Reaktive farvestoffer har en meget god opløselighed i vand. Reaktive farvestoffer er primært afhængige af sulfonsyregruppen på farvestofmolekylet for at opløses i vand. For mesotemperatur-reaktive farvestoffer, der indeholder vinylsulfongrupper, er β-ethylsulfonylsulfat, udover sulfonsyregruppen, også en meget god opløsningsgruppe.

I den vandige opløsning gennemgår natriumionerne på sulfonsyregruppen og ethylsulfonsulfonsulfatgruppen en hydreringsreaktion, hvorved farvestoffet danner en anion og opløses i vandet. Farvningen af ​​det reaktive farvestof afhænger af anionen i det farvestof, der skal farves til fiberen.

Reaktive farvestoffers opløselighed er mere end 100 g/L, de fleste farvestoffer har en opløselighed på 200-400 g/L, og nogle farvestoffer kan endda nå 450 g/L. Under farvningsprocessen vil farvestoffets opløselighed dog falde af forskellige årsager (eller endda være fuldstændig uopløselig). Når farvestoffets opløselighed falder, vil en del af farvestoffet ændre sig fra en enkelt fri anion til partikler på grund af den store ladningsfrastødning mellem partiklerne. Ved fald vil partikler og partikler tiltrække hinanden og producere agglomerering. Denne form for agglomerering samler først farvestofpartikler i agglomerater, derefter omdannes de til agglomerater og til sidst til flokke. Selvom flokkene er en slags løs samling, er det omgivende elektriske dobbeltlag, der dannes af positive og negative ladninger, generelt vanskeligt at nedbryde af forskydningskraften, når farvevæsken cirkulerer, og flokkene er lette at udfælde på stoffet, hvilket resulterer i overfladefarvning eller pletter.

Når farvestoffet har en sådan agglomerering, vil farveægtheden blive betydeligt reduceret, og samtidig vil det forårsage forskellige grader af pletter, pletter og pletter. For nogle farvestoffer vil flokkuleringen yderligere accelerere samlingen under farvestofopløsningens forskydningskraft, hvilket forårsager dehydrering og udsaltning. Når udsaltning sker, vil den farvede farve blive ekstremt lys eller endda ikke farvet, selvom den er farvet, vil der være alvorlige farvepletter og pletter.

Årsager til farvestofaggregering

Hovedårsagen er elektrolytten. I farvningsprocessen er den primære elektrolyt farvestofacceleratoren (natriumsalt og salt). Farvestofacceleratoren indeholder natriumioner, og ækvivalenten af ​​natriumioner i farvestofmolekylet er meget lavere end farvestofacceleratorens. Det ækvivalente antal natriumioner, den normale koncentration af farvestofacceleratoren i den normale farvningsproces, vil ikke have stor indflydelse på farvestoffets opløselighed i farvebadet.

Men når mængden af ​​farvestofaccelerator stiger, stiger koncentrationen af ​​natriumioner i opløsningen tilsvarende. Overskydende natriumioner vil hæmme ioniseringen af ​​natriumioner på farvestofmolekylets opløsende gruppe, hvorved farvestoffets opløselighed reduceres. Efter mere end 200 g/L vil de fleste farvestoffer have forskellige grader af aggregering. Når koncentrationen af ​​farvestofacceleratoren overstiger 250 g/L, vil aggregeringsgraden intensiveres, hvorved der først dannes agglomerater og derefter i farvestofopløsningen. Agglomerater og flokkuler dannes hurtigt, og nogle farvestoffer med lav opløselighed udsaltes delvist eller dehydreres endda. Farvestoffer med forskellige molekylære strukturer har forskellige anti-agglomerations- og saltudskillelsesegenskaber. Jo lavere opløseligheden er, desto dårligere er den analytiske ydeevnen.

Farvestoffets opløselighed bestemmes hovedsageligt af antallet af sulfonsyregrupper i farvestofmolekylet og antallet af β-ethylsulfonsulfater. Samtidig gælder det, at jo større farvestofmolekylets hydrofilicitet er, desto højere er opløseligheden og desto lavere er hydrofiliciteten. Jo lavere er opløseligheden. (For eksempel er farvestoffer med azostruktur mere hydrofile end farvestoffer med heterocyklisk struktur.) Derudover gælder det, at jo større farvestoffets molekylstruktur er, desto lavere er opløseligheden, og jo mindre molekylstrukturen er, desto højere er opløseligheden.

