Reaktivne boje imaju vrlo dobru topljivost u vodi. Reaktivne boje se uglavnom oslanjaju na sulfonsku kiselinsku skupinu na molekuli boje za otapanje u vodi. Za mezotemperaturne reaktivne boje koje sadrže vinilsulfonske skupine, uz sulfonsku kiselinsku skupinu, β-etilsulfonil sulfat je također vrlo dobra topljiva skupina.

U vodenoj otopini, natrijevi ioni na sulfonskoj kiselinskoj skupini i β-etilsulfon sulfatnoj skupini podliježu hidratacijskoj reakciji pri čemu boja tvori anion i otapa se u vodi. Bojenje reaktivne boje ovisi o anionu boje koja se nanosi na vlakno.

Topljivost reaktivnih bojila je veća od 100 g/L, većina bojila ima topljivost od 200-400 g/L, a neka bojila mogu doseći i 450 g/L. Međutim, tijekom procesa bojenja, topljivost bojila će se smanjiti iz različitih razloga (ili čak postati potpuno netopljiva). Kada se topljivost bojila smanji, dio bojila će se promijeniti iz jednog slobodnog aniona u čestice, zbog velikog odbijanja naboja između čestica. Smanjenjem, čestice i čestice će se međusobno privlačiti i stvarati aglomeraciju. Ova vrsta aglomeracije prvo skuplja čestice bojila u aglomerate, zatim se pretvara u aglomerate, i konačno se pretvara u flokule. Iako su flokule vrsta labavog sklopa, zbog svog okolnog električnog dvostrukog sloja koji tvore pozitivni i negativni naboji općenito se teško razgrađuje silom smicanja kada tekućina za bojenje cirkulira, a flokule se lako talože na tkanini, što rezultira površinskim bojenjem ili mrljama.

Nakon što se boja tako aglomerira, postojanost boje će se značajno smanjiti, a istovremeno će uzrokovati različite stupnjeve mrlja, fleka i fleka. Kod nekih boja, flokulacija će dodatno ubrzati sastavljanje pod silom smicanja otopine boje, uzrokujući dehidraciju i isoljavanje. Nakon isoljavanja, obojena boja će postati izuzetno svijetla ili čak neće biti obojena, čak i ako je obojena, bit će ozbiljne mrlje i fleke u boji.

Uzroci agregacije boje

Glavni razlog je elektrolit. U procesu bojenja, glavni elektrolit je akcelerator boje (natrijeva sol i sol). Akcelerator boje sadrži natrijeve ione, a ekvivalent natrijevih iona u molekuli boje je znatno niži od ekvivalenta akceleratora boje. Ekvivalentni broj natrijevih iona, normalna koncentracija akceleratora boje u normalnom procesu bojenja neće imati veliki utjecaj na topljivost boje u kupki boje.

Međutim, kada se količina akceleratora boje poveća, koncentracija natrijevih iona u otopini se sukladno tome povećava. Višak natrijevih iona inhibirat će ionizaciju natrijevih iona na otapalnoj skupini molekule boje, čime se smanjuje topljivost boje. Nakon više od 200 g/L, većina bojila imat će različite stupnjeve agregacije. Kada koncentracija akceleratora boje prijeđe 250 g/L, stupanj agregacije će se pojačati, prvo stvarajući aglomerate, a zatim u otopini boje. Aglomerati i flokule se brzo stvaraju, a neke boje s niskom topljivošću djelomično se isoljuju ili čak dehidriraju. Boje s različitim molekularnim strukturama imaju različita svojstva otpornosti na aglomeraciju i isoljavanje. Što je niža topljivost, to su antiaglomeracijska i tolerantna svojstva na sol lošija. To su analitičke performanse lošije.

Topljivost boje uglavnom je određena brojem sulfonskih kiselinskih skupina u molekuli boje i brojem β-etilsulfon sulfata. Istovremeno, što je veća hidrofilnost molekule boje, to je veća topljivost, a niža hidrofilnost. Što je niža topljivost. (Na primjer, boje azo strukture su hidrofilnije od boja heterocikličke strukture.) Osim toga, što je veća molekularna struktura boje, to je niža topljivost, a što je manja molekularna struktura, to je veća topljivost.

