Reactieve kleurstoffen hebben een zeer goede oplosbaarheid in water.Reactieve kleurstoffen vertrouwen voornamelijk op de sulfonzuurgroep op het kleurstofmolecuul om op te lossen in water.Voor meso-temperatuur reactieve kleurstoffen 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 op te lossen in het water.Het verven van de reactieve kleurstof hangt af van het anion van de kleurstof die aan 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).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 veroorzaken.Dit soort agglomeratie verzamelt eerst kleurstofdeeltjes in agglomeraten, verandert dan 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 afschuifkracht wanneer de verfvloeistof circuleert, en de vlokken zijn gemakkelijk neer te slaan op de stof, resulterend in verven of vlekken op het oppervlak.

Zodra de kleurstof zo'n agglomeratie heeft, zal de kleurechtheid aanzienlijk worden verminderd en tegelijkertijd verschillende graden van vlekken, vlekken en vlekken veroorzaken.Voor sommige kleurstoffen zal de flocculatie de assemblage verder versnellen onder de afschuifkracht van de kleurstofoplossing, waardoor uitdroging en uitzouting ontstaat.Zodra het uitzouten optreedt, wordt de geverfde kleur extreem licht of zelfs niet geverfd, zelfs als deze geverfd is, zullen het ernstige kleurvlekken en vlekken zijn.

Oorzaken van kleurstofaggregatie

De belangrijkste reden is de elektrolyt.In het verfproces is de belangrijkste elektrolyt de kleurstofversneller (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 kleurstofversneller in het normale verfproces zal niet veel invloed hebben op de oplosbaarheid van de kleurstof in het verfbad.

Wanneer echter de hoeveelheid kleurstofversneller toeneemt, neemt de concentratie natriumionen in de oplossing dienovereenkomstig toe.Overtollige natriumionen remmen de ionisatie van natriumionen op de oplossende groep van het kleurstofmolecuul, waardoor de oplosbaarheid van de kleurstof afneemt.Na meer dan 200 g/L hebben de meeste kleurstoffen een verschillende mate van aggregatie.Wanneer de concentratie van de kleurstofversneller 250 g/L overschrijdt, zal de mate van aggregatie worden geïntensiveerd, waarbij eerst agglomeraten worden gevormd en vervolgens in de kleurstofoplossing.Er worden snel agglomeraten en vlokken gevormd en sommige kleurstoffen met een lage oplosbaarheid worden gedeeltelijk uitgezouten of zelfs gedehydrateerd.Kleurstoffen met verschillende moleculaire structuren hebben verschillende eigenschappen die bestand zijn tegen agglomeratie en uitzouten.Hoe lager de oplosbaarheid, de anti-agglomeratie en zouttolerante eigenschappen.Hoe slechter de analytische prestatie.

De oplosbaarheid van de kleurstof wordt voornamelijk bepaald door het aantal sulfonzuurgroepen in het kleurstofmolecuul en het aantal β-ethylsulfonsulfaten.Tegelijkertijd, 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 meer hydrofiel dan kleurstoffen met een heterocyclische structuur.) Bovendien, 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 worden onderverdeeld in vier categorieën:

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 ED-type, Ciba-type, enz. De oplosbaarheid van deze kleurstoffen is meestal rond de 400 g/L.

Klasse B, kleurstoffen die heterobireactieve groepen bevatten (monochloor-triazine+vinylsulfon), zoals geel 3RS, rood 3BS, rood 6B, rood 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 Brilliant Blue KN-R, Turquoise Blue G, Bright Yellow 4GL, Violet 5R, Blue BRF, Brilliant Orange F2R, Brilliant Red F2G, etc. 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 proces van flocculatie te doorlopen, maar direct uit te zouten.

Bij het normale verfproces is de maximale hoeveelheid verfversneller 80 g/L.Alleen donkere kleuren hebben zo'n hoge concentratie kleurstofversneller nodig.Wanneer de kleurstofconcentratie in het verfbad minder is dan 10 g/l, hebben de meeste reactieve kleurstoffen bij deze concentratie nog een goede oplosbaarheid en aggregeren ze niet.Maar het probleem zit hem in het vat.Volgens het normale verfproces wordt eerst de kleurstof toegevoegd en nadat de kleurstof volledig is verdund in het verfbad tot uniformiteit, wordt de kleurstofversneller toegevoegd.De kleurstofversneller voltooit in feite het oplossingsproces in het vat.

Ga te werk volgens het volgende proces

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

Het probleem is hier dat de meeste kleurstoffen in verschillende mate zullen agglomereren bij deze natriumsulfaatconcentratie.Onder hen zal het C-type ernstige agglomeratie hebben en zal de D-kleurstof niet alleen worden geagglomereerd, maar zelfs worden uitgezouten.Hoewel de algemene operator de procedure zal volgen om de natriumsulfaatoplossing in het materiaalvat langzaam aan 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 gevuld, is het zeer zichtbaar dat er een laag vettige verfdeeltjes 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 moeilijk.Opnieuw oplossen.In feite zijn de 300 liter oplossing die het verfvat binnenkomt allemaal zo.