Opløselighed af reaktive farvestoffer
Det kan groft sagt opdeles i fire kategorier:

Klasse A-farvestoffer indeholdende diethylsulfonsulfat (dvs. vinylsulfon) og tre reaktive grupper (monochlortriazin + divinylsulfon) har den højeste opløselighed, såsom Yuan Qing B, Navy GG, Navy RGB, Golden: RNL og alle reaktive sorte farver fremstillet ved at blande Yuanqing B-farvestoffer med tre reaktive grupper såsom ED-typen, Ciba s-typen osv. Opløseligheden af ​​disse farvestoffer er for det meste omkring 400 g/L.

Klasse B, farvestoffer indeholdende heterobireaktive grupper (monochlor-triazin + vinylsulfon), såsom gul 3RS, rød 3BS, rød 6B, rød GWF, RR tre primærfarver, RGB tre primærfarver osv. Deres opløselighed er baseret på 200 ~ 300 gram. Meta-esterens opløselighed er højere end para-esterens.

Type C: Marineblå, der også er en heterobireaktiv gruppe: BF, marineblå 3GF, mørkeblå 2GFN, rød RBN, rød F2B osv. På grund af færre sulfonsyregrupper eller større molekylvægt er dens opløselighed også lav, kun 100-200 g/l. Klasse D: Farvestoffer med monovinylsulfongruppe og heterocyklisk struktur med den laveste opløselighed, såsom Brilliant Blue KN-R, Turkisblå G, Bright Yellow 4GL, Violet 5R, Blå BRF, Brilliant Orange F2R, Brilliant Red F2G osv. Opløseligheden af ​​denne type farvestof er kun omkring 100 g/l. Denne type farvestof er særligt følsom over for elektrolytter. Når denne type farvestof først er agglomereret, behøver den ikke engang at gennemgå flokkuleringsprocessen, men direkte udsaltning.

I den normale farvningsproces er den maksimale mængde farvestofaccelerator 80 g/l. Kun mørke farver kræver en så høj koncentration af farvestofaccelerator. Når farvestofkoncentrationen i farvebadet er mindre end 10 g/l, har de fleste reaktive farvestoffer stadig god opløselighed ved denne koncentration og vil ikke aggregere. Men problemet ligger i karret. I henhold til den normale farvningsproces tilsættes farvestoffet først, og efter at farvestoffet er fuldstændigt fortyndet i farvebadet til ensartethed, tilsættes farvestofacceleratoren. Farvestofacceleratoren fuldfører dybest set opløsningsprocessen i karret.

Arbejd i henhold til følgende proces

Antagelse: Farvningskoncentrationen er 5%, væskeforholdet er 1:10, stoffets vægt er 350 kg (dobbelt rørs væskestrøm), vandstanden er 3,5 T, natriumsulfat er 60 g/liter, den samlede mængde natriumsulfat er 200 kg (50 kg/pakke i alt 4 pakker)) (Materialetankens kapacitet er generelt ca. 450 liter). I processen med at opløse natriumsulfat anvendes ofte refluxvæsken fra farvekarret. Refluxvæsken indeholder det tidligere tilsatte farvestof. Generelt hældes 300 liter refluxvæske først i materialekarret, og derefter hældes to pakker natriumsulfat (100 kg).

Problemet er her, at de fleste farvestoffer vil agglomerere i varierende grad ved denne koncentration af natriumsulfat. Blandt dem vil C-typen have alvorlig agglomerering, og D-farvestoffet vil ikke kun agglomereres, men endda udsaltes. Selvom den generelle operatør vil følge proceduren for langsomt at genopfylde natriumsulfatopløsningen i materialekarret i farvekarret via hovedcirkulationspumpen, har farvestoffet i de 300 liter natriumsulfatopløsning dannet flokke og endda udsaltet.

Når al opløsningen i materialekarret er fyldt i farvekarret, er det tydeligt synligt, at der er et lag af fedtede farvepartikler på karrets vægge og bund. Hvis disse farvepartikler skrabes af og kommes i rent vand, er det generelt vanskeligt at opløse dem igen. Faktisk er de 300 liter opløsning, der kommer ind i farvekarret, alle sådan her.

