Els colorants àcids, els colorants directes i els colorants reactius són tots colorants solubles en aigua. La producció el 2001 va ser de 30.000 tones, 20.000 tones i 45.000 tones, respectivament. Tanmateix, durant molt de temps, les empreses de colorants del meu país han prestat més atenció al desenvolupament i investigació de nous colorants estructurals, mentre que la investigació sobre el postprocessament de colorants ha estat relativament feble. Els reactius d'estandardització que s'utilitzen habitualment per als colorants solubles en aigua inclouen sulfat de sodi (sulfat de sodi), dextrina, derivats del midó, sacarosa, urea, sulfonat de naftalè formaldehid, etc. Aquests reactius d'estandardització es barregen amb el colorant original en proporció per obtenir la força necessària. però no poden satisfer les necessitats dels diferents processos d'impressió i tenyit a la indústria d'impressió i tenyit. Tot i que els diluents de colorants esmentats anteriorment tenen un cost relativament baix, tenen poca humectabilitat i solubilitat en aigua, cosa que dificulta l'adaptació a les necessitats del mercat internacional i només es poden exportar com a colorants originals. Per tant, en la comercialització de colorants solubles en aigua, la humectabilitat i la solubilitat en aigua dels colorants són qüestions que cal resoldre amb urgència, i cal confiar en els additius corresponents.

Tractament de humectabilitat del colorant
En termes generals, la humectació és la substitució d'un fluid (hauria de ser un gas) a la superfície per un altre fluid. Concretament, la interfície en pols o granular hauria de ser una interfície gas/sòlid, i el procés de humectació és quan el líquid (aigua) substitueix el gas a la superfície de les partícules. Es pot veure que la humectació és un procés físic entre substàncies a la superfície. En el posttractament del colorant, la humectació sovint té un paper important. En general, el colorant es processa en estat sòlid, com ara pols o grànuls, que s'ha de mullar durant l'ús. Per tant, la humectabilitat del colorant afectarà directament l'efecte de l'aplicació. Per exemple, durant el procés de dissolució, el colorant és difícil de mullar i no és desitjable que suri a l'aigua. Amb la millora contínua dels requisits de qualitat dels colorants actuals, el rendiment de la humectació s'ha convertit en un dels indicadors per mesurar la qualitat dels colorants. L'energia superficial de l'aigua és de 72,75 mN/m a 20 ℃, que disminueix amb l'augment de la temperatura, mentre que l'energia superficial dels sòlids no canvia bàsicament, generalment per sota dels 100 mN/m. Normalment els metalls i els seus òxids, sals inorgàniques, etc. són fàcils de mullar Humit, anomenada energia superficial alta. L'energia superficial dels orgànics sòlids i els polímers és comparable a la dels líquids generals, que s'anomena energia superficial baixa, però canvia amb la mida de les partícules sòlides i el grau de porositat. Com més petita sigui la mida de la partícula, més gran serà el grau de formació porosa i la superfície Com més gran sigui l'energia, la mida depèn del substrat. Per tant, la mida de partícula del colorant ha de ser petita. Després de processar el colorant mitjançant un processament comercial, com ara salar i triturar en diferents mitjans, la mida de les partícules del colorant es fa més fina, la cristalinitat es redueix i la fase cristal·lina canvia, la qual cosa millora l'energia superficial del colorant i facilita la humectació.

Tractament de solubilitat de colorants àcids
Amb l'ús d'una proporció de bany petita i la tecnologia de tintura contínua, el grau d'automatització en la impressió i el tenyit s'ha millorat contínuament. L'aparició de farcits i pastes automàtiques i la introducció de colorants líquids requereixen la preparació de licors de colorants i pastes d'impressió d'alta concentració i alta estabilitat. Tanmateix, la solubilitat dels colorants àcids, reactius i directes en productes de colorants domèstics és només d'uns 100 g/L, especialment per als colorants àcids. Algunes varietats són fins i tot només uns 20 g/L. La solubilitat del colorant està relacionada amb l'estructura molecular del colorant. Com més gran sigui el pes molecular i menys grups d'àcid sulfònic, menor serà la solubilitat; en cas contrari, més alt. A més, el processament comercial dels colorants és extremadament important, inclòs el mètode de cristal·lització del colorant, el grau de mòlta, la mida de les partícules, l'addició d'additius, etc., que afectaran la solubilitat del colorant. Com més fàcil sigui la ionització del colorant, més gran serà la seva solubilitat en aigua. Tanmateix, la comercialització i estandardització dels colorants tradicionals es basen en una gran quantitat d'electròlits, com el sulfat de sodi i la sal. Una gran quantitat de Na+ a l'aigua redueix la solubilitat del colorant en aigua. Per tant, per millorar la solubilitat dels colorants solubles en aigua, primer no afegiu electròlits als colorants comercials.

