όχι μόνο δεν θα παράγει το αποτέλεσμα προώθησης της βαφής, αλλά και θα εξασθενίσει την έλξη μεταξύ της βαφής και της ίνας, έτσι ώστε αυτός ο τύπος βαφής να μπορεί να βαφτεί χωρίς την προσθήκη ηλεκτρολυτών για βαφή χωρίς άλατα. Η διαδικασία βαφής είναι παρόμοια με τις συνηθισμένες αντιδραστικές βαφές. Για αντιδραστικές βαφές μονοχλωρο-τριαζίνης, το ανθρακικό νάτριο εξακολουθεί να προστίθεται ως μονιμοποιητικός παράγοντας. Η θερμοκρασία στερέωσης είναι περίπου 85℃. Ο ρυθμός πρόσληψης βαφής μπορεί να φτάσει το 90% έως 94%, και το ποσοστό στερέωσης είναι 80% έως 90%. Έχει καλή αντοχή στο φως και αντοχή στο πλύσιμο. Παρόμοιες κατιονικές δραστικές βαφές έχουν επίσης αναφερθεί ότι χρησιμοποιούν μονοφθορο-s-τριαζίνη ως δραστική ομάδα. Η δραστικότητα της μονοφθορο-s-τριαζίνης είναι υψηλότερη από εκείνη της μονοχλωρο-s-τριαζίνης.

Αυτές οι βαφές μπορούν επίσης να βαφτούν σε μείγματα βαμβακιού/ακρυλικού και άλλες ιδιότητες των βαφών (όπως η ισοπέδωση και η συμβατότητα κ.λπ.) πρέπει να μελετηθούν περαιτέρω. Παρέχει όμως έναν νέο τρόπο για τις ίνες κυτταρίνης να πραγματοποιούν βαφή χωρίς αλάτι.