Els colorants reactius tenen colors brillants i cromatogrames complets. Són coneguts per la seva senzilla aplicació, baix cost i excel·lent solidesa. Especialment amb el desenvolupament de fibres de cel·lulosa en els darrers anys, els colorants reactius s'han convertit en el tipus de colorant més important per a la tintura tèxtil de fibra de cel·lulosa.

Però el problema més destacat dels colorants reactius és la baixa taxa d'esgotament i la baixa taxa de fixació. En el procés tradicional de tenyit de fibra de cel·lulosa, per tal de millorar l'absorció i la taxa de fixació del colorant, cal afegir una gran quantitat de sal inorgànica (clorur de sodi o sulfat de sodi). Depenent de l'estructura i el color del colorant, la quantitat de sal utilitzada és generalment de 30 a 150 g/L. Tot i que s'han fet grans progressos en el tractament de compostos orgànics en aigües residuals d'impressió i tenyit, l'addició d'una gran quantitat de sals inorgàniques en el procés de tenyit no es pot tractar amb mètodes físics i bioquímics simples.

Recerca sobre la tecnologia de colorants reactius i colorants sense sal

Des d'una perspectiva ecològica, l'abocament d'aigües residuals d'impressió i tenyit d'alta salinitat canvia directament la qualitat de l'aigua dels rius i llacs i destrueix el medi ambient.
imatge
L'alta permeabilitat de la sal provocarà la salinització del sòl al voltant dels rius i llacs, reduint el rendiment dels cultius. En resum, l'ús d'una gran quantitat de sals inorgàniques no es pot degradar ni reciclar, i alhora té un gran impacte negatiu sobre la qualitat de l'aigua i el sòl. A partir d'això, aquest article revisa els avenços recents en la investigació de la tecnologia de tenyit sense sal i analitza sistemàticament els canvis estructurals dels tints reactius baixos en sal, la tecnologia d'empelt i la tecnologia d'entrecreuament.

Colorants reactius per a tintura sense sal

Les característiques destacades dels colorants reactius són la seva petita estructura molecular, la bona hidrofilicitat i la facilitat de rentat del color flotant després de la fixació. Aquesta és una innovació important en el disseny de molècules de colorant. Però això també fa que la taxa d'esgotament del colorant i la taxa de fixació siguin baixes, i calgui afegir una gran quantitat de sal durant el tenyit. Això provoca la pèrdua d'una gran quantitat d'aigües residuals salades i colorants, augmentant així el cost del tractament d'aigües residuals. La contaminació ambiental és greu. Algunes empreses de tints van començar a prestar atenció a la detecció i millora dels precursors de tints i grups reactius, i a desenvolupar colorants reactius per a la tintura baixa en sal. El Cibacron llançat per Ciba és un tipus de colorants de tintura baixa en sal que utilitzen diferents grups actius per combinar-se. La característica d'aquest colorant és que la quantitat de sal utilitzada en el tenyit és d'1/4 a 1/2 de la dels colorants reactius generals. No és sensible als canvis en la relació del bany i té una bona reproductibilitat. Aquest tipus de tints es tint principalment per immersió i es poden utilitzar juntament amb tints dispersos per a la tintura ràpida en un sol bany de mescles de polièster/cotó.

La Sumitomo Corporation del Japó va proposar un conjunt de mètodes de tenyit adequats per als tints de la sèrie Sumifux Supra. S'anomena mètode de tinció LETfS. La quantitat de sal inorgànica utilitzada en aquest mètode és només d'1/2 a 1/3 del procés tradicional, i la proporció del bany pot arribar a 1:10. I va llançar una sèrie de tints reactius compatibles amb el procés. Aquesta sèrie de tints són tints heterobireactius compostos de monocloros-triazina i sulfat de B-etilsulfona. La quantitat de tint residual a les aigües residuals de tenyit d'aquesta sèrie de tints és només del 25% al ​​30% del contingut de tint a les aigües residuals de tenyit reactiu general. Es recomana per al tenyit de fibres Tencel. Mostra un excel·lent rendiment d'aplicació pel que fa a la velocitat de fixació, la facilitat de rentat i les diverses solideses dels productes tenyits.