Additius i solubilitat
⑴ Compost d'alcohol i codisolvent d'urea
Com que els colorants solubles en aigua contenen un cert nombre de grups d'àcid sulfònic i grups d'àcid carboxílic, les partícules de colorant es dissocien fàcilment en solució aquosa i porten una certa quantitat de càrrega negativa. Quan s'afegeix el codisolvent que conté el grup que forma l'enllaç d'hidrogen, es forma una capa protectora d'ions hidratats a la superfície dels ions de colorant, que afavoreix la ionització i la dissolució de les molècules de colorant per millorar la solubilitat. Els poliols com l'èter de dietilenglicol, el tiodietanol, el polietilenglicol, etc. s'utilitzen habitualment com a dissolvents auxiliars per als colorants solubles en aigua. Com que poden formar un enllaç d'hidrogen amb el colorant, la superfície de l'ió del colorant forma una capa protectora d'ions hidratats, que impedeix l'agregació i la interacció intermolecular de les molècules del colorant i afavoreix la ionització i la dissociació del colorant.
⑵Tensioactiu no iònic
L'addició d'un determinat tensioactiu no iònic al colorant pot debilitar la força d'unió entre les molècules del colorant i entre les molècules, accelerar la ionització i fer que les molècules del colorant formin micel·les a l'aigua, que té una bona dispersibilitat. Els colorants polars formen micel·les. Les molècules solubilitzants formen una xarxa de compatibilitat entre les molècules per millorar la solubilitat, com l'èter o l'èster de polioxietilè. Tanmateix, si la molècula de co-solvent no té un grup hidrofòbic fort, l'efecte de dispersió i solubilització sobre la micel·la formada pel colorant serà feble i la solubilitat no augmentarà significativament. Per tant, intenteu triar dissolvents que continguin anells aromàtics que puguin formar enllaços hidrofòbics amb els colorants. Per exemple, èter de polioxietilè d'alquilfenol, emulsionant d'èster de sorbitano de polioxietilè i altres com l'èter de polioxietilè de polialquilfenilfenol.
⑶ dispersant de lignosulfonat
El dispersant té una gran influència en la solubilitat del colorant. Escollir un bon dispersant segons l'estructura del colorant ajudarà molt a millorar la solubilitat del colorant. En els colorants solubles en aigua, té un cert paper en la prevenció de l'adsorció mútua (força de van der Waals) i l'agregació entre les molècules de colorant. El lignosulfonat és el dispersant més eficaç, i hi ha investigacions sobre això a la Xina.
L'estructura molecular dels colorants dispersos no conté grups hidròfils forts, sinó només grups poc polars, de manera que només té una hidrofilicitat feble i la solubilitat real és molt petita. La majoria dels colorants dispersos només es poden dissoldre en aigua a 25 ℃. 1 ~ 10 mg/L.
La solubilitat dels colorants dispersos està relacionada amb els factors següents:
Estructura molecular
"La solubilitat dels colorants dispersos en aigua augmenta a mesura que disminueix la part hidròfoba de la molècula de colorant i augmenta la part hidròfila (la qualitat i la quantitat de grups polars). És a dir, la solubilitat de colorants amb massa molecular relativa relativament petita i grups polars més febles com -OH i -NH2 serà més gran. Els colorants amb una massa molecular relativa més gran i menys grups poc polars tenen una solubilitat relativament baixa. Per exemple, el vermell dispers (I), el seu M=321, la solubilitat és inferior a 0,1 mg/L a 25 ℃ i la solubilitat és d'1,2 mg/L a 80 ℃. Vermell dispers (II), M=352, la solubilitat a 25 ℃ és de 7,1 mg/L i la solubilitat a 80 ℃ és de 240 mg/L.
Dispersant
En els colorants dispersos en pols, el contingut de colorants purs és generalment del 40% al 60%, i la resta són dispersants, agents antipols, agents protectors, sulfat de sodi, etc. Entre ells, el dispersant representa una proporció més gran.
