Reaktivne boje imaju jarke boje i potpune kromatograme. Poznate su po jednostavnoj primjeni, niskoj cijeni i izvrsnoj postojanosti. Posebno s razvojem celuloznih vlakana posljednjih godina, reaktivne boje postale su najvažnija vrsta boje za bojenje tekstila od celuloznih vlakana.

No, najistaknutiji problem reaktivnih boja je niska brzina iscrpljivanja i brzina fiksacije. U tradicionalnom procesu bojenja celuloznih vlakana, kako bi se poboljšala apsorpcija boje i brzina fiksacije reaktivnih boja, mora se dodati velika količina anorganske soli (natrijev klorid ili natrijev sulfat). Ovisno o strukturi i boji boje, količina korištene soli općenito je 30 do 150 g/L. Iako je postignut veliki napredak u obradi organskih spojeva u otpadnim vodama tiskarskih i bojadisarskih procesa, dodavanje velike količine anorganskih soli u procesu bojenja ne može se obraditi jednostavnim fizikalnim i biokemijskim metodama.

Istraživanje tehnologije reaktivnih boja i boja bez soli

S ekološkog gledišta, ispuštanje otpadnih voda visoke slanosti iz tiskarskih i bojadizačkih procesa izravno mijenja kvalitetu vode u rijekama i jezerima te uništava ekološki okoliš.
slika
Visoka propusnost soli uzrokovat će zaslanjivanje tla oko rijeka i jezera, smanjujući prinos usjeva. Ukratko, upotreba velike količine anorganskih soli ne može se ni razgraditi ni reciklirati, a istovremeno ima veliki negativan utjecaj na kvalitetu vode i tla. Na temelju toga, ovaj članak pregledava nedavni napredak istraživanja tehnologije bojenja bez soli i sustavno raspravlja o strukturnim promjenama reaktivnih boja s niskim udjelom soli, tehnologiji cijepljenja i tehnologiji umrežavanja.

Reaktivne boje za bojenje bez soli

Izvanredne karakteristike reaktivnih boja su mala molekularna struktura, dobra hidrofilnost i lako ispiranje plutajuće boje nakon fiksiranja. Ovo je važna inovacija u dizajnu molekula bojila. Ali to također uzrokuje nisku stopu iscrpljivanja bojila i stopu fiksiranja, te je potrebno dodati veliku količinu soli tijekom bojenja. To dovodi do gubitka velike količine slanih otpadnih voda i bojila, što povećava troškove pročišćavanja otpadnih voda. Zagađenje okoliša je ozbiljno. Neke tvrtke za bojenje počele su obraćati pozornost na probir i poboljšanje prekursora bojila i reaktivnih skupina te razvijati reaktivne boje za bojenje s niskim udjelom soli. CibacronL koji je lansirala Ciba vrsta je bojila za bojenje s niskim udjelom soli koja koristi različite aktivne skupine za kombiniranje. Karakteristika ove boje je da je količina soli koja se koristi u bojenju 1/4 do 1/2 količine općih reaktivnih boja. Nije osjetljiva na promjene omjera kupke i ima dobru ponovljivost. Ova vrsta bojila se uglavnom boji uranjanjem i može se koristiti zajedno s disperznim bojama za brzo bojenje mješavina poliestera/pamuka u jednoj kupki.

Japanska korporacija Sumitomo predložila je skup metoda bojenja pogodnih za boje serije Sumifux Supra. To se naziva LETfS metoda bojenja. Količina anorganske soli koja se koristi u ovoj metodi iznosi samo 1/2 do 1/3 tradicionalnog postupka, a omjer kupke može doseći 1:10. Također je lansirala niz reaktivnih boja kompatibilnih s ovim postupkom. Ova serija boja su heterobi-reaktivne boje sastavljene od monoklorotriazina i B-etilsulfon sulfata. Količina preostale boje u otpadnim vodama od bojenja ove serije boja iznosi samo 25%-30% sadržaja boje u općim otpadnim vodama od reaktivnog bojenja. Preporučuje se za bojenje Tencel vlakana. Pokazuje izvrsne performanse primjene u smislu brzine fiksiranja, lakog pranja i različitih postojanosti obojenih proizvoda.

