Reaktīvām krāsvielām ir spilgtas krāsas un pilnīgas hromatogrammas. Tas ir pazīstams ar savu vienkāršo pielietojumu, zemām izmaksām un lielisko izturību. Īpaši pēdējos gados attīstoties celulozes šķiedrām, reaktīvās krāsvielas ir kļuvušas par vissvarīgāko krāsvielu veidu celulozes šķiedru tekstilizstrādājumu krāsošanai.

Bet visredzamākā reaktīvo krāsvielu problēma ir zemais izsmelšanas ātrums un fiksācijas ātrums. Tradicionālajā celulozes šķiedras krāsošanas procesā, lai uzlabotu reaktīvo krāsvielu krāsvielu uzņemšanu un fiksācijas ātrumu, jāpievieno liels daudzums neorganiskās sāls (nātrija hlorīds vai nātrija sulfāts). Atkarībā no krāsvielas struktūras un krāsas izmantotais sāls daudzums parasti ir no 30 līdz 150 g/l. Lai gan ir panākts liels progress organisko savienojumu attīrīšanā drukāšanas un krāsošanas notekūdeņos, liela daudzuma neorganisko sāļu pievienošana krāsošanas procesā nav attīrāma ar vienkāršām fizikālām un bioķīmiskām metodēm.

Reaktīvo krāsvielu un bezsāls krāsvielu tehnoloģijas pētījumi

No ekoloģiskā viedokļa augsta sāļuma drukas un krāsošanas notekūdeņu novadīšana tieši maina upju un ezeru ūdens kvalitāti un iznīcina ekoloģisko vidi.
attēlu
Augstā sāls caurlaidība izraisīs augsnes sasāļošanos ap upēm un ezeriem, samazinot ražu. Īsāk sakot, liela daudzuma neorganisko sāļu izmantošanu nevar ne degradēt, ne pārstrādāt, un tajā pašā laikā tam ir liela negatīva ietekme uz ūdens kvalitāti un augsni. Pamatojoties uz to, šajā rakstā aplūkoti jaunākie pētījumi bezsāls krāsošanas tehnoloģijā un sistemātiski apspriestas mazsāls reaktīvo krāsvielu, potēšanas tehnoloģiju un šķērssaistīšanas tehnoloģiju strukturālās izmaiņas.

Reaktīvās krāsvielas krāsošanai bez sāls

Reaktīvo krāsvielu izcilās īpašības ir maza molekulārā struktūra, laba hidrofilitāte un viegla peldošās krāsas nomazgāšana pēc nostiprināšanas. Tas ir svarīgs jauninājums krāsvielu molekulu dizainā. Bet tas arī izraisa zemu krāsas izsīkuma un fiksācijas ātrumu, un krāsošanas laikā ir jāpievieno liels sāls daudzums. Novest pie liela daudzuma sāļo notekūdeņu un krāsvielu zuduma, tādējādi palielinot notekūdeņu attīrīšanas izmaksas. Vides piesārņojums ir nopietns. Daži krāsvielu uzņēmumi sāka pievērst uzmanību krāsvielu prekursoru un reaktīvo grupu skrīningam un uzlabošanai, kā arī izstrādāt reaktīvās krāsvielas krāsošanai ar zemu sāls saturu. Ciba laists klajā CibacronLs ir mazsāls krāsvielu veids, kuru apvienošanai tiek izmantotas dažādas aktīvās grupas. Šīs krāsvielas īpašība ir tāda, ka krāsošanā izmantotais sāls daudzums ir 1/4 līdz 1/2 no vispārīgo reaktīvo krāsvielu daudzuma. Tas nav jutīgs pret vannas attiecību izmaiņām, un tam ir laba reproducējamība. Šāda veida krāsvielas galvenokārt ir iegremdētas, un tās var izmantot kopā ar dispersajām krāsām ātrai poliestera/kokvilnas maisījumu krāsošanai vienā vannā.

Japānas korporācija Sumitomo piedāvāja Sumifux Supra sērijas krāsvielām piemērotu krāsošanas metožu kopumu. To sauc par LETfS krāsošanas metodi. Šajā metodē izmantotā neorganiskā sāls daudzums ir tikai 1/2 līdz 1/3 no tradicionālā procesa, un vannas attiecība var sasniegt 1:10. Un uzsāka ar šo procesu saderīgu reaktīvo krāsvielu sēriju. Šī krāsvielu sērija ir heterobi reaģējošas krāsvielas, kas sastāv no monohlortriazīna un B-etilsulfona sulfāta. Krāsas atlikumu daudzums šīs krāsvielu sērijas krāsošanas notekūdeņos ir tikai 25–30% no krāsvielu satura vispārīgajos reaktīvās krāsošanas notekūdeņos. Ieteicams Tencel šķiedru krāsošanai. Tas parāda izcilu uzklāšanas veiktspēju fiksācijas ātruma, vieglas mazgāšanas un dažādu krāsotu produktu noturības ziņā.

