Skābās krāsvielas, tiešās krāsvielas un reaktīvās krāsvielas ir ūdenī šķīstošas ​​krāsvielas. Izlaide 2001. gadā bija attiecīgi 30 000 tonnu, 20 000 tonnu un 45 000 tonnu. Tomēr ilgu laiku manas valsts krāsvielu uzņēmumi ir pievērsuši lielāku uzmanību jaunu strukturālo krāsvielu izstrādei un izpētei, savukārt krāsvielu pēcapstrādes pētījumi ir bijuši salīdzinoši vāji. Parasti izmantotie standartizācijas reaģenti ūdenī šķīstošām krāsvielām ir nātrija sulfāts (nātrija sulfāts), dekstrīns, cietes atvasinājumi, saharoze, urīnviela, naftalīna formaldehīda sulfonāts utt. Šos standartizācijas reaģentus sajauc ar oriģinālo krāsvielu proporcionāli, lai iegūtu vajadzīgo stiprumu. Preces, bet tie nevar apmierināt dažādu drukāšanas un krāsošanas procesu vajadzības poligrāfijas un krāsošanas nozarē. Lai gan iepriekš minētie krāsvielu šķīdinātāji ir salīdzinoši lēti, tiem ir slikta mitrināmība un šķīdība ūdenī, tādēļ ir grūti pielāgoties starptautiskā tirgus vajadzībām, un tos var eksportēt tikai kā oriģinālās krāsvielas. Tāpēc ūdenī šķīstošo krāsvielu komercializācijā krāsvielu mitrināmība un šķīdība ūdenī ir problēmas, kas ir steidzami jāatrisina, un ir jāpaļaujas uz attiecīgajām piedevām.

Krāsas mitrināšanas apstrāde
Vispārīgi runājot, mitrināšana ir šķidruma (vajadzētu būt gāzei) uz virsmas aizstāšana ar citu šķidrumu. Konkrēti, pulvera vai granulu saskarnei jābūt gāzes/cietas vielas saskarnei, un mitrināšanas process notiek tad, kad šķidrums (ūdens) aizvieto gāzi uz daļiņu virsmas. Var redzēt, ka mitrināšana ir fizisks process starp vielām uz virsmas. Krāsvielu pēcapstrādē mitrināšanai bieži ir svarīga loma. Parasti krāsvielu pārstrādā cietā stāvoklī, piemēram, pulverī vai granulās, kas lietošanas laikā ir jāsamitrina. Tāpēc krāsas mitrināmība tieši ietekmēs uzklāšanas efektu. Piemēram, šķīdināšanas procesā krāsvielu ir grūti samitrināt, un tā peldēšana uz ūdens ir nevēlama. Mūsdienās nepārtraukti uzlabojot krāsvielu kvalitātes prasības, mitrināšanas veiktspēja ir kļuvusi par vienu no krāsvielu kvalitātes mērīšanas rādītājiem. Ūdens virsmas enerģija pie 20 ℃ ir 72,75 mN/m, kas samazinās, paaugstinoties temperatūrai, savukārt cietvielu virsmas enerģija pamatā nemainās, parasti zem 100 mN/m. Parasti metālus un to oksīdus, neorganiskos sāļus u.c. ir viegli saslapināt Mitrā, ko sauc par augstu virsmas enerģiju. Cieto organisko vielu un polimēru virsmas enerģija ir salīdzināma ar vispārējo šķidrumu virsmas enerģiju, ko sauc par zemu virsmas enerģiju, bet tā mainās līdz ar cieto daļiņu izmēru un porainības pakāpi. Jo mazāks ir daļiņu izmērs, jo lielāka ir porainas veidošanās pakāpe un virsma Jo lielāka enerģija, izmērs ir atkarīgs no substrāta. Tāpēc krāsvielas daļiņu izmēram jābūt mazam. Pēc tam, kad krāsa ir apstrādāta ar komerciālu apstrādi, piemēram, izsālīšanu un slīpēšanu dažādās vidēs, krāsas daļiņu izmērs kļūst smalkāks, samazinās kristāliskums un mainās kristāla fāze, kas uzlabo krāsas virsmas enerģiju un atvieglo mitrināšanu.

