Reaktivfarbstoffe haben eine sehr gute Wasserlöslichkeit.Reaktivfarbstoffe verlassen sich hauptsächlich auf die Sulfonsäuregruppe am Farbstoffmolekül, um sich in Wasser zu lösen.Für Mesotemperatur-Reaktivfarbstoffe mit Vinylsulfongruppen ist neben der Sulfonsäuregruppe auch das β-Ethylsulfonylsulfat eine sehr gut lösliche Gruppe.

In der wässrigen Lösung durchlaufen die Natriumionen an der Sulfonsäuregruppe und der -Ethylsulfonsulfatgruppe eine Hydratationsreaktion, um den Farbstoff dazu zu bringen, ein Anion zu bilden und sich in Wasser aufzulösen.Die Anfärbung des Reaktivfarbstoffes hängt von der Anion des zu färbenden Farbstoffes an der Faser ab.

Die Löslichkeit von Reaktivfarbstoffen beträgt mehr als 100 g/L, die meisten Farbstoffe haben eine Löslichkeit von 200-400 g/L und einige Farbstoffe können sogar 450 g/L erreichen.Während des Färbevorgangs wird die Löslichkeit des Farbstoffs jedoch aus verschiedenen Gründen abnehmen (oder sogar vollständig unlöslich).Wenn die Löslichkeit des Farbstoffs abnimmt, wird ein Teil des Farbstoffs aufgrund der großen Ladungsabstoßung zwischen den Teilchen von einem einzelnen freien Anion zu Teilchen umgewandelt.Abnahme, Partikel und Partikel ziehen sich an, um eine Agglomeration zu erzeugen.Diese Art der Agglomeration sammelt zunächst Farbstoffpartikel zu Agglomeraten, verwandelt sich dann in Agglomerate und verwandelt sich schließlich in Flocken.Obwohl es sich bei den Flocken um eine Art loses Gebilde handelt, lassen sich die umgebenden elektrischen Doppelschichten aus positiven und negativen Ladungen im Allgemeinen durch die Scherkräfte beim Umwälzen der Färbeflotte nur schwer zersetzen und die Flocken können sich leicht auf dem Gewebe niederschlagen. was zu einer Färbung oder Verfärbung der Oberfläche führt.

Sobald der Farbstoff eine solche Agglomeration aufweist, wird die Farbechtheit erheblich verringert und gleichzeitig werden unterschiedliche Grade von Flecken, Flecken und Flecken verursacht.Bei einigen Farbstoffen beschleunigt die Ausflockung die Anordnung unter der Scherkraft der Farbstofflösung weiter, was zu einer Dehydratisierung und einem Aussalzen führt.Sobald ein Aussalzen auftritt, wird die gefärbte Farbe extrem hell oder gar nicht gefärbt, selbst wenn sie gefärbt ist, treten ernsthafte Farbflecken und Flecken auf.

Ursachen der Farbstoffaggregation

Der Hauptgrund ist der Elektrolyt.Beim Färbeprozess ist der Hauptelektrolyt der Farbbeschleuniger (Natriumsalz und Salz).Der Farbbeschleuniger enthält Natriumionen, und das Äquivalent an Natriumionen im Farbstoffmolekül ist viel geringer als das des Farbbeschleunigers.Die äquivalente Anzahl von Natriumionen, die normale Konzentration des Farbbeschleunigers im normalen Färbeprozess, wird keinen großen Einfluss auf die Löslichkeit des Farbstoffs im Färbebad haben.

Wenn jedoch die Menge an Farbbeschleuniger zunimmt, nimmt die Konzentration an Natriumionen in der Lösung entsprechend zu.Überschüssige Natriumionen hemmen die Ionisierung von Natriumionen an der sich auflösenden Gruppe des Farbstoffmoleküls, wodurch die Löslichkeit des Farbstoffs verringert wird.Nach mehr als 200 g/l weisen die meisten Farbstoffe unterschiedliche Aggregationsgrade auf.Wenn die Konzentration des Farbbeschleunigers 250 g/L übersteigt, wird der Aggregationsgrad intensiviert, wobei zuerst Agglomerate und dann in der Farbstofflösung gebildet werden.Es bilden sich schnell Agglomerate und Flocken, manche Farbstoffe mit geringer Löslichkeit werden teilweise ausgesalzen oder sogar dehydriert.Farbstoffe mit unterschiedlichen Molekülstrukturen haben unterschiedliche Anti-Agglomerations- und Aussalzungs-Beständigkeitseigenschaften.Je geringer die Löslichkeit, die Anti-Agglomerations- und Salztoleranzeigenschaften.Je schlechter die analytische Leistung.

