Kisele boje, direktne boje i reaktivne boje su boje rastvorljive u vodi. Proizvodnja u 2001. bila je 30.000 tona, 20.000 tona i 45.000 tona, respektivno. Međutim, dugo vremena, preduzeća za bojenje u mojoj zemlji poklanjaju više pažnje razvoju i istraživanju novih strukturnih boja, dok su istraživanja o naknadnoj obradi boja bila relativno slaba. Uobičajeni standardizacijski reagensi za boje rastvorljive u vodi uključuju natrijum sulfat (natrijum sulfat), dekstrin, derivate škroba, saharozu, ureu, naftalen formaldehid sulfonat, itd. Ovi reagensi za standardizaciju se mešaju sa originalnom bojom u proporciji da bi se dobila potrebna čvrstoća. ali ne mogu zadovoljiti potrebe različitih procesa štampe i bojenja u industriji štampe i bojenja. Iako su gore spomenuti razrjeđivači za boje relativno niske cijene, oni imaju lošu kvašenje i topljivost u vodi, što otežava prilagođavanje potrebama međunarodnog tržišta i mogu se izvoziti samo kao originalne boje. Stoga, u komercijalizaciji boja rastvorljivih u vodi, kvašenje i rastvorljivost boja u vodi su pitanja koja treba hitno rešiti i osloniti se na odgovarajuće aditive.

Tretman vlaženja boje
Uopšteno govoreći, vlaženje je zamjena fluida (trebalo bi biti plin) na površini drugim fluidom. Konkretno, prašak ili granularni interfejs treba da bude interfejs gas/čvrsta materija, a proces vlaženja je kada tečnost (voda) zameni gas na površini čestica. Može se vidjeti da je vlaženje fizički proces između tvari na površini. U naknadnom tretmanu boje, vlaženje često igra važnu ulogu. Općenito, boja se prerađuje u čvrsto stanje, kao što su prah ili granule, koje je potrebno navlažiti tokom upotrebe. Stoga će kvašenje boje direktno utjecati na učinak primjene. Na primjer, tokom procesa rastvaranja, boja se teško navlaži i nepoželjno je da pluta na vodi. Uz kontinuirano poboljšanje zahtjeva za kvalitetom boja danas, učinak vlaženja postao je jedan od indikatora za mjerenje kvaliteta boja. Površinska energija vode je 72,75mN/m na 20℃, koja opada sa porastom temperature, dok je površinska energija čvrstih materija u osnovi nepromenjena, uglavnom ispod 100mN/m. Obično se metali i njihovi oksidi, anorganske soli, itd. lako navlaže. Mokro, što se naziva visoka površinska energija. Površinska energija čvrstih organskih materija i polimera je uporediva sa onom opštih tečnosti, što se naziva niska površinska energija, ali se menja sa veličinom čvrstih čestica i stepenom poroznosti. Što je manja veličina čestica, to je veći stepen poroznog formiranja, a površina Što je energija veća, veličina zavisi od podloge. Stoga veličina čestica boje mora biti mala. Nakon što se boja obradi komercijalnom obradom kao što je soljenje i mljevenje u različitim medijima, veličina čestica boje postaje finija, kristalnost se smanjuje, a kristalna faza se mijenja, što poboljšava površinsku energiju boje i olakšava vlaženje.

Tretman rastvorljivosti kiselih boja
Uz korištenje malog omjera kupke i tehnologije kontinuiranog bojenja, stepen automatizacije u štampi i bojenju je kontinuirano unapređivan. Pojava automatskih punila i pasta, te uvođenje tekućih boja zahtijevaju pripremu visokokoncentriranih i visokostabilnih tekućina za bojenje i tiskarskih pasta. Međutim, rastvorljivost kiselih, reaktivnih i direktnih boja u domaćim bojama je samo oko 100 g/L, posebno za kisele boje. Neke sorte imaju čak samo oko 20g/L. Rastvorljivost boje je povezana s molekularnom strukturom boje. Što je veća molekulska težina i manje grupa sulfonske kiseline, to je niža rastvorljivost; inače, viši. Osim toga, izuzetno je važna komercijalna obrada boja, uključujući metodu kristalizacije boje, stepen mljevenja, veličinu čestica, dodavanje aditiva itd., što će utjecati na topljivost boje. Što je boja lakša za jonizaciju, to je veća njena rastvorljivost u vodi. Međutim, komercijalizacija i standardizacija tradicionalnih boja temelje se na velikoj količini elektrolita, kao što su natrijev sulfat i sol. Velika količina Na+ u vodi smanjuje rastvorljivost boje u vodi. Stoga, da biste poboljšali topljivost boja topljivih u vodi, prvo nemojte dodavati elektrolit komercijalnim bojama.

