Киселинните багрила, директните багрила и реактивните багрила са всички водоразтворими багрила. Продукцията през 2001 г. е съответно 30 000 тона, 20 000 тона и 45 000 тона. От дълго време обаче предприятията за багрила в моята страна обръщат повече внимание на разработването и изследването на нови структурни багрила, докато изследванията върху последващата обработка на багрилата са относително слаби. Често използваните стандартизиращи реагенти за водоразтворими багрила включват натриев сулфат (натриев сулфат), декстрин, производни на нишестето, захароза, урея, нафталин формалдехид сулфонат и др. Тези стандартизиращи реагенти се смесват с оригиналното багрило в пропорция, за да се получи необходимата сила. но те не могат да отговорят на нуждите на различни процеси на печат и боядисване в индустрията за печат и боядисване. Въпреки че гореспоменатите разредители за багрила са сравнително ниски като цена, те имат лоша омокряемост и водоразтворимост, което затруднява адаптирането им към нуждите на международния пазар и могат да се изнасят само като оригинални багрила. Следователно, при комерсиализацията на водоразтворими багрила, омокряемостта и водоразтворимостта на багрилата са проблеми, които трябва да бъдат разрешени спешно и трябва да се разчита на съответните добавки.

Третиране на омокряне на боя
Най-общо казано, намокрянето е заместването на течност (трябва да е газ) на повърхността с друга течност. По-конкретно, интерфейсът на прах или гранули трябва да бъде интерфейс газ/твърдо вещество, а процесът на омокряне е, когато течността (водата) замества газа на повърхността на частиците. Може да се види, че намокрянето е физически процес между веществата на повърхността. При последващата обработка на багрилото намокрянето често играе важна роля. Обикновено багрилото се преработва в твърдо състояние, като прах или гранула, което трябва да се намокри по време на употреба. Следователно омокряемостта на багрилото ще повлияе пряко върху ефекта на нанасяне. Например, по време на процеса на разтваряне багрилото е трудно да се намокри и плуването във водата е нежелателно. С непрекъснатото подобряване на изискванията за качество на багрилата днес, ефективността на омокряне се превърна в един от показателите за измерване на качеството на багрилата. Повърхностната енергия на водата е 72,75 mN/m при 20 ℃, която намалява с повишаване на температурата, докато повърхностната енергия на твърдите тела е основно непроменена, обикновено под 100 mN/m. Обикновено металите и техните оксиди, неорганичните соли и т.н. са лесни за намокряне Мокро, наречено висока повърхностна енергия. Повърхностната енергия на твърди органични вещества и полимери е сравнима с тази на обикновените течности, което се нарича ниска повърхностна енергия, но се променя с размера на твърдите частици и степента на порьозност. Колкото по-малък е размерът на частиците, толкова по-голяма е степента на поресто образуване и повърхността Колкото по-висока е енергията, размерът зависи от субстрата. Следователно размерът на частиците на багрилото трябва да бъде малък. След като багрилото се обработи чрез търговска обработка, като изсоляване и смилане в различни среди, размерът на частиците на багрилото става по-фин, кристалността се намалява и кристалната фаза се променя, което подобрява повърхностната енергия на багрилото и улеснява омокрянето.

Третиране на разтворимост на киселинни багрила
С използването на малък коефициент на баня и технология за непрекъснато боядисване, степента на автоматизация при печатане и боядисване непрекъснато се подобрява. Появата на автоматични пълнители и пасти и въвеждането на течни багрила изискват подготовката на багрилни течности с висока концентрация и висока стабилност и пасти за печат. Въпреки това, разтворимостта на киселинни, реактивни и директни багрила в битови багрилни продукти е само около 100g/L, особено за киселинни багрила. Някои сортове дори са само около 20g/L. Разтворимостта на багрилото е свързана с молекулярната структура на багрилото. Колкото по-високо е молекулното тегло и колкото по-малко са групите на сулфоновата киселина, толкова по-ниска е разтворимостта; в противен случай, толкова по-високо. В допълнение, търговската обработка на багрилата е изключително важна, включително метода на кристализация на багрилото, степента на смилане, размера на частиците, добавянето на добавки и т.н., което ще повлияе на разтворимостта на багрилото. Колкото по-лесно се йонизира багрилото, толкова по-висока е неговата разтворимост във вода. Въпреки това комерсиализацията и стандартизацията на традиционните багрила се основават на голямо количество електролити, като натриев сулфат и сол. Голямо количество Na+ във вода намалява разтворимостта на багрилото във вода. Следователно, за да подобрите разтворимостта на водоразтворимите багрила, първо не добавяйте електролит към търговските багрила.

