Syrefarvestoffer, direkte farvestoffer og reaktive farvestoffer er alle vandopløselige farvestoffer. Produktionen i 2001 var på henholdsvis 30.000 tons, 20.000 tons og 45.000 tons. Men i lang tid har mit lands farvestofvirksomheder været mere opmærksomme på udvikling og forskning af nye strukturelle farvestoffer, mens forskningen i efterbehandling af farvestoffer har været relativt svag. Almindeligvis anvendte standardiseringsreagenser til vandopløselige farvestoffer omfatter natriumsulfat (natriumsulfat), dextrin, stivelsesderivater, saccharose, urinstof, naphthalenformaldehydsulfonat osv. Disse standardiseringsreagenser blandes med det originale farvestof i forhold til at opnå den nødvendige styrke Commodities, men de kan ikke opfylde behovene for forskellige tryk- og farvningsprocesser i trykkeri- og farvningsindustrien. Selvom de ovennævnte farvefortyndere er relativt lave i omkostningerne, har de dårlig befugtning og vandopløselighed, hvilket gør det vanskeligt at tilpasse sig det internationale markeds behov og kan kun eksporteres som originale farvestoffer. I kommercialiseringen af ​​vandopløselige farvestoffer er farvestoffernes fugtbarhed og vandopløselighed derfor problemer, der skal løses omgående, og de tilsvarende tilsætningsstoffer skal stole på.

Farvebefugtningsbehandling
I store træk er befugtning udskiftning af en væske (bør være en gas) på overfladen med en anden væske. Specifikt bør pulver- eller granulatgrænsefladen være en gas/faststofgrænseflade, og befugtningsprocessen er, når væske (vand) erstatter gassen på overfladen af ​​partiklerne. Det kan ses, at befugtning er en fysisk proces mellem stoffer på overfladen. Ved farvestofefterbehandling spiller befugtning ofte en vigtig rolle. Generelt behandles farvestoffet til en fast tilstand, såsom pulver eller granulat, som skal fugtes under brug. Derfor vil befugtningen af ​​farvestoffet direkte påvirke påføringseffekten. Under opløsningsprocessen er farvestoffet f.eks. vanskeligt at fugte, og det er uønsket at flyde på vandet. Med den løbende forbedring af farvekvalitetskravene i dag er befugtningsydelse blevet en af ​​indikatorerne til at måle kvaliteten af ​​farvestoffer. Vandets overfladeenergi er 72,75 mN/m ved 20 ℃, hvilket falder med stigningen i temperaturen, mens overfladeenergien af ​​faste stoffer stort set er uændret, generelt under 100 mN/m. Normalt er metaller og deres oxider, uorganiske salte osv. nemme at væde Våd, kaldet høj overfladeenergi. Overfladeenergien af ​​faste organiske stoffer og polymerer er sammenlignelig med den for almindelige væsker, som kaldes lav overfladeenergi, men den ændrer sig med faststofpartikelstørrelsen og porøsitetsgraden. Jo mindre partikelstørrelse, jo større grad af porøs dannelse, og overflade Jo højere energi, størrelsen afhænger af substratet. Derfor skal farvestoffets partikelstørrelse være lille. Efter at farvestoffet er behandlet ved kommerciel forarbejdning såsom udsaltning og formaling i forskellige medier, bliver farvestoffets partikelstørrelse finere, krystalliniteten reduceres, og krystalfasen ændres, hvilket forbedrer farvestoffets overfladeenergi og letter befugtning.

Opløselighedsbehandling af syrefarvestoffer
Med brugen af ​​lille bad-forhold og kontinuerlig indfarvningsteknologi er automatiseringsgraden i trykning og farvning løbende blevet forbedret. Fremkomsten af ​​automatiske fyldstoffer og pastaer og introduktionen af ​​flydende farvestoffer kræver fremstilling af højkoncentrerede og højstabile farvevæsker og trykpastaer. Opløseligheden af ​​sure, reaktive og direkte farvestoffer i husholdningsfarveprodukter er dog kun omkring 100 g/L, især for sure farvestoffer. Nogle varianter er endda kun omkring 20g/L. Farvestoffets opløselighed er relateret til farvestoffets molekylære struktur. Jo højere molekylvægt og jo færre sulfonsyregrupper, jo lavere er opløseligheden; ellers jo højere. Derudover er den kommercielle forarbejdning af farvestoffer ekstremt vigtig, herunder farvestoffets krystallisationsmetode, formalingsgraden, partikelstørrelsen, tilsætning af additiver osv., hvilket vil påvirke farvestoffets opløselighed. Jo lettere farvestoffet er at ionisere, jo højere er dets opløselighed i vand. Kommercialiseringen og standardiseringen af ​​traditionelle farvestoffer er dog baseret på en stor mængde elektrolytter, såsom natriumsulfat og salt. En stor mængde Na+ i vand reducerer farvestoffets opløselighed i vand. For at forbedre opløseligheden af ​​vandopløselige farvestoffer skal du derfor ikke tilføje elektrolyt til kommercielle farvestoffer.