Husk, at der også er to pakker Yuanming-pulver, som også vil blive opløst og genopfyldt i farvekarret på denne måde. Når dette er sket, vil der uundgåeligt opstå pletter, pletter og pletter, og farveægtheden reduceres betydeligt på grund af overfladefarvning, selvom der ikke er nogen tydelig flokkulering eller udsaltning. For klasse A og klasse B med højere opløselighed vil der også forekomme farvestofaggregering. Selvom disse farvestoffer endnu ikke har dannet flokkulering, har i det mindste en del af farvestofferne allerede dannet agglomerater.

Disse aggregater er vanskelige at trænge ind i fiberen. Fordi det amorfe område af bomuldsfibre kun tillader penetration og diffusion af mono-ionfarvestoffer, kan ingen aggregater trænge ind i fiberens amorfe zone. De kan kun absorberes på fiberens overflade. Farveægtheden vil også blive betydeligt reduceret, og farveafskrabninger og pletter vil også forekomme i alvorlige tilfælde.

Opløsningsgraden af ​​reaktive farvestoffer er relateret til alkaliske stoffer

Når alkalimidlet tilsættes, vil β-ethylsulfonsulfatet i det reaktive farvestof undergå en eliminationsreaktion for at danne dets egentlige vinylsulfon, som er meget opløselig i gener. Da eliminationsreaktionen kræver meget få alkalimidler (ofte kun tegner sig for mindre end 1/10 af procesdoseringen), jo mere alkalidosis der tilsættes, desto flere farvestoffer eliminerer reaktionen. Når eliminationsreaktionen finder sted, vil farvestoffets opløselighed også falde.

Det samme alkaliske middel er også en stærk elektrolyt og indeholder natriumioner. Derfor vil en for høj koncentration af alkalisk middel også forårsage, at farvestoffet, der har dannet vinylsulfon, agglomererer eller endda salter ud. Det samme problem opstår i materialetanken. Når alkalimidlet opløses (tag f.eks. soda), hvis der anvendes refluxopløsning. På dette tidspunkt indeholder refluxvæsken allerede farvestofacceleratoren og farvestoffet i den normale proceskoncentration. Selvom en del af farvestoffet kan være udtømt af fiberen, er mindst mere end 40% af det resterende farvestof i farvestofvæsken. Antag, at en pakke soda hældes under drift, og koncentrationen af ​​soda i tanken overstiger 80 g/L. Selv hvis farvestofacceleratoren i refluxvæsken er 80 g/L på dette tidspunkt, vil farvestoffet i tanken også kondensere. C- og D-farvestoffer kan endda salte ud, især for D-farvestoffer, selvom koncentrationen af ​​soda falder til 20 g/l, vil der forekomme lokal saltning. Blandt dem er Brilliant Blue KN.R, Turquoise Blue G og Supervisor BRF de mest følsomme.

Farvestofagglomerering eller endda udsaltning betyder ikke, at farvestoffet er blevet fuldstændig hydrolyseret. Hvis det er agglomerering eller udsaltning forårsaget af en farvestofaccelerator, kan det stadig farves, så længe det kan genopløses. Men for at få det til at genopløses er det nødvendigt at tilsætte en tilstrækkelig mængde farvestofhjælpemiddel (såsom urinstof 20 g/l eller mere), og temperaturen skal hæves til 90 °C eller mere under tilstrækkelig omrøring. Det er naturligvis meget vanskeligt i selve procesdriften.
For at forhindre farvestofferne i at agglomerere eller salte ud i beholderen, skal transferfarvningsprocessen anvendes, når der fremstilles dybe og koncentrerede farver til C- og D-farvestofferne med lav opløselighed, såvel som A- og B-farvestofferne.

Procesdrift og -analyse

1. Brug farveacceleratoren til at returnere farveacceleratoren i farvekarret, og varm den op i karret for at opløse den (60~80 ℃). Da der ikke er noget farvestof i det friske vand, har farveacceleratoren ingen affinitet for stoffet. Den opløste farveaccelerator kan fyldes i farvekarret så hurtigt som muligt.