Topljivost reaktivnih boja
Može se grubo podijeliti u četiri kategorije:

Klasa A, boje koje sadrže dietilsulfon sulfat (tj. vinil sulfon) i tri reaktivne skupine (monokloros-triazin + divinil sulfon) imaju najveću topljivost, kao što su Yuan Qing B, Navy GG, Navy RGB, Golden: RNL. I sve reaktivne crne boje napravljene miješanjem Yuanqing B, boja s tri reaktivne skupine kao što su ED tip, Ciba tip itd. Topljivost ovih boja je uglavnom oko 400 g/L.

Klasa B, boje koje sadrže heterobireaktivne skupine (monokloros-triazin + vinilsulfon), kao što su žuta 3RS, crvena 3BS, crvena 6B, crvena GWF, RR tri primarne boje, RGB tri primarne boje itd. Njihova topljivost temelji se na 200～300 grama. Topljivost meta-estera je veća od topljivosti para-estera.

Tip C: Tamnoplava koja je ujedno i heterobireaktivna skupina: BF, tamnoplava 3GF, tamnoplava 2GFN, crvena RBN, crvena F2B itd., zbog manjeg broja sulfonskih kiselinskih skupina ili veće molekularne težine, njezina topljivost je također niska, samo 100-200 g/L. Klasa D: Boje s monovinilsulfonskom skupinom i heterocikličkom strukturom, s najnižom topljivošću, kao što su Briljantno plava KN-R, Tirkizno plava G, Svijetlo žuta 4GL, Ljubičasta 5R, Plava BRF, Briljantno narančasta F2R, Briljantno crvena F2G itd. Topljivost ove vrste boje je samo oko 100 g/L. Ova vrsta boje posebno je osjetljiva na elektrolite. Nakon što se ova vrsta boje aglomerira, ne mora ni prolaziti kroz proces flokulacije, već se izravno isoljava.

U normalnom procesu bojenja, maksimalna količina akceleratora boje je 80 g/L. Samo tamne boje zahtijevaju tako visoku koncentraciju akceleratora boje. Kada je koncentracija boje u kupki za bojenje manja od 10 g/L, većina reaktivnih boja i dalje ima dobru topljivost pri toj koncentraciji i neće se agregirati. Ali problem leži u kadi. Prema normalnom procesu bojenja, prvo se dodaje boja, a nakon što se boja potpuno razrijedi u kupki za bojenje do jednoličnosti, dodaje se akcelerator boje. Akcelerator boje u osnovi dovršava proces otapanja u kadi.

Djelujte prema sljedećem postupku

Pretpostavka: koncentracija bojenja je 5%, omjer tekućine je 1:10, težina tkanine je 350 kg (dvostruki protok tekućine), razina vode je 3,5 t, natrijev sulfat je 60 g/litri, ukupna količina natrijevog sulfata je 200 kg (50 kg/pakiranje ukupno 4 pakiranja)) (Kapacitet spremnika materijala je općenito oko 450 litara). U procesu otapanja natrijevog sulfata često se koristi refluksna tekućina iz posude za bojenje. Refluksna tekućina sadrži prethodno dodanu boju. Općenito, 300 l refluksne tekućine prvo se stavi u posudu za materijal, a zatim se uliju dva pakiranja natrijevog sulfata (100 kg).

Problem je ovdje što će se većina bojila aglomerirati u različitim stupnjevima pri ovoj koncentraciji natrijevog sulfata. Među njima, tip C će imati ozbiljnu aglomeraciju, a bojilo D neće samo aglomerirati, već će se čak i isoliti. Iako će opći operater slijediti postupak polakog nadopunjavanja otopine natrijevog sulfata iz posude za materijal u posudu za bojilo putem glavne cirkulacijske pumpe. Ali bojilo u 300 litara otopine natrijevog sulfata formiralo je flokule i čak se isolilo.