El dispersant (agent de difusió) pot recobrir els grans de cristall del colorant en partícules col·loïdals hidròfiles i dispersar-lo de manera estable a l'aigua. Després de superar la concentració crítica de micel·les, també es formaran micel·les, que reduiran part dels petits grans de cristall de colorant. Dissolt en micel·les, es produeix l'anomenat fenomen de "solubilització", augmentant així la solubilitat del colorant. A més, com millor sigui la qualitat del dispersant i com més gran sigui la concentració, major serà l'efecte de solubilització i solubilització.
Cal tenir en compte que l'efecte de solubilització del dispersant sobre colorants dispersos de diferents estructures és diferent i la diferència és molt gran; l'efecte de solubilització del dispersant sobre els colorants dispersos disminueix amb l'augment de la temperatura de l'aigua, que és exactament el mateix que l'efecte de la temperatura de l'aigua sobre els colorants dispersos. L'efecte de la solubilitat és contrari.
Després que les partícules de cristall hidròfob del colorant dispers i el dispersant formen partícules col·loïdals hidròfiles, la seva estabilitat de dispersió es millorarà significativament. A més, aquestes partícules col·loïdals de colorant juguen el paper de "subministrar" colorants durant el procés de tintura. Com que després que les molècules de colorant en estat dissolt siguin absorbides per la fibra, el colorant "emmagatzemat" a les partícules col·loïdals s'alliberarà a temps per mantenir l'equilibri de dissolució del colorant.
Estat del colorant dispers en la dispersió
1-molècula dispersant
Cristal·lita 2-colorant (solubilització)
3-micel·les dispersants
4-Molècula única de colorant (dissolt)
5-Tint gra
6-base lipòfila dispersant
7-base hidròfila dispersant
Ió 8-sodi (Na+)
9-agregats de cristal·lits de colorant
Tanmateix, si la "cohesió" entre el colorant i el dispersant és massa gran, l'"oferta" de la molècula única del colorant quedarà enrere o el fenomen de "l'oferta supera la demanda". Per tant, reduirà directament la taxa de tenyit i equilibrarà el percentatge de tenyit, donant lloc a un tint lent i un color clar.
Es pot veure que en seleccionar i utilitzar dispersants, no només s'ha de tenir en compte l'estabilitat de dispersió del colorant, sinó també la influència en el color del colorant.
(3) Temperatura de la solució de tenyit
La solubilitat dels colorants dispersos en aigua augmenta amb l'augment de la temperatura de l'aigua. Per exemple, la solubilitat del groc dispers en aigua a 80 °C és 18 vegades més gran que a 25 °C. La solubilitat de Disperse Red en aigua a 80 °C és 33 vegades més gran que a 25 °C. La solubilitat de Disperse Blue en aigua a 80 °C és 37 vegades més gran que a 25 °C. Si la temperatura de l'aigua supera els 100 °C, la solubilitat dels colorants dispersos augmentarà encara més.
Aquí teniu un recordatori especial: aquesta propietat de dissolució dels colorants dispersos comportarà perills ocults a les aplicacions pràctiques. Per exemple, quan el licor de colorant s'escalfa de manera desigual, el licor de colorant amb alta temperatura flueix al lloc on la temperatura és baixa. A mesura que la temperatura de l'aigua disminueix, el licor de colorant es sobresatura i el colorant dissolt precipitarà, provocant el creixement de grans de cristall de colorant i la disminució de la solubilitat. , Reduint l'absorció del colorant.
(quatre) forma de cristall de colorant
Alguns colorants dispersos tenen el fenomen d'"isomorfisme". És a dir, el mateix colorant dispers, a causa de la diferent tecnologia de dispersió en el procés de fabricació, formarà diverses formes de cristall, com ara agulles, varetes, escates, grànuls i blocs. En el procés d'aplicació, especialment quan es tenyeix a 130 °C, la forma de cristall més inestable canviarà a la forma de cristall més estable.
Val la pena assenyalar que la forma de cristall més estable té una major solubilitat, i la forma de cristall menys estable té relativament menys solubilitat. Això afectarà directament la taxa d'absorció de colorant i el percentatge d'absorció de colorant.
(5) Mida de partícules
En general, els colorants amb partícules petites tenen una alta solubilitat i una bona estabilitat de dispersió. Els colorants amb partícules grans tenen una solubilitat més baixa i una estabilitat de dispersió relativament pobra.
Actualment, la mida de les partícules dels colorants dispersos domèstics és generalment de 0,5 ~ 2,0 μm (Nota: la mida de les partícules de la tintura per immersió requereix 0,5 ~ 1,0 μm).