Els colorants reactius tenen una molt bona solubilitat en aigua. Els colorants reactius es basen principalment en el grup d'àcid sulfònic de la molècula de colorant per dissoldre's en aigua. Per als colorants reactius de mesotemperatura que contenen grups vinilsulfona, a més del grup d'àcid sulfònic, el β-etilsulfonil sulfat també és un molt bon grup dissolvent.

En la solució aquosa, els ions de sodi del grup d'àcid sulfònic i del grup sulfat d'etilsulfona experimenten una reacció d'hidratació per fer que el colorant formi un anió i es dissolgui en aigua. La tintura del colorant reactiu depèn de l'anió del colorant que s'ha de tenyir a la fibra.

La solubilitat dels colorants reactius és superior a 100 g/L, la majoria dels colorants tenen una solubilitat de 200-400 g/L, i alguns colorants poden arribar fins i tot a 450 g/L. Tanmateix, durant el procés de tenyit, la solubilitat del colorant disminuirà per diverses raons (o fins i tot serà completament insoluble). Quan la solubilitat del colorant disminueix, part del colorant canviarà d'un sol anió lliure a partícules, a causa de la gran repulsió de càrrega entre les partícules. A mesura que disminueix, les partícules i les partícules s'atreuran mútuament per produir aglomeració. Aquest tipus d'aglomeració primer recull les partícules de colorant en aglomerats, després es converteix en aglomerats i finalment es converteix en flocs. Tot i que els flocs són una mena d'assemblatge solt, a causa de la seva doble capa elèctrica circumdant formada per càrregues positives i negatives, generalment és difícil de descompondre per la força de cisallament quan circula el licor de tenyit, i els flocs són fàcils de precipitar sobre el teixit, cosa que provoca tenyit o taques superficials.

Un cop el tint s'hagi aglomerat, la resistència del color es reduirà significativament i, alhora, causarà diferents graus de taques, taques i verins. En alguns tints, la floculació accelerarà encara més l'acoblament sota la força de cisallament de la solució de tint, cosa que provocarà deshidratació i salinització. Un cop es produeix la salinització, el color tenyit es tornarà extremadament clar o fins i tot no es tenyirà, i fins i tot si està tenyit, produirà taques i verins de color greus.

Causes de l'agregació de colorants

El motiu principal és l'electròlit. En el procés de tintura, l'electròlit principal és l'accelerador del colorant (sal de sodi i sal). L'accelerador del colorant conté ions de sodi, i l'equivalent d'ions de sodi a la molècula de colorant és molt inferior al de l'accelerador del colorant. El nombre equivalent d'ions de sodi, la concentració normal de l'accelerador del colorant en el procés de tintura normal, no tindrà gaire influència en la solubilitat del colorant al bany de tintura.

Tanmateix, quan augmenta la quantitat d'accelerador del colorant, la concentració d'ions de sodi a la solució augmenta en conseqüència. L'excés d'ions de sodi inhibirà la ionització dels ions de sodi al grup dissolvent de la molècula del colorant, reduint així la solubilitat del colorant. Després de més de 200 g/L, la majoria dels colorants tindran diferents graus d'agregació. Quan la concentració de l'accelerador del colorant supera els 250 g/L, el grau d'agregació s'intensificarà, formant primer aglomerats i després a la solució del colorant. Els aglomerats i flòculs es formen ràpidament, i alguns colorants amb baixa solubilitat es salen parcialment o fins i tot es deshidraten. Els colorants amb diferents estructures moleculars tenen diferents propietats de resistència a l'aglomeració i a la salinització. Com més baixa sigui la solubilitat, més propietats antiaglomeració i tolerants a la sal. Pitjor serà el rendiment analític.

La solubilitat del colorant està determinada principalment pel nombre de grups d'àcid sulfònic a la molècula de colorant i el nombre de sulfats de β-etilsulfona. Al mateix temps, com més gran sigui la hidrofilicitat de la molècula de colorant, més alta serà la solubilitat i més baixa la hidrofilicitat. Com més baixa serà la solubilitat. (Per exemple, els colorants d'estructura azoica són més hidròfils que els colorants d'estructura heterocíclica.) A més, com més gran sigui l'estructura molecular del colorant, menor serà la solubilitat, i com més petita sigui l'estructura molecular, més alta serà la solubilitat.