Die Löslichkeit des Farbstoffs wird hauptsächlich durch die Anzahl der Sulfonsäuregruppen im Farbstoffmolekül und die Anzahl der β-Ethylsulfonsulfate bestimmt.Dabei gilt, je größer die Hydrophilie des Farbstoffmoleküls, desto höher die Löslichkeit und desto geringer die Hydrophilie.Je geringer die Löslichkeit.(Zum Beispiel sind Farbstoffe mit Azostruktur hydrophiler als Farbstoffe mit heterocyclischer Struktur.) Je größer die Molekülstruktur des Farbstoffs ist, desto geringer ist außerdem die Löslichkeit, und je kleiner die Molekülstruktur ist, desto höher ist die Löslichkeit.

Löslichkeit von Reaktivfarbstoffen
Es lässt sich grob in vier Kategorien einteilen:

Farbstoffe der Klasse A, die Diethylsulfonsulfat (dh Vinylsulfon) und drei reaktive Gruppen (Monochlortriazin + Divinylsulfon) enthalten, haben die höchste Löslichkeit, wie z Mischen von Yuanqing B, Farbstoffen mit drei reaktiven Gruppen wie ED-Typ, Ciba-Typ usw. Die Löslichkeit dieser Farbstoffe liegt meistens bei etwa 400 g/l.

Klasse B, Farbstoffe mit heterobireaktiven Gruppen (Monochlortriazin + Vinylsulfon), wie Gelb 3RS, Rot 3BS, Rot 6B, Rot GWF, RR drei Primärfarben, RGB drei Primärfarben usw. Ihre Löslichkeit basiert auf 200 bis 300 Gramm Die Löslichkeit von meta-Ester ist höher als die von para-Ester.

Typ C: Marineblau, das auch eine heterobireaktive Gruppe ist: BF, Marineblau 3GF, Dunkelblau 2GFN, Rot RBN, Rot F2B usw. Aufgrund von weniger Sulfonsäuregruppen oder größerem Molekulargewicht ist seine Löslichkeit ebenfalls gering, nur 100 -200 g/ Anstieg.Klasse D: Farbstoffe mit Monovinylsulfongruppe und heterocyclischer Struktur mit der geringsten Löslichkeit, wie Brillantblau KN-R, Türkisblau G, Hellgelb 4GL, Violett 5R, Blau BRF, Brillantorange F2R, Brillantrot F2G usw. Die Löslichkeit dieses Farbstofftyps beträgt nur etwa 100 g/L.Diese Art von Farbstoff ist besonders empfindlich gegenüber Elektrolyten.Sobald diese Art von Farbstoff agglomeriert ist, muss er nicht einmal den Prozess der Flockung durchlaufen, sondern direkt aussalzen.

Beim normalen Färbeprozess beträgt die maximale Menge an Farbbeschleuniger 80 g/L.Nur dunkle Farben erfordern eine so hohe Konzentration an Farbbeschleuniger.Wenn die Farbstoffkonzentration im Färbebad weniger als 10 g/l beträgt, sind die meisten Reaktivfarbstoffe bei dieser Konzentration immer noch gut löslich und aggregieren nicht.Aber das Problem liegt in der Wanne.Gemäß dem normalen Färbeverfahren wird der Farbstoff zuerst zugegeben, und nachdem der Farbstoff im Färbebad vollständig bis zur Gleichmäßigkeit verdünnt ist, wird der Färbebeschleuniger zugegeben.Der Farbbeschleuniger vervollständigt im Wesentlichen den Lösungsprozess in der Wanne.