Kada se sva otopina iz posude za materijal napuni u posudu za bojenje, jako je vidljivo da se na stijenkama i dnu posude nalazi sloj masnih čestica boje. Ako se te čestice boje sastružu i stave u čistu vodu, općenito ih je teško ponovno otopiti. Zapravo, 300 litara otopine koja ulazi u posudu za bojenje je ovako raspoređeno.

Imajte na umu da postoje i dva pakiranja Yuanming praha koja će se također otopiti i ponovno napuniti u posudu za bojanje na ovaj način. Nakon što se to dogodi, neizbježno će se pojaviti mrlje, mrlje i mrlje, a postojanost boje ozbiljno će se smanjiti zbog površinskog bojanja, čak i ako nema očite flokulacije ili isoljavanja. Za klasu A i klasu B s većom topljivošću, također će doći do agregacije boje. Iako ove boje još nisu stvorile flokulacije, barem dio boja je već formirao aglomerate.

Ovi agregati teško prodiru u vlakno. Budući da amorfno područje pamučnih vlakana omogućuje prodiranje i difuziju samo monoionskih boja, nijedan agregat ne može ući u amorfnu zonu vlakna. Mogu se adsorbirati samo na površinu vlakna. Postojanost boje također će se značajno smanjiti, a u težim slučajevima će se pojaviti i mrlje od boje i fleke.

Stupanj otopine reaktivnih boja povezan je s alkalnim sredstvima

Kada se doda alkalno sredstvo, β-etilsulfon sulfat reaktivne boje podvrgnut će se reakciji eliminacije kako bi se formirao njegov pravi vinil sulfon, koji je vrlo topljiv u genima. Budući da reakcija eliminacije zahtijeva vrlo malo alkalnih sredstava (često samo manje od 1/10 procesne doze), što se doda veća doza alkalije, to će više bojila eliminirati reakciju. Nakon što dođe do reakcije eliminacije, topljivost boje također će se smanjiti.

Isti alkalni agens je ujedno i jak elektrolit i sadrži natrijeve ione. Stoga će prekomjerna koncentracija alkalnog agensa uzrokovati aglomeraciju ili čak i isoljavanje boje koja je stvorila vinil sulfon. Isti problem se javlja i u spremniku materijala. Kada se alkalni agens otopi (uzmimo sodu sode kao primjer), ako se koristi otopina refluksa. U ovom trenutku, tekućina za refluks već sadrži sredstvo za ubrzavanje bojenja i boju u normalnoj koncentraciji procesa. Iako je dio boje možda iscrpljen vlaknima, najmanje više od 40% preostale boje nalazi se u otopini za bojenje. Pretpostavimo da se tijekom rada ulije pakiranje sode sode, a koncentracija sode sode u spremniku prelazi 80 g/L. Čak i ako je akcelerator boje u tekućini za refluks 80 g/L u ovom trenutku, boja u spremniku će se također kondenzirati. C i D boje mogu se čak i isoljiti, posebno za D boje, čak i ako koncentracija sode sode padne na 20 g/l, doći će do lokalnog isoljavanja. Među njima su najosjetljivije Brilliant Blue KN.R, Turquoise Blue G i Supervisor BRF.

Aglomeracija boje ili čak i isoljavanje ne znači da je boja potpuno hidrolizirana. Ako je aglomeracija ili isoljavanje uzrokovano akceleratorom boje, boja se i dalje može bojati sve dok se može ponovno otopiti. Ali da bi se ponovno otopila, potrebno je dodati dovoljnu količinu pomoćnog sredstva za boju (kao što je urea 20 g/l ili više), a temperatura se treba povisiti na 90°C ili više uz dovoljno miješanja. Očito je da je to vrlo teško u stvarnom procesu.
Kako bi se spriječilo aglomeriranje ili isoljavanje bojila u kadi, pri izradi dubokih i koncentriranih boja za C i D bojila s niskom topljivošću, kao i za A i B bojila, mora se koristiti postupak transfernog bojenja.

Rad i analiza procesa

1. U posudu za bojenje vratite akcelerator boje i zagrijte ga u posudi da se otopi (60～80℃). Budući da u slatkoj vodi nema boje, akcelerator boje nema afinitet za tkaninu. Otopljeni akcelerator boje može se što brže napuniti u posudu za bojenje.