Tilsætningsstoffer og opløselighed
⑴ Alkoholforbindelse og urea-cosolvent
Fordi vandopløselige farvestoffer indeholder et vist antal sulfonsyregrupper og carboxylsyregrupper, adskilles farvestofpartiklerne let i vandig opløsning og bærer en vis mængde negativ ladning. Når co-opløsningsmidlet indeholdende den hydrogenbindingsdannende gruppe tilsættes, dannes et beskyttende lag af hydratiserede ioner på overfladen af ​​farvestofionerne, hvilket fremmer ionisering og opløsning af farvestofmolekylerne for at forbedre opløseligheden. Polyoler såsom diethylenglycolether, thiodiethanol, polyethylenglycol osv. anvendes sædvanligvis som hjælpeopløsningsmidler til vandopløselige farvestoffer. Fordi de kan danne en hydrogenbinding med farvestoffet, danner overfladen af ​​farvestoffet et beskyttende lag af hydratiserede ioner, som forhindrer aggregering og intermolekylær interaktion mellem farvestofmolekylerne og fremmer ionisering og dissociation af farvestoffet.
⑵ Ikke-ionisk overfladeaktivt stof
Tilsætning af et bestemt ikke-ionisk overfladeaktivt stof til farvestoffet kan svække bindingskraften mellem farvestofmolekylerne og mellem molekylerne, accelerere ionisering og få farvestofmolekylerne til at danne miceller i vand, som har god dispergerbarhed. Polære farvestoffer danner miceller. De solubiliserende molekyler danner et netværk af kompatibilisering mellem molekylerne for at forbedre opløseligheden, såsom polyoxyethylenether eller ester. Men hvis co-opløsningsmiddelmolekylet mangler en stærk hydrofob gruppe, vil dispersions- og solubiliseringseffekten på micellen dannet af farvestoffet være svag, og opløseligheden vil ikke stige væsentligt. Forsøg derfor at vælge opløsningsmidler, der indeholder aromatiske ringe, der kan danne hydrofobe bindinger med farvestoffer. For eksempel alkylphenolpolyoxyethylenether, polyoxyethylensorbitanesteremulgator og andre såsom polyalkylphenylphenolpolyoxyethylenether.
⑶ lignosulfonat-dispergeringsmiddel
dispergeringsmiddel har stor indflydelse på farvestoffets opløselighed. At vælge et godt dispergeringsmiddel i henhold til farvestoffets struktur vil i høj grad bidrage til at forbedre farvestoffets opløselighed. I vandopløselige farvestoffer spiller det en vis rolle i at forhindre gensidig adsorption (van der Waals kraft) og aggregering blandt farvestofmolekyler. Lignosulfonat er det mest effektive dispergeringsmiddel, og der er forskning i dette i Kina.
Den molekylære struktur af disperse farvestoffer indeholder ikke stærke hydrofile grupper, men kun svagt polære grupper, så den har kun svag hydrofilicitet, og den faktiske opløselighed er meget lille. De fleste disperse farvestoffer kan kun opløses i vand ved 25 ℃. 1~10mg/L.
Opløseligheden af ​​disperse farvestoffer er relateret til følgende faktorer:
Molekylær struktur
"Opløseligheden af ​​disperse farvestoffer i vand stiger, når den hydrofobe del af farvestofmolekylet falder, og den hydrofile del (kvaliteten og mængden af ​​polære grupper) øges. Det vil sige, at opløseligheden af ​​farvestoffer med relativt lille relativ molekylmasse og mere svage polære grupper som -OH og -NH2 vil være højere. Farvestoffer med større relativ molekylmasse og færre svagt polære grupper har relativt lav opløselighed. For eksempel, Disperse Red (I), dens M=321, opløseligheden er mindre end 0,1 mg/L ved 25 ℃, og opløseligheden er 1,2 mg/L ved 80 ℃. Dispers Red (II), M=352, opløselighed ved 25 ℃ er 7,1 mg/L, og opløselighed ved 80 ℃ er 240 mg/L.
Dispergeringsmiddel
I pulveriserede disperse farvestoffer er indholdet af rene farvestoffer generelt 40% til 60%, og resten er dispergeringsmidler, støvtætte midler, beskyttelsesmidler, natriumsulfat osv. Blandt dem udgør dispergeringsmidlet en større andel.
