Reactieve kleurstoffen hebben een zeer goede oplosbaarheid in water. Reactieve kleurstoffen zijn voornamelijk afhankelijk van de sulfonzuurgroep op het kleurstofmolecuul om in water op te lossen. Voor reactieve kleurstoffen op mesotemperatuur die vinylsulfongroepen bevatten, is naast de sulfonzuurgroep ook het β-ethylsulfonylsulfaat een zeer goed oplossende groep.

In de waterige oplossing ondergaan de natriumionen op de sulfonzuurgroep en de -ethylsulfonsulfaatgroep een hydratatiereactie om de kleurstof een anion te laten vormen en in het water op te lossen. Het verven van de reactieve kleurstof hangt af van het anion van de kleurstof die tot de vezel moet worden geverfd.

De oplosbaarheid van reactieve kleurstoffen is meer dan 100 g/l, de meeste kleurstoffen hebben een oplosbaarheid van 200-400 g/l en sommige kleurstoffen kunnen zelfs 450 g/l bereiken. Tijdens het verfproces zal de oplosbaarheid van de kleurstof echter om verschillende redenen afnemen (of zelfs volledig onoplosbaar zijn). Wanneer de oplosbaarheid van de kleurstof afneemt, zal een deel van de kleurstof veranderen van een enkel vrij anion in deeltjes, vanwege de grote ladingsafstoting tussen de deeltjes. Afname, deeltjes en deeltjes zullen elkaar aantrekken om agglomeratie te produceren. Dit soort agglomeratie verzamelt eerst kleurstofdeeltjes tot agglomeraten, verandert vervolgens in agglomeraten en verandert uiteindelijk in vlokken. Hoewel de vlokken een soort los geheel zijn, is de omringende elektrische dubbellaag, gevormd door positieve en negatieve ladingen, over het algemeen moeilijk te ontleden door de schuifkracht wanneer de kleurstofvloeistof circuleert, en de vlokken zijn gemakkelijk neer te slaan op de stof. resulterend in verven of vlekken van het oppervlak.

Zodra de kleurstof een dergelijke agglomeratie heeft, zal de kleurechtheid aanzienlijk worden verminderd en tegelijkertijd verschillende graden van vlekken, vlekken en vlekken veroorzaken. Bij sommige kleurstoffen zal de uitvlokking de assemblage verder versnellen onder de schuifkracht van de kleurstofoplossing, waardoor uitdroging en uitzouting ontstaat. Zodra het uitzouten optreedt, zal de geverfde kleur extreem licht worden, of zelfs niet geverfd, zelfs als het geverfd is, zullen het ernstige kleurvlekken en vlekken zijn.

Oorzaken van kleurstofaggregatie

De belangrijkste reden is de elektrolyt. Bij het verfproces is de belangrijkste elektrolyt de kleurversneller (natriumzout en zout). De kleurstofversneller bevat natriumionen en het equivalent van natriumionen in het kleurstofmolecuul is veel lager dan dat van de kleurstofversneller. Het equivalente aantal natriumionen, de normale concentratie van de kleurversneller bij het normale verfproces, zal niet veel invloed hebben op de oplosbaarheid van de kleurstof in het verfbad.

Wanneer de hoeveelheid kleurversneller echter toeneemt, neemt de concentratie natriumionen in de oplossing dienovereenkomstig toe. Een teveel aan natriumionen zal de ionisatie van natriumionen op de oplossende groep van het kleurstofmolecuul remmen, waardoor de oplosbaarheid van de kleurstof wordt verminderd. Na meer dan 200 g/l zullen de meeste kleurstoffen een verschillende aggregatiegraad hebben. Wanneer de concentratie van de kleurstofversneller 250 g/l overschrijdt, zal de aggregatiegraad worden geïntensiveerd, waarbij eerst agglomeraten worden gevormd en vervolgens in de kleurstofoplossing. Agglomeraten en vlokken worden snel gevormd en sommige kleurstoffen met een lage oplosbaarheid worden gedeeltelijk uitgezouten of zelfs gedehydrateerd. Kleurstoffen met verschillende moleculaire structuren hebben verschillende anti-agglomeratie- en uitzoutweerstandseigenschappen. Hoe lager de oplosbaarheid, des te meer anti-agglomeratie- en zouttolerante eigenschappen. Hoe slechter de analytische prestaties.

De oplosbaarheid van de kleurstof wordt voornamelijk bepaald door het aantal sulfonzuurgroepen in het kleurstofmolecuul en het aantal β-ethylsulfonsulfaten. Tegelijkertijd geldt: hoe groter de hydrofiliciteit van het kleurstofmolecuul, hoe hoger de oplosbaarheid en hoe lager de hydrofiliciteit. Hoe lager de oplosbaarheid. (Kleurstoffen met een azostructuur zijn bijvoorbeeld hydrofieler dan kleurstoffen met een heterocyclische structuur.) Bovendien geldt: hoe groter de moleculaire structuur van de kleurstof, hoe lager de oplosbaarheid, en hoe kleiner de moleculaire structuur, hoe hoger de oplosbaarheid.