2. Nakon što otopina soli cirkulira 5 minuta, akcelerator boje je u osnovi potpuno ujednačen, a zatim se dodaje prethodno otopljena otopina boje. Otopinu boje treba razrijediti otopinom refluksa, jer je koncentracija akceleratora boje u otopini refluksa samo 80 grama/L, boja se neće aglomerirati. Istovremeno, budući da na boju neće utjecati akcelerator boje (relativno niske koncentracije), pojavit će se problem bojenja. U ovom trenutku, otopinu boje nije potrebno kontrolirati vremenom punjenja posude za bojenje, a obično je to gotovo za 10-15 minuta.

3. Alkalna sredstva treba što više hidratizirati, posebno za C i D bojila. Budući da je ova vrsta bojila vrlo osjetljiva na alkalna sredstva u prisutnosti sredstava za poticanje bojenja, topljivost alkalnih sredstava je relativno visoka (topljivost sode na 60°C je 450 g/L). Čista voda potrebna za otapanje alkalnog sredstva ne mora biti prevelika, ali brzina dodavanja lužnate otopine mora biti u skladu sa zahtjevima procesa i općenito je bolje dodavati je postupno.

4. Za divinil sulfonske boje u kategoriji A, brzina reakcije je relativno visoka jer su posebno osjetljive na alkalna sredstva na 60°C. Kako biste spriječili trenutno fiksiranje boje i neujednačenu boju, možete prethodno dodati 1/4 alkalnog sredstva na niskoj temperaturi.

U procesu transfernog bojenja, samo alkalno sredstvo treba kontrolirati brzinu dodavanja boje. Proces transfernog bojenja nije primjenjiv samo na metodu zagrijavanja, već i na metodu konstantne temperature. Metoda konstantne temperature može povećati topljivost boje i ubrzati difuziju i prodiranje boje. Brzina bubrenja amorfnog područja vlakana na 60°C je otprilike dvostruko veća nego na 30°C. Stoga je proces konstantne temperature prikladniji za sir i prtljažnik. Osnovne grede uključuju metode bojenja s niskim omjerom tekućine, kao što je jig bojenje, koje zahtijevaju visoku penetraciju i difuziju ili relativno visoku koncentraciju boje.

Imajte na umu da je natrijev sulfat koji je trenutno dostupan na tržištu ponekad relativno lužan, a njegova pH vrijednost može doseći 9-10. To je vrlo opasno. Ako usporedite čisti natrijev sulfat s čistom soli, sol ima veći učinak na agregaciju boje od natrijevog sulfata. To je zato što je ekvivalent natrijevih iona u kuhinjskoj soli veći od onog u natrijevom sulfatu pri istoj težini.

Agregacija bojila uvelike je povezana s kvalitetom vode. Općenito, kalcijevi i magnezijevi ioni ispod 150 ppm neće imati veliki utjecaj na agregaciju bojila. Međutim, ioni teških metala u vodi, poput željeznih iona i aluminijevih iona, uključujući neke alge, ubrzat će agregaciju bojila. Na primjer, ako koncentracija željeznih iona u vodi prelazi 20 ppm, antikohezijska sposobnost bojila može se značajno smanjiti, a utjecaj algi je ozbiljniji.

Uz dodatak testa otpornosti na aglomeraciju i isoljavanje boje:

Određivanje 1: Odvažite 0,5 g bojila, 25 g natrijevog sulfata ili soli i otopite u 100 ml pročišćene vode na 25 °C oko 5 minuta. Pomoću cjevčice za kapanje usisajte otopinu i kontinuirano kapajte 2 kapi na isto mjesto na filter papiru.

Određivanje 2: Odvažite 0,5 g bojila, 8 g natrijevog sulfata ili soli i 8 g sode te otopite u 100 ml pročišćene vode na oko 25 °C tijekom oko 5 minuta. Kapaljkom kontinuirano usisavajte otopinu na filter papiru. 2 kapi.

Gornja metoda može se koristiti za jednostavnu procjenu sposobnosti boje protiv aglomeracije i isoljavanja, te u osnovi može procijeniti koji postupak bojenja treba koristiti.