Skābju krāsvielu šķīdības apstrāde
Izmantojot mazu vannas attiecību un nepārtrauktas krāsošanas tehnoloģiju, drukāšanas un krāsošanas automatizācijas pakāpe ir nepārtraukti uzlabota. Automātisko pildvielu un pastu parādīšanās un šķidro krāsvielu ieviešana prasa sagatavot augstas koncentrācijas un augstas stabilitātes krāsvielu šķidrumus un apdrukas pastas. Tomēr skābo, reaktīvo un tiešo krāsvielu šķīdība sadzīves krāsvielu produktos ir tikai aptuveni 100 g/l, īpaši skābām krāsām. Dažas šķirnes ir pat tikai aptuveni 20g/l. Krāsvielas šķīdība ir saistīta ar krāsvielas molekulāro struktūru. Jo lielāka molekulmasa un mazāk sulfonskābes grupu, jo zemāka šķīdība; pretējā gadījumā, jo augstāks. Turklāt krāsvielu komerciālā apstrāde ir ārkārtīgi svarīga, tostarp krāsvielas kristalizācijas metode, slīpēšanas pakāpe, daļiņu izmērs, piedevu pievienošana utt., Kas ietekmēs krāsas šķīdību. Jo vieglāk krāsviela jonizējas, jo augstāka ir tās šķīdība ūdenī. Tomēr tradicionālo krāsvielu komercializācija un standartizācija balstās uz lielu elektrolītu daudzumu, piemēram, nātrija sulfātu un sāli. Liels Na+ daudzums ūdenī samazina krāsvielas šķīdību ūdenī. Tāpēc, lai uzlabotu ūdenī šķīstošo krāsvielu šķīdību, vispirms nepievienojiet elektrolītu komerciālajām krāsvielām.

Piedevas un šķīdība
⑴ Spirta savienojums un urīnvielas līdzšķīdinātājs
Tā kā ūdenī šķīstošās krāsvielas satur noteiktu skaitu sulfonskābes grupu un karbonskābes grupu, krāsvielu daļiņas viegli sadalās ūdens šķīdumā un satur noteiktu daudzumu negatīva lādiņa. Pievienojot līdzšķīdinātāju, kas satur ūdeņraža saiti veidojošo grupu, uz krāsvielu jonu virsmas veidojas hidratētu jonu aizsargslānis, kas veicina krāsvielu molekulu jonizāciju un izšķīšanu, lai uzlabotu šķīdību. Poliolus, piemēram, dietilēnglikola ēteri, tiodetanolu, polietilēnglikolu utt., parasti izmanto kā palīgšķīdinātājus ūdenī šķīstošām krāsvielām. Tā kā tie var veidot ūdeņraža saiti ar krāsvielu, krāsas jonu virsma veido hidratētu jonu aizsargkārtu, kas novērš krāsvielu molekulu agregāciju un starpmolekulāro mijiedarbību, kā arī veicina krāsvielas jonizāciju un disociāciju.
⑵ Nejonu virsmaktīvā viela
Noteiktas nejonu virsmaktīvās vielas pievienošana krāsai var vājināt saistīšanas spēku starp krāsas molekulām un starp molekulām, paātrināt jonizāciju un likt krāsvielu molekulām veidot micellas ūdenī, kam ir laba izkliedējamība. Polārās krāsvielas veido micellas. Šķīdināšanas molekulas veido saderības tīklu starp molekulām, lai uzlabotu šķīdību, piemēram, polioksietilēteri vai esteri. Tomēr, ja līdzšķīdinātāja molekulai trūkst spēcīgas hidrofobas grupas, dispersijas un šķīdināšanas efekts uz krāsvielas veidoto micellu būs vājš, un šķīdība būtiski nepalielināsies. Tāpēc mēģiniet izvēlēties šķīdinātājus, kas satur aromātiskus gredzenus, kas var veidot hidrofobas saites ar krāsvielām. Piemēram, alkilfenola polioksietilēna ēteris, polioksietilēna sorbitāna estera emulgators un citi, piemēram, polialkilfenilfenola polioksietilēteri.
