Реактивните багрила имат ярки цветове и пълни хроматограми. Известни са с лесното си приложение, ниската си цена и отличната си устойчивост. Особено с развитието на целулозните влакна през последните години, реактивните багрила се превърнаха в най-важния вид багрило за боядисване на целулозни влакна.

Но най-важният проблем на реактивните багрила е ниската степен на изчерпване и скорост на фиксиране. В традиционния процес на боядисване на целулозни влакна, за да се подобри усвояването на багрилото и скоростта на фиксиране на реактивните багрила, трябва да се добави голямо количество неорганична сол (натриев хлорид или натриев сулфат). В зависимост от структурата и цвета на багрилото, количеството използвана сол обикновено е от 30 до 150 g/L. Въпреки че е постигнат голям напредък в третирането на органични съединения в отпадъчните води от печатарството и боядисването, добавянето на голямо количество неорганични соли в процеса на боядисване не може да се третира с прости физични и биохимични методи.

Изследване на технологията на реактивните багрила и безсолните багрила

От екологична гледна точка, изпускането на отпадъчни води с висока соленост от печатарството и боядисването директно променя качеството на водата в реките и езерата и разрушава екологичната среда.
изображение
Високата пропускливост на солта ще доведе до засоляване на почвата около реките и езерата, намалявайки добива на културите. Накратко, използването на голямо количество неорганични соли не може нито да бъде разградено, нито рециклирано и в същото време има голямо отрицателно въздействие върху качеството на водата и почвата. Въз основа на това, тази статия разглежда последния напредък в изследванията на технологията за безсолно боядисване и систематично обсъжда структурните промени на реактивните багрила с ниско съдържание на сол, технологията на присаждане и технологията на омрежване.

Реактивни багрила за боядисване без сол

Отличителните характеристики на реактивните багрила са малката молекулна структура, добрата хидрофилност и лесното отмиване на плаващия цвят след фиксиране. Това е важна иновация в дизайна на молекулите на багрилата. Но това също води до ниска скорост на изчерпване на багрилото и скорост на фиксиране, а по време на боядисване е необходимо да се добави голямо количество сол. Това води до загуба на голямо количество солени отпадъчни води и багрила, като по този начин се увеличават разходите за пречистване на отпадъчни води. Замърсяването на околната среда е сериозно. Някои компании за багрила започнаха да обръщат внимание на скрининга и подобряването на прекурсорите на багрилата и реактивните групи, както и да разработват реактивни багрила за боядисване с ниско съдържание на сол. CibacronL, пуснат на пазара от Ciba, е вид багрила за боядисване с ниско съдържание на сол, които използват различни активни групи за комбиниране. Характеристиката на това багрило е, че количеството сол, използвано при боядисването, е от 1/4 до 1/2 от това на общите реактивни багрила. То не е чувствително към промени в съотношението на ваната и има добра възпроизводимост. Този тип багрила са предимно боядисване чрез потапяне и могат да се използват заедно с дисперсни багрила за бързо боядисване в една баня на смеси от полиестер/памук.

Японската корпорация Sumitomo предложи набор от методи за боядисване, подходящи за багрила от серията Sumifux Supra. Той се нарича метод на оцветяване LETfS. Количеството неорганична сол, използвано при този метод, е само от 1/2 до 1/3 от традиционния процес, а съотношението на ваната може да достигне 1:10. Също така пусна на пазара серия реактивни багрила, съвместими с процеса. Тази серия багрила са хетеробиреактивни багрила, съставени от монохлоротриазин и B-етилсулфон сулфат. Количеството остатъчно багрило в отпадъчните води от боядисването на тази серия багрила е само 25%-30% от съдържанието на багрило в общите отпадъчни води от реактивно боядисване. Препоръчва се за боядисване на Tencel влакна. Показва отлични характеристики на приложение по отношение на скоростта на фиксиране, лесното измиване и различната устойчивост на боядисаните продукти.