Добавки и разтворимост
⑴ Алкохолно съединение и съразтворител урея
Тъй като водоразтворимите багрила съдържат определен брой групи на сулфонова киселина и групи на карбоксилна киселина, частиците на багрилото лесно се дисоциират във воден разтвор и носят известно количество отрицателен заряд. Когато се добави ко-разтворителят, съдържащ групата, образуваща водородна връзка, върху повърхността на багрилните йони се образува защитен слой от хидратирани йони, който насърчава йонизацията и разтварянето на молекулите на багрилото, за да се подобри разтворимостта. Полиоли като диетилен гликол етер, тиодиетанол, полиетилен гликол и др. обикновено се използват като спомагателни разтворители за водоразтворими багрила. Тъй като те могат да образуват водородна връзка с багрилото, повърхността на йона на багрилото образува защитен слой от хидратирани йони, който предотвратява агрегацията и междумолекулното взаимодействие на молекулите на багрилото и насърчава йонизацията и дисоциацията на багрилото.
⑵Нейонно повърхностно активно вещество
Добавянето на определено нейонно повърхностноактивно вещество към багрилото може да отслаби силата на свързване между молекулите на багрилото и между молекулите, да ускори йонизацията и да накара молекулите на багрилото да образуват мицели във вода, която има добра диспергируемост. Полярните багрила образуват мицели. Солубилизиращите молекули образуват мрежа за съвместимост между молекулите за подобряване на разтворимостта, като например полиоксиетиленов етер или естер. Въпреки това, ако в молекулата на съразтворителя липсва силна хидрофобна група, ефектът на дисперсия и солюбилизиране върху мицела, образуван от багрилото, ще бъде слаб и разтворимостта няма да се увеличи значително. Затова се опитайте да изберете разтворители, съдържащи ароматни пръстени, които могат да образуват хидрофобни връзки с багрила. Например, алкилфенол полиоксиетилен етер, емулгатор на полиоксиетилен сорбитанов естер и други като полиалкилфенилфенол полиоксиетилен етер.
⑶ лигносулфонатен диспергатор
диспергаторът има голямо влияние върху разтворимостта на багрилото. Изборът на добър дисперсант според структурата на багрилото значително ще помогне за подобряване на разтворимостта на багрилото. Във водоразтворимите багрила той играе определена роля за предотвратяване на взаимна адсорбция (сила на Ван дер Ваалс) и агрегация между молекулите на багрилото. Лигносулфонатът е най-ефективният дисперсант и има изследвания за това в Китай.
Молекулярната структура на дисперсните багрила не съдържа силни хидрофилни групи, а само слабо полярни групи, така че има само слаба хидрофилност и действителната разтворимост е много малка. Повечето дисперсни багрила могат да се разтварят само във вода при 25 ℃. 1～10mg/L.
Разтворимостта на дисперсните багрила е свързана със следните фактори:
Молекулярна структура
„Разтворимостта на дисперсните багрила във вода се увеличава, тъй като хидрофобната част на молекулата на багрилото намалява и хидрофилната част (качеството и количеството на полярните групи) се увеличава. Това означава, че разтворимостта на багрила с относително малка относителна молекулна маса и по-слаби полярни групи като -OH и -NH2 ще бъде по-висока. Багрилата с по-голяма относителна молекулна маса и по-малко слабо полярни групи имат относително ниска разтворимост. Например дисперсно червено (I), неговото M=321, разтворимостта е по-малка от 0,1 mg/L при 25 ℃, а разтворимостта е 1,2 mg/L при 80 ℃. Дисперсно червено (II), M=352, разтворимостта при 25 ℃ е 7,1 mg/L, а разтворимостта при 80 ℃ е 240 mg/L.
Дисперсант
В прахообразните дисперсни багрила съдържанието на чисти багрила обикновено е от 40% до 60%, а останалите са дисперсанти, прахоустойчиви агенти, защитни агенти, натриев сулфат и др. Сред тях дисперсантите представляват по-голям дял.