Tvrtka DyStar lansirala je boje serije RemazolEF pogodne za bojenje bez soli, aktivna skupina je uglavnom B-hidroksietil sulfon sulfat, te je pokrenula ekološki prihvatljiv proces bojenja bez soli. Količina korištene anorganske soli je 1/3 konvencionalnog procesa. Proces bojenja je skraćen. Osim toga, sustav pokriva širok raspon kromatograma. Različite tri primarne boje mogu se kombinirati za dobivanje svijetlih boja. Tvrtka Clariant (Clariant) lansirala je seriju reaktivnih boja DrimareneHF, uglavnom u 4 varijante: DrimareneBlueHF-RL, 戡ownHF-2RL, NavyHF-G, RedHF-G, koje se koriste za bojenje iscrpljivanjem i kontinuirano bojenje celuloznih vlakana, performanse primjene i dobra postojanost. Brzina fiksacije je prilično visoka, nizak omjer soli i lužine. Neutralna fiksacija, dobra perivost.

Neke novo razvijene reaktivne boje mogu povećati izravnost boja povećanjem volumena molekula boje i smanjenjem količine anorganskih soli. Na primjer, uvođenje urea skupina može povećati izravnost aktivnih skupina i smanjiti količinu anorganskih soli. Poboljšava brzinu fiksacije; postoje i poliazo prekursori boja (kao što su trisazo, tetraazo) za povećanje izravnosti boje i postizanje cilja bojenja bez soli. Visok sterički učinak ometanja nekih boja u strukturi također može značajno promijeniti reaktivnost reaktivnih skupina reaktivnih boja i količinu soli koja se koristi u bojenju. Ovi sterički učinci ometanja općenito su uvođenje alkilnih supstituenata na različitim položajima na matrici boje. Njihove osnovne strukturne značajke znanstvenici su saželi na sljedeći način:

Aktivna skupina jedan SO: CH2CH: oS03Na može biti u meta ili para položaju benzenskog prstena;

R3 može biti u orto, inter ili para položaju benzenskog prstena. Strukturna formula je vinilsulfonske reaktivne boje.

Različiti supstituenti ili različiti položaji supstitucije na bojilima mogu postići istu vrijednost bojenja pod istim uvjetima bojenja, ali su njihove količine soli za bojenje prilično različite.

Izvrsne reaktivne boje s niskim udjelom soli moraju imati sljedeće karakteristike: 1) Količina soli koja se koristi u bojenju je znatno smanjena; 2) Bojenje u kupki s niskim udjelom soli, stabilnost kupke; 3) Dobra perivost. Smanjenje vremena naknadne obrade; 4) Izvrsna ponovljivost. Što se tiče poboljšanja boje, osim gore spomenutog poboljšanja strukture matrice boje i razumne kombinacije aktivnih skupina, neki su ljudi sintetizirali takozvane kationske reaktivne boje, koje se mogu bojati bez dodavanja soli. Npr. kationske reaktivne boje sljedeće strukture:

Iz gornje formule može se vidjeti da je tijelo boje povezano s aktivnom skupinom monokloro-triazina. Piridinska kvaternarna amonijeva skupina također je vezana za s-triazinski prsten. Boja je pozitivno nabijena, a kvaternarna amonijeva skupina je skupina topljiva u vodi. Budući da ne postoji samo odbijanje naboja između molekula boje i vlakna, već i privlačenje pozitivnih i negativnih naboja, boja se lako približava površini vlakna i adsorbira na obojeno vlakno. Prisutnost elektrolita u otopini za bojenje ne samo da neće proizvesti učinak poticanja bojenja, već će i oslabiti privlačnost između boje i vlakna, pa se ova vrsta bojenja može bojati bez dodavanja elektrolita za bojenje bez soli. Proces bojenja sličan je običnim reaktivnim bojama. Za reaktivne boje monokloro-triazinskog tipa, natrijev karbonat se i dalje dodaje kao fiksator. Temperatura fiksiranja je oko 85 ℃. Brzina upijanja boje može doseći 90% do 94%, a brzina fiksiranja je 80% do 90%. Ima dobru postojanost na svjetlost i pranje. Slične kationske reaktivne boje također su izvještene o korištenju monofluoro-s-triazina kao aktivne skupine. Aktivnost monofluoro-s-triazina je veća od aktivnosti monokloro-s-triazina.

Ove se boje mogu bojati i u mješavinama pamuka/akrila, a druga svojstva boja (poput izravnavanja i kompatibilnosti itd.) potrebno je dalje proučavati. No, to pruža novi način bojenja celuloznih vlakana bez soli.