Gehen Sie nach folgendem Verfahren vor

Annahme: Färbekonzentration ist 5 %, Flottenverhältnis ist 1:10, Stoffgewicht ist 350 kg (Doppelrohr-Flüssigkeitsfluss), Wasserstand ist 3,5 T, Natriumsulfat ist 60 g/Liter, die Gesamtmenge an Natriumsulfat ist 200 kg (50 kg /Paket insgesamt 4 Pakete) ) (Das Fassungsvermögen des Materialtanks beträgt in der Regel ca. 450 Liter).Beim Verfahren zum Auflösen von Natriumsulfat wird häufig die Rückflussflüssigkeit der Färbebütte verwendet.Die Rückflussflüssigkeit enthält den zuvor zugegebenen Farbstoff.In der Regel werden zunächst 300 l Rücklaufflüssigkeit in den Materialbottich gegeben und dann zwei Päckchen Natriumsulfat (100 kg) eingegossen.

Das Problem dabei ist, dass die meisten Farbstoffe bei dieser Natriumsulfatkonzentration in unterschiedlichem Maße agglomerieren.Unter ihnen zeigt der C-Typ eine ernsthafte Agglomeration, und der D-Farbstoff wird nicht nur agglomeriert, sondern sogar ausgesalzen.Obwohl der allgemeine Bediener das Verfahren befolgen wird, um die Natriumsulfatlösung in der Materialwanne durch die Hauptumwälzpumpe langsam in die Färbewanne nachzufüllen.Aber der Farbstoff in den 300 Litern Natriumsulfatlösung hat Flocken gebildet und ist sogar ausgesalzen.

Wenn die gesamte Lösung in der Materialwanne in die Färbewanne gefüllt ist, ist deutlich sichtbar, dass sich eine Schicht aus schmierigen Farbstoffpartikeln auf der Wannenwand und dem Boden der Wanne befindet.Wenn diese Farbstoffpartikel abgekratzt und in sauberes Wasser gegeben werden, ist dies im Allgemeinen schwierig.Wieder auflösen.Tatsächlich sind die 300 Liter Lösung, die in die Färbebütte gelangen, alle so.

Denken Sie daran, dass es auch zwei Packungen Yuanming-Pulver gibt, die auf diese Weise ebenfalls aufgelöst und wieder in den Färbebottich gefüllt werden.Danach treten Flecken, Flecken und Flecken auf, und die Farbechtheit wird aufgrund von Oberflächenfärbung ernsthaft verringert, selbst wenn es keine offensichtliche Ausflockung oder Aussalzung gibt.Bei Klasse A und Klasse B mit höherer Löslichkeit tritt auch Farbstoffaggregation auf.Obwohl diese Farbstoffe noch keine Ausflockungen gebildet haben, hat zumindest ein Teil der Farbstoffe bereits Agglomerate gebildet.

Diese Aggregate können nur schwer in die Faser eindringen.Denn der amorphe Bereich der Baumwollfaser lässt nur das Eindringen und die Diffusion von Mono-Ionen-Farbstoffen zu.In die amorphe Zone der Faser können keine Aggregate eindringen.Es kann nur an der Faseroberfläche adsorbiert werden.Auch die Farbechtheit wird deutlich reduziert, und in schweren Fällen kommt es auch zu Farbflecken und Flecken.

Der Lösungsgrad von Reaktivfarbstoffen hängt mit alkalischen Mitteln zusammen

Bei der Zugabe des Alkalimittels wird das β-Ethylsulfonsulfat des Reaktivfarbstoffs durch eine Eliminierungsreaktion zu seinem eigentlichen Vinylsulfon, das in Genen sehr gut löslich ist, gebildet.Da die Eliminierungsreaktion sehr wenige Alkalimittel erfordert (die oft nur weniger als 1/10 der Verfahrensdosierung ausmachen), werden umso mehr Farbstoffe die Reaktion eliminieren, je mehr Alkalidosierung zugegeben wird.Sobald die Eliminierungsreaktion eintritt, nimmt auch die Löslichkeit des Farbstoffs ab.