Solubilitat dels colorants reactius
Es pot dividir aproximadament en quatre categories:

Classe A, els colorants que contenen sulfat de dietilsulfona (és a dir, vinilsulfona) i tres grups reactius (monocloros-triazina + divinilsulfona) tenen la solubilitat més alta, com ara Yuan Qing B, Navy GG, Navy RGB, Golden: RNL i tots els negres reactius fets barrejant Yuanqing B, colorants de tres grups reactius com ara el tipus ED, el tipus Cibas, etc. La solubilitat d'aquests colorants és majoritàriament d'uns 400 g/L.

Classe B, colorants que contenen grups heterobireactius (monocloros-triazina + vinilsulfona), com ara groc 3RS, vermell 3BS, vermell 6B, vermell GWF, RR tres colors primaris, RGB tres colors primaris, etc. La seva solubilitat es basa en 200～300 grams. La solubilitat del meta-èster és superior a la del para-èster.

Tipus C: Blau marí que també és un grup heterobireactiu: BF, blau marí 3GF, blau fosc 2GFN, vermell RBN, vermell F2B, etc., a causa de la menor quantitat de grups d'àcid sulfònic o del major pes molecular, la seva solubilitat també és baixa, només 100-200 g/L. Classe D: Colorants amb grup monovinilsulfona i estructura heterocíclica, amb la solubilitat més baixa, com ara el blau brillant KN-R, el blau turquesa G, el groc brillant 4GL, el violeta 5R, el blau BRF, el taronja brillant F2R, el vermell brillant F2G, etc. La solubilitat d'aquest tipus de colorant és de només uns 100 g/L. Aquest tipus de colorant és particularment sensible als electròlits. Un cop aquest tipus de colorant s'ha aglomerat, ni tan sols necessita passar pel procés de floculació, salant-se directament.

En el procés de tenyit normal, la quantitat màxima d'accelerador de tint és de 80 g/L. Només els colors foscos requereixen una concentració tan alta d'accelerador de tint. Quan la concentració de tint al bany de tenyit és inferior a 10 g/L, la majoria dels tints reactius encara tenen una bona solubilitat a aquesta concentració i no s'agreguen. Però el problema rau a la cuba. Segons el procés de tenyit normal, primer s'afegeix el tint i, després que el tint s'hagi diluït completament al bany de tenyit fins a la uniformitat, s'afegeix l'accelerador de tint. L'accelerador de tint bàsicament completa el procés de dissolució a la cuba.

Operar segons el procés següent

Suposició: la concentració de tenyit és del 5%, la proporció de licor és d'1:10, el pes de la tela és de 350 kg (flux de líquid de doble canonada), el nivell d'aigua és de 3,5 T, el sulfat de sodi és de 60 g/litre, la quantitat total de sulfat de sodi és de 200 kg (50 kg/paquet, total de 4 paquets)) (La capacitat del dipòsit de material és generalment d'uns 450 litres). En el procés de dissolució del sulfat de sodi, sovint s'utilitza el líquid de reflux del dipòsit de tenyit. El líquid de reflux conté el colorant afegit prèviament. Generalment, primer es posen 300 L de líquid de reflux al dipòsit de material i després s'hi aboquen dos paquets de sulfat de sodi (100 kg).

El problema rau aquí: la majoria dels colorants s'aglomeraran en diversos graus amb aquesta concentració de sulfat de sodi. Entre ells, el tipus C tindrà una aglomeració important, i el colorant D no només s'aglomerarà, sinó que fins i tot es salificarà. Tot i que l'operador general seguirà el procediment per reposar lentament la solució de sulfat de sodi del dipòsit de material al dipòsit de tint a través de la bomba de circulació principal, el colorant dels 300 litres de solució de sulfat de sodi ha format flòculs i fins i tot s'ha salificat.