⑶ lignosulfonāta disperģētājs
Disperģētājam ir liela ietekme uz krāsvielas šķīdību. Laba disperģētāja izvēle atbilstoši krāsvielas struktūrai ievērojami uzlabos krāsas šķīdību. Ūdenī šķīstošās krāsās tam ir noteikta loma savstarpējas adsorbcijas (van der Vāla spēks) un krāsvielu molekulu agregācijas novēršanā. Lignosulfonāts ir visefektīvākais disperģētājs, un Ķīnā par to ir veikti pētījumi.
Disperģēto krāsvielu molekulārā struktūra nesatur spēcīgas hidrofilas grupas, bet tikai vāji polāras grupas, tāpēc tai ir tikai vāja hidrofilitāte, un faktiskā šķīdība ir ļoti maza. Lielākā daļa disperso krāsvielu var izšķīst ūdenī tikai 25 ℃ temperatūrā. 1–10 mg/l.
Disperģēto krāsvielu šķīdība ir saistīta ar šādiem faktoriem:
Molekulārā struktūra
“Dispersu krāsvielu šķīdība ūdenī palielinās, samazinoties krāsvielas molekulas hidrofobajai daļai un palielinoties hidrofilajai daļai (polāro grupu kvalitāte un daudzums). Tas nozīmē, ka krāsvielu šķīdība ar relatīvi mazu relatīvo molekulmasu un vājākām polārajām grupām, piemēram, -OH un -NH2, būs augstāka. Krāsvielām ar lielāku relatīvo molekulmasu un mazāk vāji polāru grupu ir salīdzinoši zema šķīdība. Piemēram, Disperse Red (I), tā M = 321, šķīdība ir mazāka par 0,1 mg/l pie 25 ℃ un šķīdība ir 1,2 mg/l pie 80 ℃. Disperse Red (II), M = 352, šķīdība pie 25 ℃ ir 7,1 mg/l, un šķīdība pie 80 ℃ ir 240 mg/L.
Dispersants
Pulverveida dispersās krāsvielas tīro krāsvielu saturs parasti ir no 40% līdz 60%, bet pārējās ir disperģētāji, putekļu necaurlaidīgi līdzekļi, aizsarglīdzekļi, nātrija sulfāts utt. Starp tiem disperģētājiem ir lielāka daļa.
Disperģētājs (difūzijas līdzeklis) var pārklāt krāsvielas smalkos kristāla graudus hidrofilās koloidālās daļiņās un stabili izkliedēt to ūdenī. Pēc kritiskās micellu koncentrācijas pārsniegšanas veidosies arī micellas, kas samazinās daļu no sīkajiem krāsvielu kristāla graudiņiem. Izšķīdinot micellās, notiek tā sauktā “šķīdināšanas” parādība, tādējādi palielinot krāsvielas šķīdību. Turklāt, jo labāka ir disperģētāja kvalitāte un augstāka koncentrācija, jo lielāka ir šķīdināšanas un šķīdināšanas efekts.
Jāņem vērā, ka dispersanta šķīdinātāja iedarbība uz dažādu struktūru dispersajām krāsvielām ir atšķirīga, un atšķirība ir ļoti liela; dispersijas šķīdināšanas efekts uz dispersajām krāsvielām samazinās, paaugstinoties ūdens temperatūrai, kas ir tieši tāds pats kā ūdens temperatūras ietekme uz dispersajām krāsvielām. Šķīdības ietekme ir pretēja.
Pēc tam, kad dispersās krāsvielas un disperģētāja hidrofobās kristāla daļiņas veidos hidrofilās koloidālās daļiņas, ievērojami uzlabosies tā dispersijas stabilitāte. Turklāt šīm krāsvielu koloidālajām daļiņām ir krāsvielu “piegādātāja” loma krāsošanas procesā. Tā kā pēc tam, kad šķiedras absorbē krāsvielas molekulas izšķīdušajā stāvoklī, koloidālajās daļiņās “uzkrātā” krāsviela tiks atbrīvota laikā, lai saglabātu krāsvielas šķīdināšanas līdzsvaru.