Das gleiche Alkalimittel ist auch ein starker Elektrolyt und enthält Natriumionen.Daher führt eine übermäßige Alkalimittelkonzentration auch dazu, dass der Farbstoff, der Vinylsulfon gebildet hat, agglomeriert oder sogar aussalzt.Das gleiche Problem tritt im Materialtank auf.Wenn das Alkalimittel gelöst ist (als Beispiel Sodaasche nehmen), wenn die Rückflusslösung verwendet wird.Zu diesem Zeitpunkt enthält die Rücklaufflüssigkeit bereits das Färbebeschleunigungsmittel und den Farbstoff in der üblichen Verfahrenskonzentration.Obwohl ein Teil des Farbstoffs von der Faser verbraucht sein kann, befinden sich mindestens mehr als 40 % des verbleibenden Farbstoffs in der Färbeflotte.Angenommen, während des Betriebs wird eine Packung kalzinierte Soda eingegossen, und die Konzentration der kalzinierten Soda im Tank übersteigt 80 g/l.Selbst wenn der Farbstoffbeschleuniger in der Rückflussflüssigkeit zu diesem Zeitpunkt 80 g/l beträgt, wird der Farbstoff im Tank ebenfalls kondensieren.C- und D-Farbstoffe können sogar aussalzen, insbesondere bei D-Farbstoffen, selbst wenn die Konzentration an kalzinierter Soda auf 20 g/l abfällt, tritt lokales Aussalzen auf.Unter ihnen sind Brilliant Blue KN.R, Turquoise Blue G und Supervisor BRF die empfindlichsten.

Eine Farbstoffagglomeration oder gar ein Aussalzen bedeutet nicht, dass der Farbstoff vollständig hydrolysiert ist.Kommt es durch einen Farbbeschleuniger zu einer Agglomeration oder Aussalzung, kann es noch gefärbt werden, solange es sich wieder auflösen lässt.Aber um es wieder aufzulösen, ist es notwendig, eine ausreichende Menge Färbehilfsmittel (wie Harnstoff 20 g/l oder mehr) zuzugeben, und die Temperatur sollte unter ausreichendem Rühren auf 90°C oder mehr erhöht werden.Offensichtlich ist dies im eigentlichen Prozessbetrieb sehr schwierig.
Um zu verhindern, dass die Farbstoffe in der Küpe agglomerieren oder aussalzen, muss bei der Herstellung von tiefen und konzentrierten Farben für die C- und D-Farbstoffe mit geringer Löslichkeit sowie für die A- und B-Farbstoffe das Transferfärbeverfahren verwendet werden.

Prozessbetrieb und Analyse

1. Verwenden Sie die Färbewanne, um den Färbebeschleuniger zurückzugeben, und erhitzen Sie ihn in der Wanne, um ihn aufzulösen (60~80℃).Da im Süßwasser kein Farbstoff vorhanden ist, hat der Farbbeschleuniger keine Affinität zum Stoff.Der gelöste Farbbeschleuniger kann schnellstmöglich in die Färbebütte eingefüllt werden.

2. Nach 5 Minuten Umwälzen der Solelösung ist der Farbbeschleuniger im Grunde völlig gleichmäßig, dann wird die zuvor gelöste Farbstofflösung zugegeben.Die Farbstofflösung muss mit der Rückflusslösung verdünnt werden, da die Konzentration des Farbbeschleunigers in der Rückflusslösung nur 80 Gramm /L beträgt, wird der Farbstoff nicht agglomerieren.Da der Farbstoff durch den Farbstoffbeschleuniger (relativ niedrige Konzentration) nicht beeinträchtigt wird, tritt gleichzeitig das Problem des Färbens auf.Zu diesem Zeitpunkt muss die Farbstofflösung nicht zeitlich gesteuert werden, um den Färbebottich zu füllen, und es ist gewöhnlich in 10–15 Minuten fertig.