Dispergeringsmidlet (diffusionsmidlet) kan belægge farvestoffets fine krystalkorn til hydrofile kolloide partikler og dispergere det stabilt i vand. Efter den kritiske micellekoncentration er overskredet, vil der også blive dannet miceller, som vil reducere en del af de bittesmå farvekrystalkorn. Opløst i miceller opstår det såkaldte "solubiliserings"-fænomen, hvorved farvestoffets opløselighed øges. Desuden, jo bedre kvalitet af dispergeringsmidlet og jo højere koncentrationen er, jo større er solubiliserings- og solubiliseringseffekten.
Det skal bemærkes, at dispergeringsmidlets solubiliseringseffekt på disperse farvestoffer med forskellige strukturer er forskellig, og forskellen er meget stor; dispergeringsmidlets solubiliseringseffekt på disperse farvestoffer falder med stigningen i vandtemperaturen, hvilket er nøjagtigt det samme som vandtemperaturens effekt på disperse farvestoffer. Effekten af ​​opløselighed er modsat.
Efter at de hydrofobe krystalpartikler af det disperse farvestof og dispergeringsmidlet har dannet hydrofile kolloide partikler, vil dets dispersionsstabilitet blive væsentligt forbedret. Desuden spiller disse kolloide farvepartikler rollen som "tilførsel" af farvestoffer under farvningsprocessen. For efter at farvestofmolekylerne i opløst tilstand er absorberet af fiberen, vil farvestoffet "opbevares" i de kolloide partikler blive frigivet i tide for at opretholde opløsningsbalancen i farvestoffet.
Dispersionsfarvestoffets tilstand i dispersionen
1-dispergeringsmiddelmolekyle
2-farve krystallit (solubilisering)
3-dispergerende micelle
4-farvestof enkelt molekyle (opløst)
5-Farve korn
6-dispergerende lipofil base
7-dispergeringsmiddel hydrofil base
8-natriumion (Na+)
9-aggregater af farvestofkrystallitter
Men hvis "sammenhængen" mellem farvestoffet og dispergeringsmidlet er for stor, vil "udbuddet" af det enkelte farvestof-molekyle sakke bagud, eller fænomenet "udbuddet overstiger efterspørgslen". Derfor vil det direkte reducere farvningshastigheden og afbalancere farvningsprocenten, hvilket resulterer i langsom farvning og lys farve.
Det kan ses, at når man udvælger og anvender dispergeringsmidler, skal der ikke kun tages hensyn til farvestoffets dispersionsstabilitet, men også indflydelsen på farvestoffets farve.
(3) Farveopløsningens temperatur
Opløseligheden af ​​disperse farvestoffer i vand stiger med stigningen i vandtemperaturen. For eksempel er opløseligheden af ​​Disperse Yellow i 80°C vand 18 gange opløseligheden ved 25°C. Opløseligheden af ​​Disperse Red i 80°C vand er 33 gange opløseligheden ved 25°C. Opløseligheden af ​​Disperse Blue i 80°C vand er 37 gange opløseligheden ved 25°C. Hvis vandtemperaturen overstiger 100°C, vil opløseligheden af ​​disperse farvestoffer stige endnu mere.
Her er en særlig påmindelse: denne opløsende egenskab af disperse farvestoffer vil bringe skjulte farer til praktiske anvendelser. For eksempel, når farvevæsken opvarmes ujævnt, strømmer farvevæsken med høj temperatur til det sted, hvor temperaturen er lav. Når vandtemperaturen falder, bliver farvevæsken overmættet, og det opløste farvestof vil udfældes, hvilket forårsager vækst af farvekrystalkorn og fald i opløselighed. , hvilket resulterer i reduceret farvestofoptagelse.
(fire) farvestof krystalform
Nogle disperse farvestoffer har fænomenet "isomorfisme". Det vil sige, at det samme disperse farvestof, på grund af den forskellige dispersionsteknologi i fremstillingsprocessen, vil danne flere krystalformer, såsom nåle, stænger, flager, granulat og blokke. I påføringsprocessen, især ved farvning ved 130°C, vil den mere ustabile krystalform ændre sig til den mere stabile krystalform.
Det er værd at bemærke, at den mere stabile krystalform har større opløselighed, og den mindre stabile krystalform har relativt mindre opløselighed. Dette vil direkte påvirke farvestofoptagelseshastigheden og farvestofoptagelsesprocenten.
(5) Partikelstørrelse
Generelt har farvestoffer med små partikler høj opløselighed og god dispersionsstabilitet. Farvestoffer med store partikler har lavere opløselighed og relativt dårlig dispersionsstabilitet.
På nuværende tidspunkt er partikelstørrelsen af ​​disperse farvestoffer i hjemmet generelt 0,5–2,0 μm (Bemærk: partikelstørrelsen af ​​dyppefarvning kræver 0,5–1,0 μm).