Reaktivfarbstoffe haben leuchtende Farben und vollständige Chromatogramme.Es ist bekannt für seine einfache Anwendung, seine geringen Kosten und seine hervorragende Echtheit.Insbesondere mit der Entwicklung von Cellulosefasern in den letzten Jahren haben sich Reaktivfarbstoffe zum wichtigsten Farbstofftyp für die Cellulosefaser-Textilfärbung entwickelt.

Aber das hervorstechendste Problem von Reaktivfarbstoffen ist die niedrige Erschöpfungsrate und Fixierrate.Beim herkömmlichen Färbeverfahren für Zellulosefasern muss zur Verbesserung der Farbstoffaufnahme und Fixiergeschwindigkeit von Reaktivfarbstoffen eine große Menge an anorganischem Salz (Natriumchlorid oder Natriumsulfat) zugesetzt werden.Je nach Farbstoffstruktur und Farbe beträgt die eingesetzte Salzmenge im Allgemeinen 30 bis 150 g/L.Obwohl große Fortschritte bei der Behandlung organischer Verbindungen in Druck- und Färbereiabwässern erzielt wurden, kann der Zusatz einer großen Menge anorganischer Salze im Färbeprozess nicht mit einfachen physikalischen und biochemischen Methoden behandelt werden.

Forschung zur Technologie von Reaktivfarbstoffen und salzfreien Farbstoffen

Aus ökologischer Sicht verändert die Einleitung von stark salzhaltigen Druck- und Färbereiabwässern direkt die Wasserqualität von Flüssen und Seen und zerstört die ökologische Umwelt.
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Die hohe Salzdurchlässigkeit führt zu einer Versalzung des Bodens um die Flüsse und Seen herum, was den Ernteertrag verringert.Kurz gesagt, die Verwendung einer großen Menge an anorganischen Salzen kann weder abgebaut noch recycelt werden und hat gleichzeitig große negative Auswirkungen auf die Wasserqualität und den Boden.Auf dieser Grundlage gibt dieser Artikel einen Überblick über die jüngsten Forschungsfortschritte der salzfreien Färbetechnologie und diskutiert systematisch die strukturellen Veränderungen von salzarmen Reaktivfarbstoffen, Pfropftechnologie und Vernetzungstechnologie.

Reaktivfarbstoffe zum salzfreien Färben

Die herausragenden Eigenschaften von Reaktivfarbstoffen sind eine kleine Molekülstruktur, eine gute Hydrophilie und ein leichtes Abwaschen von schwimmender Farbe nach dem Fixieren.Dies ist eine wichtige Innovation im Design von Farbstoffmolekülen.Dies führt jedoch auch dazu, dass die Farbstoffausziehgeschwindigkeit und die Fixiergeschwindigkeit niedrig sind und eine große Menge Salz während des Färbens hinzugefügt werden muss.Führen zum Verlust einer großen Menge an salzhaltigem Abwasser und Farbstoffen und erhöhen somit die Kosten der Abwasserbehandlung.Umweltverschmutzung ist ernst.Einige Farbstoffunternehmen begannen, ihre Aufmerksamkeit auf das Screening und die Verbesserung von Farbstoffvorläufern und reaktiven Gruppen zu richten und Reaktivfarbstoffe für das salzarme Färben zu entwickeln.CibacronLs, das von Ciba auf den Markt gebracht wurde, ist eine Art salzarmer Farbstoffe, die verschiedene aktive Gruppen zur Kombination verwenden.Charakteristisch für diesen Farbstoff ist, dass die beim Färben verwendete Salzmenge 1/4 bis 1/2 derjenigen von allgemeinen Reaktivfarbstoffen beträgt.Es ist unempfindlich gegenüber Änderungen des Badverhältnisses und hat eine gute Reproduzierbarkeit.Diese Art von Farbstoffen wird hauptsächlich im Tauchverfahren gefärbt und kann zusammen mit Dispersionsfarbstoffen zum schnellen Einbadfärben von Polyester/Baumwoll-Mischungen verwendet werden.

Sumitomo Corporation of Japan schlug eine Reihe von Färbeverfahren vor, die für Farbstoffe der Sumifux Supra-Reihe geeignet sind.Es wird als LETfS-Färbemethode bezeichnet.Die Menge an anorganischem Salz, die bei diesem Verfahren verwendet wird, beträgt nur 1/2 bis 1/3 des herkömmlichen Verfahrens, und das Badverhältnis kann 1:10 erreichen.Und brachte eine Reihe von Reaktivfarbstoffen auf den Markt, die mit dem Verfahren kompatibel sind.Diese Reihe von Farbstoffen sind heterobireaktive Farbstoffe, die aus Monochlortriazin und B-Ethylsulfonsulfat bestehen.Die Restfarbstoffmenge im Färbereiabwasser dieser Farbstoffreihe beträgt nur 25 - 30 % des Farbstoffgehaltes im allgemeinen Reaktivfärbereiabwasser.Es wird zum Färben von Tencel-Fasern empfohlen.Es zeigt eine hervorragende Anwendungsleistung in Bezug auf Fixierrate, leichtes Waschen und verschiedene Echtheiten von gefärbten Produkten.