Oplosbaarheid van reactieve kleurstoffen
Het kan grofweg in vier categorieën worden verdeeld:

Klasse A, kleurstoffen die diethylsulfonsulfaat (dwz vinylsulfon) en drie reactieve groepen (monochloortriazine + divinylsulfon) bevatten, hebben de hoogste oplosbaarheid, zoals Yuan Qing B, Navy GG, Navy RGB, Golden: RNL En alle reactieve zwarten gemaakt door het mengen van Yuanqing B, kleurstoffen met drie reactieve groepen, zoals het ED-type, het Ciba-type, enz. De oplosbaarheid van deze kleurstoffen ligt meestal rond de 400 g / l.

Klasse B, kleurstoffen die heterobireactieve groepen bevatten (monochloor-triazine + vinylsulfon), zoals gele 3RS, rode 3BS, rode 6B, rode GWF, RR drie primaire kleuren, RGB drie primaire kleuren, enz. Hun oplosbaarheid is gebaseerd op 200 ~ 300 gram De oplosbaarheid van meta-ester is hoger dan die van para-ester.

Type C: Marineblauw dat ook een heterobireactieve groep is: BF, Marineblauw 3GF, donkerblauw 2GFN, rood RBN, rood F2B, enz., Vanwege minder sulfonzuurgroepen of een groter molecuulgewicht is de oplosbaarheid ook laag, slechts 100 -200 g/stijging. Klasse D: Kleurstoffen met monovinylsulfongroep en heterocyclische structuur, met de laagste oplosbaarheid, zoals Briljant Blauw KN-R, Turkoois Blauw G, Helder Geel 4GL, Violet 5R, Blauw BRF, Briljant Oranje F2R, Briljant Rood F2G, enz. De oplosbaarheid van dit type kleurstof is slechts ongeveer 100 g/l. Dit type kleurstof is bijzonder gevoelig voor elektrolyten. Als dit type kleurstof eenmaal is geagglomereerd, hoeft het niet eens het uitvlokkingsproces te doorlopen, waarbij het direct wordt uitgezouten.

Bij het normale verfproces bedraagt ​​de maximale hoeveelheid kleurversneller 80 g/l. Alleen donkere kleuren vereisen zo'n hoge concentratie kleurversneller. Wanneer de kleurstofconcentratie in het verfbad minder dan 10 g/l bedraagt, zijn de meeste reactieve kleurstoffen bij deze concentratie nog steeds goed oplosbaar en zullen ze niet aggregeren. Maar het probleem ligt in het vat. Volgens het normale verfproces wordt de kleurstof eerst toegevoegd en nadat de kleurstof volledig in het verfbad tot uniformiteit is verdund, wordt de kleurversneller toegevoegd. De kleurversneller voltooit feitelijk het oplosproces in het vat.

Ga te werk volgens het volgende proces

Aanname: de verfconcentratie is 5%, de vloeistofverhouding is 1:10, het gewicht van het doek is 350 kg (vloeistofstroom met dubbele pijp), het waterniveau is 3,5 T, het natriumsulfaat is 60 g/liter, de totale hoeveelheid natriumsulfaat is 200 kg (50 kg). /pakket totaal 4 pakketten) ) (De inhoud van de materiaaltank is doorgaans ongeveer 450 liter). Bij het oplossen van natriumsulfaat wordt vaak de refluxvloeistof van het verfvat gebruikt. De refluxvloeistof bevat de eerder toegevoegde kleurstof. Over het algemeen wordt eerst 300 liter refluxvloeistof in het materiaalvat gedaan en vervolgens worden twee pakjes natriumsulfaat (100 kg) gegoten.

Het probleem is dat de meeste kleurstoffen bij deze concentratie natriumsulfaat in verschillende mate zullen agglomereren. Onder hen zal het C-type een ernstige agglomeratie vertonen, en de D-kleurstof zal niet alleen worden geagglomereerd, maar zelfs uitzouten. Hoewel de algemene operator de procedure zal volgen om de natriumsulfaatoplossing in het materiaalvat langzaam bij te vullen in het verfvat via de hoofdcirculatiepomp. Maar de kleurstof in de 300 liter natriumsulfaatoplossing heeft vlokken gevormd en zelfs uitgezouten.

Wanneer alle oplossing in het materiaalvat in het verfvat is gegoten, is het duidelijk zichtbaar dat er een laag vettige kleurstofdeeltjes op de vatwand en de bodem van het vat zit. Als deze kleurstofdeeltjes worden afgeschraapt en in schoon water worden gedaan, is dat over het algemeen lastig. Opnieuw oplossen. In feite zijn de 300 liter oplossing die het verfvat binnenkomt allemaal zo.