L'empresa DyStar va llançar la sèrie de colorants RemazolEF adequats per a la tintura sense sal, el grup actiu és principalment B-hidroxietilsulfona sulfat, i va llançar un procés de tintura sense sal respectuós amb el medi ambient. La quantitat de sal inorgànica utilitzada és 1/3 del procés convencional. El procés de tintura s'escurça. A més, el sistema cobreix una àmplia gamma de cromatogrames. Es pot combinar una varietat de tres colors primaris per obtenir colors brillants. L'empresa Clariant (Clariant) va llançar la sèrie de colorants reactius DrimareneHF, principalment en 4 varietats: DrimareneBlueHF-RL, 戡ownHF-2RL, NavyHF-G, RedHF-G, utilitzats per a la tintura per esgotament i la tintura contínua de fibres de cel·lulosa, amb un rendiment d'aplicació i una bona solidesa. La taxa de fixació és força alta, baixa en sal i baixa proporció de licor. Fixació neutra, bona rentabilitat.

Alguns colorants reactius recentment desenvolupats poden augmentar la directeitat dels colorants augmentant el volum de molècules de colorant i reduint la quantitat de sals inorgàniques. Per exemple, la introducció de grups urea pot augmentar la directeitat dels grups actius i reduir la quantitat de sals inorgàniques. Millorar la velocitat de fixació; també hi ha precursors de colorants poliazoics (com ara trisazo, tetraazo) per augmentar la directeitat del colorant i aconseguir l'objectiu de la tintura sense sal. L'alt efecte de impediment estèric d'alguns colorants a l'estructura també pot canviar significativament la reactivitat dels grups reactius dels colorants reactius i la quantitat de sal utilitzada en la tintura. Aquests efectes de impediment estèric són generalment la introducció de substituents alquils en diferents posicions de la matriu del colorant. Les seves característiques estructurals bàsiques són resumides pels estudiosos de la següent manera:

El grup actiu u SO: CH2CH: oS03Na pot estar en la posició meta o para de l'anell benzènic;

R3 pot estar en la posició orto, inter o para de l'anell benzènic. La fórmula estructural és colorants reactius a la vinil sulfona.

Diferents substituents o diferents posicions de substitució en els colorants poden aconseguir el mateix valor de tintura en les mateixes condicions de tintura, però les seves quantitats de sal tintura són força diferents.

Els colorants reactius excel·lents amb baix contingut en sal han de tenir les característiques següents: 1) La quantitat de sal utilitzada en el tenyit es redueix considerablement; 2) Tenyit en un bany de tenyit amb baixa proporció de bany, estabilitat del bany de tenyit; 3) Bona rentabilitat. Reducció del temps de postprocessament; 4) Excel·lent reproductibilitat. Pel que fa a la millora del tenyit, a més de la millora esmentada anteriorment de l'estructura de la matriu del tenyit i la combinació raonable de grups actius, algunes persones han sintetitzat els anomenats colorants reactius catiònics, que es poden tenyir sense afegir sal. Per exemple, colorants reactius catiònics de l'estructura següent:

A partir de la fórmula anterior es pot veure que el cos de color està connectat al grup actiu de la monocloro-triazina. Un grup d'amoni quaternari de piridina també està unit a l'anell de s-triazina. El colorant té càrrega positiva i el grup d'amoni quaternari és un grup soluble en aigua. Com que no només no hi ha repulsió de càrrega entre les molècules de colorant i la fibra, sinó també l'atracció de càrregues positives i negatives, el colorant s'acosta fàcilment a la superfície de la fibra i s'adsorbeix a la fibra tenyida. La presència d'electròlits a la solució de tenyit no només no produirà l'efecte promotor del colorant, sinó que també debilitarà l'atracció entre el colorant i la fibra, de manera que aquest tipus de tenyit es pot tenyir sense afegir electròlits per a un tenyit sense sal. El procés de tenyit és similar al dels colorants reactius ordinaris. Per als colorants reactius de monocloros-triazina, encara s'afegeix carbonat de sodi com a agent fixador. La temperatura de fixació és d'uns 85 ℃. La taxa d'absorció del colorant pot arribar al 90% al 94% i la taxa de fixació és del 80% al 90%. Té bona resistència a la llum i al rentat. També s'han descrit colorants reactius catiònics similars que utilitzen monofluoro-s-triazina com a grup actiu. L'activitat de la monofluoro-s-triazina és superior a la de la monocloro-s-triazina.

Aquests tints també es poden tenyir en mescles de cotó/acrílic, i cal estudiar més a fons altres propietats dels tints (com ara l'anivellament i la compatibilitat, etc.). Però això proporciona una nova manera perquè la fibra de cel·lulosa pugui dur a terme la tintura sense sal.