Das Unternehmen DyStar brachte die für salzfreies Färben geeigneten Farbstoffe der RemazolEF-Serie auf den Markt, die aktive Gruppe ist hauptsächlich B-Hydroxyethylsulfonsulfat, und führte ein umweltfreundliches salzfreies Färbeverfahren ein.Die verwendete Menge an anorganischem Salz beträgt 1/3 des herkömmlichen Verfahrens.Der Färbeprozess wird verkürzt.Darüber hinaus deckt das System ein breites Spektrum an Chromatogrammen ab.Eine Vielzahl von drei Primärfarben kann kombiniert werden, um leuchtende Farben zu erhalten.Das Unternehmen Clariant (Clariant) brachte die DrimareneHF-Serie von Reaktivfarbstoffen auf den Markt, hauptsächlich in 4 Varianten: DrimareneBlueHF-RL, 戡ownHF-2RL, NavyHF-G, RedHF-G, die zum Ausziehfärben und kontinuierlichen Färben von Zellulosefasern verwendet werden, Anwendungsleistung und gut Echtheit.Die Fixiergeschwindigkeit ist recht hoch, salzarm und Flottenverhältnis niedrig.Neutrale Fixierung, gute Waschbarkeit.

Einige neu entwickelte Reaktivfarbstoffe können die Direktwirkung von Farbstoffen erhöhen, indem sie das Volumen der Farbstoffmoleküle erhöhen und die Menge an anorganischen Salzen reduzieren.Beispielsweise kann die Einführung von Harnstoffgruppen die Direktheit aktiver Gruppen erhöhen und die Menge an anorganischen Salzen reduzieren.Verbessern Sie die Fixierungsrate;es gibt auch Polyazo-Farbstoffvorstufen (wie Trisazo, Tetraazo), um die Direktwirkung des Farbstoffs zu erhöhen und den Zweck des salzfreien Färbens zu erreichen.Die hohe sterische Hinderungswirkung einiger Farbstoffe in der Struktur kann auch die Reaktivität der reaktiven Gruppen von Reaktivfarbstoffen und die beim Färben verwendete Salzmenge erheblich verändern.Diese sterischen Hinderungseffekte sind im Allgemeinen die Einführung von Alkylsubstituenten an unterschiedlichen Positionen auf der Farbstoffmatrix.Ihre grundlegenden strukturellen Merkmale werden von Wissenschaftlern wie folgt zusammengefasst:

Aktive Gruppe eins SO: CH2CH: oS03Na kann in meta- oder para-Stellung des Benzolrings stehen;

R3 kann in ortho-, inter- oder para-Stellung des Benzolrings stehen.Die Strukturformel ist Vinylsulfon-Reaktivfarbstoffe.

Unterschiedliche Substituenten oder unterschiedliche Substitutionspositionen an den Farbstoffen können den gleichen Färbewert unter den gleichen Färbebedingungen erzielen, aber ihre färbenden Salzmengen sind ziemlich unterschiedlich.

Hervorragende salzarme Reaktivfarbstoffe müssen die folgenden Eigenschaften aufweisen: 1) Die beim Färben verwendete Salzmenge ist stark reduziert;2) Färben in einem Färbebad mit niedrigem Badverhältnis, Färbebadstabilität;3) Gute Waschbarkeit.Reduzieren Sie die Nachbearbeitungszeit;4) Ausgezeichnete Reproduzierbarkeit.Hinsichtlich der Farbstoffverbesserung haben einige Leute zusätzlich zu der oben erwähnten Verbesserung der Farbstoffmatrixstruktur und einer vernünftigen Kombination aktiver Gruppen die sogenannten kationischen Reaktivfarbstoffe synthetisiert, die ohne Zugabe von Salz gefärbt werden können.B. kationische Reaktivfarbstoffe folgender Struktur:

Aus obiger Formel ist ersichtlich, dass der Farbkörper mit der aktiven Gruppe von Monochlortriazin verbunden ist.An den s-Triazinring ist auch eine quartäre Pyridinammoniumgruppe gebunden.Der Farbstoff ist positiv geladen und die quartäre Ammoniumgruppe ist eine wasserlösliche Gruppe.Da zwischen den Farbstoffmolekülen und der Faser nicht nur keine Ladungsabstoßung stattfindet, sondern auch positive und negative Ladungen angezogen werden, kann sich der Farbstoff leicht der Faseroberfläche annähern und an der gefärbten Faser adsorbieren.Das Vorhandensein von Elektrolyten in der Färbelösung wird nicht nur die farbfördernde Wirkung nicht erzeugen, sondern auch die Anziehung zwischen dem Farbstoff und der Faser schwächen, so dass diese Art der Farbstofffärbung ohne Zusatz von Elektrolyten für salzfreies Färben gefärbt werden kann.Der Färbeprozess ist ähnlich wie bei gewöhnlichen Reaktivfarbstoffen.Für Monochlortriazin-Reaktivfarbstoffe wird noch Natriumcarbonat als Fixiermittel zugesetzt.Die Fixiertemperatur liegt bei etwa 85℃.Die Farbstoffaufnahmerate kann 90 % bis 94 % erreichen, und die Fixierrate beträgt 80 % bis 90 %.Es hat eine gute Lichtechtheit und Waschechtheit.Über ähnliche kationische Reaktivfarbstoffe wurde auch unter Verwendung von Monofluor-s-triazin als aktive Gruppe berichtet.Die Aktivität von Monofluor-s-triazin ist höher als die von Monochlor-s-triazin.

Diese Farbstoffe können auch in Baumwolle/Acryl-Mischungen gefärbt werden, und andere Eigenschaften der Farbstoffe (wie Egalisierung und Kompatibilität usw.) müssen weiter untersucht werden.Aber es bietet Zellulosefasern eine neue Möglichkeit, salzfrei zu färben.