Quan s'omple tota la solució del dipòsit de material al dipòsit de tenyit, és molt visible que hi ha una capa de partícules de colorant greixoses a la paret i al fons del dipòsit. Si aquestes partícules de colorant es raspen i es posen en aigua neta, generalment és difícil. Dissoldre-les de nou. De fet, els 300 litres de solució que entren al dipòsit de tenyit són tots així.

Recordeu que també hi ha dos paquets de pols Yuanming que també es dissoldran i es tornaran a omplir al dipòsit de tint d'aquesta manera. Després d'això, és inevitable que apareguin taques, taques i taques, i la resistència del color es redueix seriosament a causa del tint superficial, fins i tot si no hi ha floculació o salinització evidents. Per a la classe A i la classe B amb una solubilitat més alta, també es produirà agregació de tint. Tot i que aquests tints encara no han format floculacions, almenys una part dels tints ja han format aglomerats.

Aquests agregats són difícils de penetrar a la fibra. Perquè la zona amorfa de la fibra de cotó només permet la penetració i difusió dels colorants monoió. Cap agregat pot entrar a la zona amorfa de la fibra. Només es pot adsorbir a la superfície de la fibra. La resistència del color també es reduirà significativament i, en casos greus, també es produiran taques i taques de color.

El grau de solució dels colorants reactius està relacionat amb els agents alcalins

Quan s'afegeix l'agent alcalí, el sulfat de β-etilsulfona del colorant reactiu experimentarà una reacció d'eliminació per formar la seva veritable vinil sulfona, que és molt soluble en gens. Com que la reacció d'eliminació requereix molt pocs agents alcalins (sovint només representen menys d'1/10 de la dosi del procés), com més dosi d'alcalí s'afegeixi, més colorants eliminaran la reacció. Un cop es produeix la reacció d'eliminació, la solubilitat del colorant també disminuirà.

El mateix agent alcalí també és un electròlit fort i conté ions de sodi. Per tant, una concentració excessiva d'agent alcalí també farà que el colorant que ha format vinil sulfona s'aglomeri o fins i tot es salgui. El mateix problema es produeix al dipòsit de material. Quan l'agent alcalí es dissol (prenem com a exemple la sosa), si s'utilitza la solució de reflux. En aquest moment, el líquid de reflux ja conté l'agent accelerador del colorant i el colorant en la concentració normal del procés. Tot i que una part del colorant pot haver estat esgotada per la fibra, almenys més del 40% del colorant restant es troba al licor de colorant. Suposem que s'aboca un paquet de sosa durant el funcionament i la concentració de sosa al dipòsit supera els 80 g/L. Fins i tot si l'accelerador del colorant al líquid de reflux és de 80 g/L en aquest moment, el colorant al dipòsit també es condensarà. Els colorants C i D poden fins i tot salgar-se, especialment per als colorants D, fins i tot si la concentració de sosa baixa a 20 g/l, es produirà una salinització local. Entre ells, el blau brillant KN.R, el blau turquesa G i el Supervisor BRF són els més sensibles.

L'aglomeració o fins i tot la salinització del colorant no vol dir que el colorant s'hagi hidrolitzat completament. Si es tracta d'una aglomeració o salinització causada per un accelerador de colorant, encara es pot tenyir sempre que es pugui tornar a dissoldre. Però per fer que es torni a dissoldre, cal afegir una quantitat suficient d'auxiliar de colorant (com ara urea 20 g/l o més) i augmentar la temperatura a 90 °C o més amb una agitació suficient. Òbviament, això és molt difícil en el funcionament real del procés.
Per evitar que els colorants s'aglomerin o es salin a la cuba, s'ha d'utilitzar el procés de tintura per transferència quan es fan colors profunds i concentrats per als colorants C i D amb baixa solubilitat, així com per als colorants A i B.

Operació i anàlisi del procés

1. Utilitzeu el dipòsit de tint per retornar l'accelerador de tint i escalfeu-lo al dipòsit per dissoldre'l (60～80℃). Com que no hi ha tint a l'aigua dolça, l'accelerador de tint no té afinitat pel teixit. L'accelerador de tint dissolt es pot omplir al dipòsit de tint el més ràpidament possible.