3. Alkalische Mittel sollten so weit wie möglich hydratisiert sein, insbesondere für C- und D-Farbstoffe.Da diese Art von Farbstoff sehr empfindlich gegenüber alkalischen Mitteln in Gegenwart von farbfördernden Mitteln ist, ist die Löslichkeit von alkalischen Mitteln relativ hoch (die Löslichkeit von Sodaasche bei 60°C beträgt 450 g/l).Das zum Auflösen des alkalischen Mittels benötigte saubere Wasser muss nicht zu viel sein, aber die Zugabegeschwindigkeit der alkalischen Lösung muss den Prozessanforderungen entsprechen, und es ist im Allgemeinen besser, sie in einem inkrementellen Verfahren zuzugeben.

4. Bei den Divinylsulfon-Farbstoffen der Kategorie A ist die Reaktionsgeschwindigkeit relativ hoch, da sie bei 60°C besonders empfindlich gegenüber alkalischen Mitteln sind.Um eine sofortige Farbfixierung und ungleichmäßige Farbe zu verhindern, können Sie 1/4 des alkalischen Mittels bei niedriger Temperatur vorab zugeben.

Beim Transferfärbeverfahren ist es nur das Alkalimittel, das die Zufuhrrate steuern muss.Das Transferfärbeverfahren ist nicht nur auf das Erwärmungsverfahren anwendbar, sondern auch auf das Konstanttemperaturverfahren anwendbar.Das Verfahren mit konstanter Temperatur kann die Löslichkeit des Farbstoffs erhöhen und die Diffusion und Penetration des Farbstoffs beschleunigen.Die Quellrate des amorphen Bereichs der Faser ist bei 60°C etwa doppelt so hoch wie bei 30°C.Daher ist das Verfahren mit konstanter Temperatur besser geeignet für Käse, Hank.Zu den Kettbäumen gehören Färbeverfahren mit niedrigen Flottenverhältnissen, wie beispielsweise die Schablonenfärbung, die eine hohe Penetration und Diffusion oder eine relativ hohe Farbstoffkonzentration erfordern.

Beachten Sie, dass das derzeit auf dem Markt erhältliche Natriumsulfat manchmal relativ alkalisch ist und sein PH-Wert 9-10 erreichen kann.Das ist sehr gefährlich.Wenn Sie reines Natriumsulfat mit reinem Salz vergleichen, hat Salz eine stärkere Wirkung auf die Farbstoffaggregation als Natriumsulfat.Denn das Äquivalent an Natriumionen in Kochsalz ist bei gleichem Gewicht höher als das in Natriumsulfat.

Die Aggregation von Farbstoffen hängt stark mit der Wasserqualität zusammen.Im Allgemeinen haben Calcium- und Magnesiumionen unter 150 ppm keinen großen Einfluss auf die Aggregation von Farbstoffen.Schwermetallionen im Wasser, wie Eisen(III)- und Aluminiumionen, einschließlich einiger Algenmikroorganismen, beschleunigen jedoch die Farbstoffaggregation.Wenn beispielsweise die Konzentration an Eisen(III)-Ionen im Wasser 20 ppm übersteigt, kann die Antikohäsionsfähigkeit des Farbstoffs erheblich reduziert werden und der Einfluss von Algen wird schwerwiegender.

Anbei Farbstoff-Anti-Agglomerations- und Aussalzbeständigkeitstest:

Bestimmung 1: 0,5 g Farbstoff, 25 g Natriumsulfat oder Salz abwiegen und in 100 ml gereinigtem Wasser bei 25°C etwa 5 Minuten lang lösen.Verwenden Sie ein Tropfrohr, um die Lösung anzusaugen, und träufeln Sie kontinuierlich 2 Tropfen an derselben Stelle auf das Filterpapier.

Bestimmung 2: Wiege 0,5 g Farbstoff, 8 g Natriumsulfat oder -salz und 8 g Sodaasche ab und löse es in 100 ml gereinigtem Wasser bei etwa 25°C für etwa 5 Minuten.Verwenden Sie eine Pipette, um die Lösung kontinuierlich auf das Filterpapier zu saugen.2 Tropfen.

Das obige Verfahren kann verwendet werden, um einfach die Antiagglomerations- und Aussalzfähigkeit des Farbstoffs zu beurteilen, und kann grundsätzlich beurteilen, welches Färbeverfahren verwendet werden sollte.