Vergeet niet dat er ook twee pakjes Yuanming-poeder zijn die ook op deze manier worden opgelost en opnieuw in het verfvat worden gevuld. Hierna zullen er ongetwijfeld vlekken, vlekken en vlekken ontstaan, en de kleurechtheid wordt ernstig verminderd als gevolg van het verven van het oppervlak, zelfs als er geen duidelijke uitvlokking of uitzouting is. Voor klasse A en klasse B met een hogere oplosbaarheid zal ook kleurstofaggregatie optreden. Hoewel deze kleurstoffen nog geen uitvlokkingen hebben gevormd, heeft tenminste een deel van de kleurstoffen al agglomeraten gevormd.

Deze aggregaten dringen moeilijk door in de vezel. Omdat het amorfe gebied van katoenvezels alleen de penetratie en diffusie van mono-ionkleurstoffen mogelijk maakt. Er kunnen geen aggregaten in de amorfe zone van de vezel terechtkomen. Het kan alleen op het oppervlak van de vezel worden geadsorbeerd. Ook zal de kleurechtheid aanzienlijk afnemen en ook in ernstige gevallen zullen kleurvlekken en vlekken optreden.

De oplossingsgraad van reactieve kleurstoffen houdt verband met alkalische middelen

Wanneer het alkalische middel wordt toegevoegd, zal het β-ethylsulfonsulfaat van de reactieve kleurstof een eliminatiereactie ondergaan om het echte vinylsulfon te vormen, dat zeer oplosbaar is in genen. Omdat voor de eliminatiereactie zeer weinig alkalische middelen nodig zijn (vaak slechts verantwoordelijk voor minder dan 1/10 van de procesdosering), geldt dat hoe meer alkalidosering wordt toegevoegd, des te meer kleurstoffen de reactie elimineren. Zodra de eliminatiereactie optreedt, zal ook de oplosbaarheid van de kleurstof afnemen.

Hetzelfde alkalische middel is ook een sterke elektrolyt en bevat natriumionen. Daarom zal een overmatige concentratie alkalisch middel er ook voor zorgen dat de kleurstof die vinylsulfon heeft gevormd, agglomereert of zelfs uitzout. Hetzelfde probleem doet zich voor in de materiaaltank. Wanneer het alkalische middel is opgelost (neem als voorbeeld natriumcarbonaat), als de refluxoplossing wordt gebruikt. Op dit moment bevat de refluxvloeistof al het kleurversnellermiddel en de kleurstof in de normale procesconcentratie. Hoewel een deel van de kleurstof door de vezels kan zijn uitgeput, bevindt tenminste meer dan 40% van de resterende kleurstof zich in de verfvloeistof. Stel dat er tijdens bedrijf een pakje natriumcarbonaat wordt gegoten en de concentratie natriumcarbonaat in de tank hoger is dan 80 g/l. Zelfs als de kleurversneller in de refluxvloeistof op dit moment 80 g/l bedraagt, zal de kleurstof in de tank ook condenseren. C- en D-kleurstoffen kunnen zelfs uitzouten, vooral bij D-kleurstoffen; zelfs als de concentratie natriumcarbonaat daalt tot 20 g/l, zal plaatselijk uitzouten optreden. Onder hen zijn Brilliant Blue KN.R, Turquoise Blue G en Supervisor BRF het meest gevoelig.

Kleurstofagglomeratie of zelfs uitzouten betekent niet dat de kleurstof volledig is gehydrolyseerd. Als het agglomeratie of uitzouting is, veroorzaakt door een kleurversneller, kan het nog steeds worden geverfd zolang het maar opnieuw kan worden opgelost. Maar om het opnieuw op te laten lossen, is het noodzakelijk om een ​​voldoende hoeveelheid kleurhulpmiddel toe te voegen (zoals ureum, 20 g/l of meer), en de temperatuur moet onder voldoende roeren worden verhoogd tot 90°C of meer. Het is duidelijk dat dit in de feitelijke procesuitvoering erg moeilijk is.
Om te voorkomen dat de kleurstoffen in het vat agglomereren of uitzouten, moet het transferverfproces worden gebruikt bij het maken van diepe en geconcentreerde kleuren voor de C- en D-kleurstoffen met een lage oplosbaarheid, evenals de A- en B-kleurstoffen.

Procesbediening en analyse

1. Gebruik het kleurstofvat om de kleurversneller terug te sturen en verwarm het in het vat om het op te lossen (60~80℃). Omdat er geen kleurstof in het zoete water zit, heeft de kleurversneller geen affiniteit met de stof. De opgeloste kleurversneller kan zo snel mogelijk in het verfvat worden gevuld.