2. Efter at saltlageopløsningen har cirkuleret i 5 minutter, er farvestofacceleratoren stort set helt ensartet, og derefter tilsættes den farvestofopløsning, der er blevet opløst på forhånd. Farvestofopløsningen skal fortyndes med refluxopløsningen, da koncentrationen af ​​farvestofacceleratoren i refluxopløsningen kun er 80 gram/l, og farvestoffet vil ikke agglomerere. Samtidig vil farvestoffet ikke blive påvirket af farvestofacceleratoren (med en relativt lav koncentration), hvilket vil føre til problemer med farvning. På dette tidspunkt behøver farvestofopløsningen ikke at blive kontrolleret af tid for at fylde farvningskarret, og det er normalt færdigt på 10-15 minutter.

3. Alkalistoffer bør hydreres så meget som muligt, især for C- og D-farvestoffer. Da denne type farvestof er meget følsom over for alkaliske stoffer i nærvær af farvestoffremmende stoffer, er opløseligheden af ​​alkaliske stoffer relativt høj (opløseligheden af ​​sodavand ved 60 °C er 450 g/L). Det rene vand, der er nødvendigt for at opløse det alkaliske middel, behøver ikke at være for meget, men hastigheden for tilsætning af alkaliopløsningen skal være i overensstemmelse med proceskravene, og det er generelt bedre at tilsætte det trinvis.

4. For divinylsulfonfarvestofferne i kategori A er reaktionshastigheden relativt høj, fordi de er særligt følsomme over for alkaliske stoffer ved 60 °C. For at forhindre øjeblikkelig farvefiksering og ujævn farve kan man forudtilsætte 1/4 af det alkaliske stof ved lav temperatur.

I transferfarvningsprocessen er det kun alkalimidlet, der skal kontrollere tilførselshastigheden. Transferfarvningsprocessen kan ikke kun anvendes til opvarmningsmetoden, men også til metoden med konstant temperatur. Metoden med konstant temperatur kan øge farvestoffets opløselighed og accelerere farvestoffets diffusion og penetration. Kvældningshastigheden for det amorfe område af fiberen ved 60°C er cirka dobbelt så høj som ved 30°C. Derfor er processen med konstant temperatur mere egnet til ost og hank. Kædebjælker omfatter farvningsmetoder med lave væskeforhold, såsom jigfarvning, som kræver høj penetration og diffusion eller en relativt høj farvestofkoncentration.

Bemærk, at natriumsulfat, der i øjeblikket er tilgængeligt på markedet, nogle gange er relativt alkalisk, og dets pH-værdi kan nå op på 9-10. Dette er meget farligt. Hvis man sammenligner rent natriumsulfat med rent salt, har salt en højere effekt på farvestofaggregering end natriumsulfat. Dette skyldes, at ækvivalenten af ​​natriumioner i bordsalt er højere end i natriumsulfat ved samme vægt.

Aggregeringen af ​​farvestoffer er stærkt relateret til vandkvaliteten. Generelt vil calcium- og magnesiumioner under 150 ppm ikke have stor indflydelse på aggregeringen af ​​farvestoffer. Tungmetalioner i vand, såsom jernioner og aluminiumioner, inklusive nogle algemikroorganismer, vil dog accelerere farvestofaggregeringen. Hvis koncentrationen af ​​jernioner i vandet for eksempel overstiger 20 ppm, kan farvestoffets antikohæsionsevne reduceres betydeligt, og algernes indflydelse er mere alvorlig.

Fastgjort med farvestof-anti-agglomerering og udsaltningsresistenstest:

Bestemmelse 1: Afvej 0,5 g farvestof og 25 g natriumsulfat eller salt, og opløs det i 100 ml renset vand ved 25 °C i ca. 5 minutter. Brug et dryprør til at suge opløsningen op, og dryp 2 dråber kontinuerligt på samme sted på filterpapiret.

Bestemmelse 2: Afvej 0,5 g farvestof, 8 g natriumsulfat eller salt og 8 g sodavand, og opløs det i 100 ml renset vand ved ca. 25 °C i ca. 5 minutter. Brug en pipette til at suge opløsningen kontinuerligt på filterpapiret. 2 dråber.

Ovenstående metode kan bruges til simpelt at bedømme farvestoffets anti-agglomerations- og udsaltningsevne og kan grundlæggende bedømme, hvilken farvningsproces der skal anvendes.