Диспергаторът (дифузионен агент) може да покрие фините кристални зърна на багрилото в хидрофилни колоидни частици и да ги диспергира стабилно във вода. След превишаване на критичната концентрация на мицели, мицели също ще се образуват, което ще намали част от малките кристални зърна на багрилото. Разтваряйки се в мицели, възниква така нареченото явление „разтваряне“, като по този начин се увеличава разтворимостта на багрилото. Освен това, колкото по-добро е качеството на диспергатора и колкото по-висока е концентрацията, толкова по-голям е ефектът на разтваряне и разтваряне.
Трябва да се отбележи, че ефектът на разтваряне на диспергатора върху дисперсни багрила с различни структури е различен и разликата е много голяма; ефектът на разтваряне на диспергатора върху дисперсните багрила намалява с повишаването на температурата на водата, което е точно същото като ефекта на температурата на водата върху дисперсните багрила. Ефектът на разтворимостта е противоположен.
След като хидрофобните кристални частици на дисперсното багрило и диспергаторът образуват хидрофилни колоидни частици, неговата дисперсионна стабилност ще бъде значително подобрена. Освен това, тези колоидни частици на багрилото играят ролята на "доставящи" багрила по време на процеса на боядисване. Тъй като след като молекулите на багрилото в разтворено състояние се абсорбират от влакното, багрилото, „съхранено“ в колоидните частици, ще бъде освободено навреме, за да се поддържа балансът на разтваряне на багрилото.
Състоянието на дисперсното багрило в дисперсията
1-диспергираща молекула
Кристалит с 2 багрила (разтваряне)
3-диспергиращ мицел
4-оцветителна единична молекула (разтворена)
5-Dye зърно
6-диспергираща липофилна основа
7-диспергираща хидрофилна основа
8-натриев йон (Na+)
9-агрегати от багрилни кристалити
Въпреки това, ако „сцеплението“ между багрилото и дисперсанта е твърде голямо, „предлагането“ на отделната молекула на багрилото ще изостане или феноменът „предлагането надвишава търсенето“. Следователно, той директно ще намали скоростта на боядисване и ще балансира процента на боядисване, което ще доведе до бавно боядисване и светъл цвят.
Може да се види, че при избора и използването на дисперсанти трябва да се има предвид не само стабилността на дисперсията на багрилото, но и влиянието върху цвета на багрилото.
(3) Температура на разтвора за боядисване
Разтворимостта на дисперсните багрила във вода се увеличава с повишаване на температурата на водата. Например, разтворимостта на Disperse Yellow във вода при 80°C е 18 пъти по-голяма от тази при 25°C. Разтворимостта на Disperse Red във вода при 80°C е 33 пъти по-голяма от тази при 25°C. Разтворимостта на Disperse Blue във вода при 80°C е 37 пъти по-голяма от тази при 25°C. Ако температурата на водата надвишава 100°C, разтворимостта на дисперсните багрила ще се увеличи още повече.
Ето едно специално напомняне: това свойство на разтваряне на дисперсните багрила ще донесе скрити опасности за практическите приложения. Например, когато багрилната течност се нагрява неравномерно, багрилната течност с висока температура тече към мястото, където температурата е ниска. Тъй като температурата на водата намалява, багрилната течност става свръхнаситена и разтвореното багрило ще се утаи, причинявайки растеж на кристални зърна на багрилото и намаляване на разтворимостта. , което води до намалено усвояване на багрилото.
(четири) багрило кристална форма
Някои дисперсни багрила имат явлението „изоморфизъм“. Тоест, едно и също дисперсно багрило, поради различната дисперсионна технология в производствения процес, ще образува няколко кристални форми, като игли, пръчки, люспи, гранули и блокове. В процеса на нанасяне, особено при боядисване при 130°C, по-нестабилната кристална форма ще се промени в по-стабилна кристална форма.
Струва си да се отбележи, че по-стабилната кристална форма има по-голяма разтворимост, а по-малко стабилната кристална форма има относително по-малка разтворимост. Това ще повлияе пряко на скоростта на усвояване на багрилото и процента на усвояване на багрилото.
(5) Размер на частиците
Като цяло багрилата с малки частици имат висока разтворимост и добра дисперсионна стабилност. Багрилата с големи частици имат по-ниска разтворимост и относително слаба стабилност на дисперсията.
Понастоящем размерът на частиците на домашните дисперсни багрила обикновено е 0,5～2,0 μm (Забележка: размерът на частиците при боядисване с потапяне изисква 0,5～1,0 μm).