Uzņēmums DyStar laida klajā RemazolEF sērijas krāsvielas, kas piemērotas krāsošanai bez sāls, aktīvā grupa galvenokārt ir B-hidroksietilsulfona sulfāts, un uzsāka videi draudzīgu krāsošanas procesu bez sāls. Izmantotā neorganiskā sāls daudzums ir 1/3 no parastā procesa. Krāsošanas process tiek saīsināts. Turklāt sistēma aptver plašu hromatogrammu klāstu. Lai iegūtu spilgtas krāsas, var apvienot dažādas trīs pamatkrāsas. Uzņēmums Clariant (Clariant) laiž klajā DrimareneHF reaktīvo krāsvielu sēriju, galvenokārt 4 šķirnēs: DrimareneBlueHF-RL, 戡ownHF-2RL, NavyHF-G, RedHF-G, ko izmanto izsmelšanas krāsošanai un celulozes šķiedru nepārtrauktai krāsošanai, uzklāšanas veiktspēja un laba noturība. Fiksācijas ātrums ir diezgan augsts, zema sāls un zema šķidruma attiecība. Neitrāla fiksācija, laba mazgājamība.

Dažas jaunizveidotās reaktīvās krāsvielas var palielināt krāsvielu tiešumu, palielinot krāsvielu molekulu tilpumu un samazinot neorganisko sāļu daudzumu. Piemēram, urīnvielas grupu ieviešana var palielināt aktīvo grupu tiešumu un samazināt neorganisko sāļu daudzumu. Uzlabot fiksācijas ātrumu; ir arī poliazo krāsvielu prekursori (piemēram, trisazo, tetraazo), lai palielinātu krāsas tiešumu un sasniegtu bezsāļu krāsošanas mērķi. Dažu krāsvielu augstā steriskā kavējošā iedarbība struktūrā var arī būtiski mainīt reaktīvo krāsvielu reaktīvo grupu reaktivitāti un krāsošanā izmantotās sāls daudzumu. Šīs steriskās kavējošās sekas parasti ir alkil-aizvietotāju ievadīšana dažādās krāsvielu matricas pozīcijās. To galvenās strukturālās iezīmes zinātnieki ir apkopojuši šādi:

Pirmā aktīvā grupa SO: CH2CH: oS03Na var atrasties benzola gredzena meta vai para pozīcijā;

R3 var atrasties benzola gredzena orto, inter vai para pozīcijā. Strukturālā formula ir vinilsulfona reaktīvās krāsvielas.

Dažādi aizvietotāji vai dažādas aizvietošanas pozīcijas uz krāsvielām var sasniegt vienādu krāsošanas vērtību tādos pašos krāsošanas apstākļos, taču to krāsošanas sāls daudzums ir diezgan atšķirīgs.

Lieliskām zemu sāls reaktīvām krāsvielām ir jābūt šādām īpašībām: 1) krāsošanā izmantotā sāls daudzums ir ievērojami samazināts; 2) Krāsošana zemas vannas proporcijas krāsvielu vannā, krāsošanas vannas stabilitāte; 3) Laba mazgājamība. Samazināt pēcapstrādes laiku; 4) Lieliska reproducējamība. Runājot par krāsvielu uzlabošanu, papildus iepriekš minētajai krāsvielu matricas struktūras uzlabošanai un saprātīgai aktīvo grupu kombinācijai daži cilvēki ir sintezējuši tā sauktās katjonu reaktīvās krāsvielas, kuras var krāsot, nepievienojot sāli. Piemēram, šādas struktūras katjonu reaktīvās krāsvielas:

No iepriekš minētās formulas var redzēt, ka krāsas korpuss ir saistīts ar monohlortriazīna aktīvo grupu. Piridīna ceturtdaļējā amonija grupa ir pievienota arī s-triazīna gredzenam. Krāsviela ir pozitīvi uzlādēta, un kvartārā amonija grupa ir ūdenī šķīstoša grupa. Tā kā starp krāsvielu molekulām un šķiedru nenotiek ne tikai lādiņa atgrūšana, bet arī pozitīvo un negatīvo lādiņu pievilkšana, krāsai ir viegli pietuvoties šķiedras virsmai un adsorbēties uz krāsoto šķiedru. Elektrolītu klātbūtne krāsošanas šķīdumā ne tikai neradīs krāsu veicinošo efektu, bet arī vājinās pievilcību starp krāsvielu un šķiedru, tāpēc šāda veida krāsvielas var krāsot, nepievienojot elektrolītus krāsošanai bez sāls. Krāsošanas process ir līdzīgs parastajām reaktīvām krāsvielām. Monohlor-triazīna reaktīvām krāsvielām kā fiksācijas līdzekli joprojām pievieno nātrija karbonātu. Fiksācijas temperatūra ir aptuveni 85 ℃. Krāsas uzņemšanas ātrums var sasniegt 90% līdz 94%, un fiksācijas ātrums ir 80% līdz 90%. Tam ir laba gaismas noturība un mazgāšanas izturība. Ir ziņots, ka līdzīgas katjonu reaktīvās krāsvielas izmanto monofluor-s-triazīnu kā aktīvo grupu. Monofluor-s-triazīna aktivitāte ir augstāka nekā monohlor-s-triazīna aktivitāte.

Šīs krāsvielas var krāsot arī kokvilnas/akrila maisījumos, un citas krāsvielu īpašības (piemēram, izlīdzināšana un savietojamība utt.) ir jāturpina pētīt. Bet tas nodrošina jaunu veidu, kā celulozes šķiedra var veikt krāsošanu bez sāls.