Dispersās krāsvielas stāvoklis dispersijā
1-disperģējoša molekula
2-krāsu kristalīts (šķīdināšana)
3-disperģējoša micella
4-krāsvielas viena molekula (izšķīdināta)
5-Krāsu graudi
6-disperģējoša lipofīla bāze
7-disperģējoša hidrofilā bāze
8-nātrija jons (Na+)
9-krāsvielu kristalītu agregāti
Tomēr, ja “kohēzija” starp krāsvielu un disperģētāju ir pārāk liela, krāsvielas vienas molekulas “piegāde” atpaliks vai parādība “piedāvājums pārsniedz pieprasījumu”. Tāpēc tas tieši samazinās krāsošanas ātrumu un līdzsvaros krāsošanas procentuālo daudzumu, kā rezultātā tiks panākta lēna krāsošana un gaiša krāsa.
Redzams, ka, izvēloties un lietojot dispersantus, jāņem vērā ne tikai krāsvielas dispersijas stabilitāte, bet arī ietekme uz krāsvielas krāsu.
(3) Krāsošanas šķīduma temperatūra
Disperģēto krāsvielu šķīdība ūdenī palielinās, paaugstinoties ūdens temperatūrai. Piemēram, dispersās dzeltenās krāsas šķīdība 80°C ūdenī ir 18 reizes lielāka nekā 25°C temperatūrā. Disperse Red šķīdība 80°C ūdenī ir 33 reizes lielāka nekā 25°C temperatūrā. Disperse Blue šķīdība 80°C ūdenī ir 37 reizes lielāka nekā 25°C temperatūrā. Ja ūdens temperatūra pārsniedz 100°C, disperso krāsvielu šķīdība palielināsies vēl vairāk.
Šeit ir īpašs atgādinājums: šī disperso krāsvielu šķīstošā īpašība radīs slēptas briesmas praktiskajam lietojumam. Piemēram, ja krāsvielu šķidrums tiek uzkarsēts nevienmērīgi, krāsvielu šķidrums ar augstu temperatūru plūst uz vietu, kur temperatūra ir zema. Pazeminoties ūdens temperatūrai, krāsvielu šķidrums kļūst pārsātināts, un izšķīdinātā krāsviela nogulsnēs, izraisot krāsvielu kristāla graudu augšanu un šķīdības samazināšanos. , Rezultātā samazinās krāsvielu uzņemšana.
(četri) krāsvielu kristāla forma
Dažām dispersajām krāsvielām ir “izomorfisma” parādība. Tas ir, viena un tā pati dispersā krāsviela, pateicoties atšķirīgajai dispersijas tehnoloģijai ražošanas procesā, veidos vairākas kristāla formas, piemēram, adatas, stieņus, pārslas, granulas un blokus. Uzklāšanas procesā, īpaši krāsojot 130°C temperatūrā, nestabilākā kristāla forma mainīsies uz stabilāku kristāla formu.
Ir vērts atzīmēt, ka stabilākai kristāla formai ir lielāka šķīdība, bet mazāk stabilai kristāliskajai formai ir salīdzinoši mazāka šķīdība. Tas tieši ietekmēs krāsas uzņemšanas ātrumu un krāsas uzņemšanas procentuālo daudzumu.
(5) Daļiņu izmērs
Parasti krāsvielām ar mazām daļiņām ir augsta šķīdība un laba dispersijas stabilitāte. Krāsvielām ar lielām daļiņām ir zemāka šķīdība un salīdzinoši slikta dispersijas stabilitāte.
Pašlaik sadzīves disperso krāsvielu daļiņu izmērs parasti ir 0,5–2,0 μm (Piezīme: iegremdēšanas krāsošanas daļiņu izmēram ir nepieciešams 0,5–1,0 μm).