Компанията DyStar пусна на пазара серията багрила RemazolEF, подходящи за боядисване без сол, като активната група е главно B-хидроксиетил сулфон сулфат, и стартира екологично чист процес на боядисване без сол. Количеството използвана неорганична сол е 1/3 от конвенционалния процес. Процесът на боядисване е съкратен. Освен това системата обхваща широк спектър от хроматограми. Разнообразие от три основни цвята може да се комбинира, за да се получат ярки цветове. Компанията Clariant (Clariant) пусна на пазара серията реактивни багрила DrimareneHF, главно в 4 разновидности: DrimareneBlueHF-RL, 戡ownHF-2RL, NavyHF-G, RedHF-G, използвани за боядисване чрез изчерпване и непрекъснато боядисване на целулозни влакна, с добри характеристики на приложение и устойчивост. Скоростта на фиксиране е доста висока, ниско съотношение на сол и алкохол. Неутрална фиксация, добра измиваемост.

Някои новоразработени реактивни багрила могат да увеличат директността на багрилата чрез увеличаване на обема на молекулите на багрилото и намаляване на количеството на неорганичните соли. Например, въвеждането на урея групи може да увеличи директността на активните групи и да намали количеството на неорганичните соли. Подобрява скоростта на фиксиране; съществуват и полиазо багрила-прекурсори (като трисазо, тетраазо) за увеличаване на директността на багрилото и постигане на целта на боядисване без сол. Силният стеричен препятствие в структурата на някои багрила може също значително да промени реактивността на реактивните групи на реактивните багрила и количеството сол, използвано при боядисването. Тези стерични препятствия обикновено се дължат на въвеждането на алкилови заместители на различни позиции в матрицата на багрилото. Основните им структурни характеристики са обобщени от учените, както следва:

Активната група едно SO: CH2CH: oS03Na може да бъде в мета или пара позиция на бензеновия пръстен;

R3 може да бъде в орто, интер или пара позиция на бензеновия пръстен. Структурната формула е винилсулфонови реактивни багрила.

Различните заместители или различните позиции на заместване върху багрилата могат да постигнат една и съща стойност на багрене при едни и същи условия на багрене, но количествата на багрилните соли са доста различни.

Отличните реактивни багрила с ниско съдържание на сол трябва да притежават следните характеристики: 1) Значително намалено количество сол, използвано при боядисване; 2) Багрене във вана с ниско съотношение на ваната, стабилност на ваната; 3) Добра измиваемост. Намалено време за последваща обработка; 4) Отлична възпроизводимост. По отношение на подобряването на багрилата, в допълнение към гореспоменатото подобрение на структурата на багрилната матрица и разумната комбинация от активни групи, някои хора са синтезирали така наречените катионни реактивни багрила, които могат да се боядисват без добавяне на сол. Например, катионни реактивни багрила със следната структура:

От горната формула може да се види, че оцветяващото тяло е свързано с активната група на монохлоро-триазина. Пиридинова кватернерна амониева група също е свързана с s-триазиновия пръстен. Багрилото е положително заредено, а кватернерната амониева група е водоразтворима. Тъй като не само няма отблъскване на заряда между молекулите на багрилото и влакното, но и привличане на положителни и отрицателни заряди, багрилото лесно достига до повърхността на влакното и се адсорбира върху боядисаното влакно. Наличието на електролити в багрилния разтвор не само няма да доведе до ефекта на ускоряване на багренето, но и ще отслаби привличането между багрилото и влакното, така че този вид багрене може да се боядисва без добавяне на електролити за безсолно боядисване. Процесът на боядисване е подобен на обикновените реактивни багрила. При монохлоро-триазиновите реактивни багрила все още се добавя натриев карбонат като фиксиращ агент. Температурата на фиксиране е около 85℃. Скоростта на поемане на багрилото може да достигне 90% до 94%, а скоростта на фиксиране е 80% до 90%. Има добра светлоустойчивост и устойчивост на пране. Съобщава се и за подобни катионни реактивни багрила, използващи монофлуоро-s-триазин като активна група. Активността на монофлуоро-s-триазин е по-висока от тази на монохлоро-s-триазин.

Тези багрила могат да се боядисват и в смеси от памук/акрил, а други свойства на багрилата (като изравняване и съвместимост и др.) се нуждаят от допълнително проучване. Но това предоставя нов начин за целулозните влакна да извършват боядисване без сол.