Vergeet niet dat er ook twee pakken Yuanming-poeder zijn die op deze manier ook worden opgelost en opnieuw in het verfvat worden gedaan.Nadat dit is gebeurd, zullen er zeker vlekken, vlekken en vlekken optreden en wordt de kleurechtheid ernstig verminderd als gevolg van verven van het oppervlak, zelfs als er geen duidelijke uitvlokking of uitzouting is.Voor klasse A en klasse B met hogere oplosbaarheid zal ook kleurstofaggregatie optreden.Hoewel deze kleurstoffen nog geen vlokvorming hebben gevormd, heeft ten minste een deel van de kleurstoffen reeds agglomeraten gevormd.

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

De oplossingsgraad van reactieve kleurstoffen is gerelateerd aan alkalische middelen

Wanneer het alkalische middel wordt toegevoegd, zal het β-ethylsulfonsulfaat van de reactieve kleurstof een eliminatiereactie ondergaan om zijn echte vinylsulfon te vormen, dat zeer oplosbaar is in genen.Aangezien de eliminatiereactie zeer weinig alkalische middelen vereist (vaak slechts goed voor minder dan 1/10 van de procesdosering), hoe meer alkalische dosering wordt toegevoegd, hoe 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 van het alkalische 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 natriumcarbonaat als voorbeeld), als de refluxoplossing wordt gebruikt.Op dit moment bevat de refluxvloeistof al de kleurstofversneller en kleurstof in de normale procesconcentratie.Hoewel een deel van de kleurstof door de vezel kan zijn uitgeput, bevindt zich ten minste meer dan 40% van de resterende kleurstof in de verfvloeistof.Stel dat tijdens het gebruik een pak natriumcarbonaat wordt gegoten en de concentratie natriumcarbonaat in de tank is hoger dan 80 g / l.Zelfs als de kleurstofversneller in de terugvloeivloeistof op dit moment 80 g/L is, zal de kleurstof in de tank ook condenseren.C- en D-kleurstoffen kunnen zelfs uitzouten, vooral voor D-kleurstoffen, zelfs als de natriumcarbonaatconcentratie daalt tot 20 g/l, zal plaatselijk uitzouten optreden.Onder hen zijn Brilliant Blue KN.R, Turquoise Blue G en Supervisor BRF het gevoeligst.

Kleurstofagglomeratie of zelfs uitzouten betekent niet dat de kleurstof volledig is gehydrolyseerd.Als het agglomeratie of uitzouting is veroorzaakt door een kleurstofversneller, kan het nog steeds worden geverfd zolang het opnieuw kan worden opgelost.Maar om het opnieuw te laten oplossen, is het noodzakelijk om een ​​voldoende hoeveelheid kleurstofhulpstof (zoals ureum 20 g/l of meer) toe te voegen en de temperatuur moet onder voldoende roeren worden verhoogd tot 90°C of meer.Het is duidelijk dat het erg moeilijk is in de daadwerkelijke procesoperatie.
Om te voorkomen dat de kleurstoffen agglomereren of uitzouten in het vat, 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.

Proceswerking en analyse

1. Gebruik het verfvat om de kleurstofversneller 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 verfversneller geen affiniteit met de stof.De opgeloste verfversneller kan zo snel mogelijk in het verfvat worden gevuld.

2. Nadat de pekeloplossing gedurende 5 minuten is gecirculeerd, is de kleurstofversneller in wezen volledig uniform en vervolgens wordt de kleurstofoplossing toegevoegd die van tevoren is opgelost.De kleurstofoplossing moet worden verdund met de refluxoplossing, omdat de concentratie van de kleurstofversneller in de refluxoplossing slechts 80 gram / l is, zal de kleurstof niet agglomereren.Tegelijkertijd, omdat de kleurstof niet wordt aangetast door de (relatief lage concentratie) kleurstofversneller, zal het probleem van het verven optreden.Op dit moment hoeft de kleurstofoplossing niet te worden gecontroleerd door de tijd om het verfvat te vullen, en het is meestal 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 stoffen in 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 van het toevoegen van de alkalische oplossing moet in overeenstemming zijn met de procesvereisten, en het is over het algemeen beter om het geleidelijk toe te voegen.

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

Bij het transferverfproces is het alleen het alkalische middel dat de toevoersnelheid moet regelen.Het transferverfproces is niet alleen van toepassing op de verwarmingsmethode, maar ook op de constante temperatuurmethode.De methode met constante temperatuur kan de oplosbaarheid van de kleurstof verhogen en de diffusie en penetratie van de kleurstof versnellen.De zwellingssnelheid van het amorfe gebied van de vezel bij 60°C is ongeveer twee keer zo hoog als bij 30°C.Daarom is het proces met constante temperatuur geschikter voor kaas, Hank.Kettingstralen omvatten verfmethoden met lage vloeistofverhoudingen, zoals malverven, waarvoor een hoge penetratie en diffusie of een relatief hoge kleurstofconcentratie vereist is.

Merk op dat het momenteel op de markt verkrijgbare natriumsulfaat 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 tafelzout hoger is dan dat in natriumsulfaat bij hetzelfde gewicht.

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

Bevestigd met kleurstof anti-agglomeratie en uitzouten weerstandstest:

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

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

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