2. Després de fer circular la solució de salmorra durant 5 minuts, l'accelerador del colorant és bàsicament completament uniforme i, a continuació, s'afegeix la solució de colorant que s'ha dissolt prèviament. Cal diluir la solució de colorant amb la solució de reflux, ja que la concentració de l'accelerador del colorant a la solució de reflux és de només 80 grams/L i el colorant no s'aglomerarà. Al mateix temps, com que el colorant no es veurà afectat per l'accelerador del colorant (de concentració relativament baixa), es produirà el problema de la tintura. En aquest moment, no cal controlar el temps de la solució de colorant per omplir el dipòsit de tintura i normalment es completa en 10-15 minuts.

3. Els agents alcalins s'han d'hidratar tant com sigui possible, especialment per als colorants C i D. Com que aquest tipus de colorant és molt sensible als agents alcalins en presència d'agents promotors de colorants, la solubilitat dels agents alcalins és relativament alta (la solubilitat de la sosa a 60 °C és de 450 g/L). L'aigua neta necessària per dissoldre l'agent alcalí no ha de ser massa, però la velocitat d'addició de la solució alcalina ha de ser d'acord amb els requisits del procés, i generalment és millor afegir-la de manera incremental.

4. Per als colorants de divinil sulfona de la categoria A, la velocitat de reacció és relativament alta perquè són particularment sensibles als agents alcalins a 60 °C. Per evitar la fixació instantània del color i un color desigual, podeu afegir prèviament 1/4 de l'agent alcalí a baixa temperatura.

En el procés de tenyit per transferència, només l'agent alcalí ha de controlar la velocitat d'alimentació. El procés de tenyit per transferència no només és aplicable al mètode d'escalfament, sinó també al mètode de temperatura constant. El mètode de temperatura constant pot augmentar la solubilitat del colorant i accelerar la difusió i penetració del colorant. La velocitat d'inflamació de la zona amorfa de la fibra a 60 °C és aproximadament el doble que a 30 °C. Per tant, el procés de temperatura constant és més adequat per a formatge i madeixa. Les bigues d'ordit inclouen mètodes de tenyit amb baixes proporcions de licor, com ara el tenyit amb plantilla, que requereixen una alta penetració i difusió o una concentració de colorant relativament alta.

Cal tenir en compte que el sulfat de sodi disponible actualment al mercat de vegades és relativament alcalí, i el seu valor de pH pot arribar a 9-10. Això és molt perillós. Si es compara el sulfat de sodi pur amb la sal pura, la sal té un efecte més alt sobre l'agregació del colorant que el sulfat de sodi. Això es deu al fet que l'equivalent d'ions de sodi a la sal de taula és més alt que al sulfat de sodi amb el mateix pes.

L'agregació de colorants està força relacionada amb la qualitat de l'aigua. Generalment, els ions de calci i magnesi per sota de 150 ppm no tindran gaire impacte en l'agregació de colorants. Tanmateix, els ions de metalls pesants a l'aigua, com ara els ions fèrrics i els ions d'alumini, inclosos alguns microorganismes d'algues, acceleraran l'agregació del colorant. Per exemple, si la concentració d'ions fèrrics a l'aigua supera les 20 ppm, la capacitat anticohesionant del colorant es pot reduir significativament i la influència de les algues és més greu.

Adjuntat amb prova de resistència a l'aglomeració i a la saladura del colorant:

Determinació 1: Pesar 0,5 g de colorant, 25 g de sulfat de sodi o sal i dissoldre-ho en 100 ml d'aigua purificada a 25 °C durant uns 5 minuts. Utilitzar un tub de degoteig per aspirar la solució i deixar caure 2 gotes contínuament a la mateixa posició sobre el paper de filtre.

Determinació 2: Pesar 0,5 g de colorant, 8 g de sulfat de sodi o sal i 8 g de carbonat de sodi, i dissoldre-ho en 100 ml d'aigua purificada a uns 25 °C durant uns 5 minuts. Utilitzar un comptagotes per xuclar la solució sobre el paper de filtre contínuament. 2 gotes.

El mètode anterior es pot utilitzar simplement per jutjar la capacitat antiaglomerant i de salinització del colorant, i bàsicament pot jutjar quin procés de tenyit s'ha d'utilitzar.