2. Nadat de pekeloplossing gedurende 5 minuten is gecirculeerd, is de kleurversneller in principe volledig uniform en wordt vervolgens de vooraf opgeloste kleurstofoplossing toegevoegd. De kleurstofoplossing moet worden verdund met de refluxoplossing, omdat de concentratie van de kleurstofversneller in de refluxoplossing slechts 80 gram / l bedraagt, de kleurstof zal niet agglomereren. Tegelijkertijd zal het probleem van het verven optreden, omdat de kleurstof niet zal worden beïnvloed door de (relatief lage concentratie) kleurversneller. Op dit moment hoeft de kleurstofoplossing niet door de tijd te worden gecontroleerd om het verfvat te vullen, en deze is gewoonlijk binnen 10-15 minuten voltooid.

3. Alkalimiddelen moeten zoveel mogelijk worden gehydrateerd, vooral voor C- en D-kleurstoffen. Omdat dit type kleurstof zeer gevoelig is voor alkalische middelen in de aanwezigheid van kleurstofbevorderende middelen, is de oplosbaarheid van alkalische middelen relatief hoog (de oplosbaarheid van natriumcarbonaat bij 60°C is 450 g/l). Het schone water dat nodig is om het alkalische middel op te lossen hoeft niet te veel te zijn, maar de snelheid waarmee de alkalische oplossing wordt toegevoegd moet in overeenstemming zijn met de procesvereisten, en het is over het algemeen beter om het stapsgewijs toe te voegen.

4. Voor de divinylsulfonkleurstoffen van categorie A is de reactiesnelheid relatief hoog omdat ze bijzonder gevoelig zijn voor alkalische middelen bij 60°C. Om onmiddellijke kleurfixatie en ongelijkmatige kleuren te voorkomen, kunt u 1/4 van het alkalische middel vooraf toevoegen op lage temperatuur.

Bij het transferverfproces is het alleen het alkalische middel dat de voedingssnelheid moet regelen. Het transferverfproces is niet alleen toepasbaar op de verwarmingsmethode, maar ook op de constante temperatuurmethode. De constante temperatuurmethode kan de oplosbaarheid van de kleurstof vergroten en de diffusie en penetratie van de kleurstof versnellen. De zwelsnelheid van het amorfe gebied van de vezel bij 60°C is ongeveer twee keer zo hoog als die bij 30°C. Daarom is het constante temperatuurproces geschikter voor kaas, hank. Scheringbalken omvatten verfmethoden met lage vloeistofverhoudingen, zoals jig-verven, die een hoge penetratie en diffusie of een relatief hoge kleurstofconcentratie vereisen.

Merk op dat het natriumsulfaat dat momenteel op de markt verkrijgbaar is, soms relatief alkalisch is en dat de PH-waarde 9-10 kan bereiken. Dit is erg gevaarlijk. Als je puur natriumsulfaat vergelijkt met puur zout, heeft zout een groter effect op de kleurstofaggregatie dan natriumsulfaat. Dit komt omdat het equivalent van natriumionen in keukenzout hoger is dan dat in natriumsulfaat bij hetzelfde gewicht.

De aggregatie van kleurstoffen hangt nauw samen met de waterkwaliteit. Over het algemeen zullen calcium- en magnesiumionen onder de 150 ppm niet veel invloed hebben op de aggregatie van kleurstoffen. Zware metaalionen in water, zoals ijzerionen en aluminiumionen, waaronder enkele algenmicro-organismen, zullen echter de aggregatie van kleurstoffen versnellen. Als de concentratie ijzerionen in het water bijvoorbeeld 20 ppm overschrijdt, kan het anti-cohesievermogen van de kleurstof aanzienlijk worden verminderd en is de invloed van algen ernstiger.

Bevestigd met kleurstof-anti-agglomeratie- en uitzoutingsweerstandstest:

Bepaling 1: Weeg 0,5 g kleurstof, 25 g natriumsulfaat of zout af en los dit op in 100 ml gezuiverd water bij 25°C gedurende ongeveer 5 minuten. Gebruik een druppelbuisje om de oplossing op te zuigen en laat continu 2 druppels op dezelfde positie op het filterpapier vallen.

Bepaling 2: Weeg 0,5 g kleurstof, 8 g natriumsulfaat of zout en 8 g natriumcarbonaat af en los dit gedurende ongeveer 5 minuten op in 100 ml gezuiverd water van ongeveer 25°C. Gebruik een druppelaar om de oplossing continu op het filterpapier te zuigen. 2 druppels.

De bovenstaande methode kan eenvoudig worden gebruikt om het anti-agglomeratie- en uitzoutingsvermogen van de kleurstof te beoordelen, en kan in principe worden beoordeeld welk verfproces moet worden gebruikt.