Aditivi i rastvorljivost
⑴ Jedinjenje alkohola i korastvarač uree
Budući da boje topive u vodi sadrže određeni broj grupa sulfonske kiseline i grupa karboksilne kiseline, čestice boje se lako disociraju u vodenoj otopini i nose određenu količinu negativnog naboja. Kada se doda ko-otapalo koji sadrži grupu koja formira vodikovu vezu, na površini iona boje se formira zaštitni sloj hidratisanih jona, koji pospešuje jonizaciju i otapanje molekula boje radi poboljšanja rastvorljivosti. Polioli kao što su dietilen glikol eter, tiodietanol, polietilen glikol itd. obično se koriste kao pomoćni rastvarači za boje rastvorljive u vodi. Budući da mogu formirati vodikovu vezu s bojom, površina jona boje formira zaštitni sloj hidratiziranih iona, koji sprječava agregaciju i međumolekularnu interakciju molekula boje, te potiče ionizaciju i disocijaciju boje.
⑵Nejonski surfaktant
Dodavanje određenog neionskog surfaktanta boji može oslabiti silu vezivanja između molekula boje i između molekula, ubrzati ionizaciju i učiniti da molekule boje formiraju micele u vodi, koja ima dobru disperzibilnost. Polarne boje formiraju micele. Molekuli koji otapaju formiraju mrežu kompatibilnosti između molekula radi poboljšanja rastvorljivosti, kao što je polioksietilen eter ili ester. Međutim, ako molekuli ko-otapala nedostaje jaka hidrofobna grupa, disperzioni i solubilizacijski efekat na micelu formiranu bojom će biti slab, a rastvorljivost se neće značajno povećati. Stoga pokušajte odabrati rastvarače koji sadrže aromatične prstenove koji mogu formirati hidrofobne veze s bojama. Na primjer, alkilfenol polioksietilen eter, polioksietilen sorbitan ester emulgator, i drugi kao što je polialkilfenilfenol polioksietilen eter.
⑶ lignosulfonat disperzant
disperzant ima veliki uticaj na rastvorljivost boje. Odabir dobrog disperzanta prema strukturi boje uvelike će pomoći da se poboljša topljivost boje. U bojama topivim u vodi, igra određenu ulogu u sprječavanju međusobne adsorpcije (van der Waalsova sila) i agregacije među molekulima boje. Lignosulfonat je najefikasniji disperzant, a o tome postoje istraživanja u Kini.
Molekularna struktura disperznih boja ne sadrži jake hidrofilne grupe, već samo slabo polarne grupe, tako da ima samo slabu hidrofilnost, a stvarna rastvorljivost je vrlo mala. Većina disperznih boja može se otopiti samo u vodi na 25 ℃. 1～10mg/L.
Rastvorljivost disperznih boja je povezana sa sljedećim faktorima:
Molecular Structure
“Rastvorljivost disperznih boja u vodi raste kako se hidrofobni dio molekule boje smanjuje, a hidrofilni dio (kvalitet i količina polarnih grupa) povećava. To znači da će rastvorljivost boja sa relativno malom relativnom molekulskom masom i slabijim polarnim grupama kao što su -OH i -NH2 biti veća. Boje sa većom relativnom molekulskom masom i manje slabo polarnih grupa imaju relativno nisku rastvorljivost. Na primjer, Disperse Red (I), njegov M=321, rastvorljivost je manja od 0,1 mg/L na 25℃, a rastvorljivost je 1,2mg/L na 80℃. Disperzna crvena (II), M=352, rastvorljivost na 25℃ je 7,1mg/L, a rastvorljivost na 80℃ je 240mg/L.
Disperzant
U praškastim disperznim bojama sadržaj čistih boja je uglavnom 40% do 60%, a ostalo su disperzanti, sredstva za zaštitu od prašine, zaštitna sredstva, natrijum sulfat itd. Među njima je veći udio disperzanta.
Disperzant (sredstvo za difuziju) može prevući fina kristalna zrna boje u hidrofilne koloidne čestice i stabilno ih dispergovati u vodi. Nakon prekoračenja kritične koncentracije micela, također će se formirati micele koje će smanjiti dio sitnih kristalnih zrnaca boje. Otopljen u micelama, javlja se takozvani fenomen "solubilizacije", čime se povećava rastvorljivost boje. Štaviše, što je bolji kvalitet disperzanta i veća koncentracija, to je veći efekat solubilizacije i solubilizacije.
Treba napomenuti da je efekat solubilizacije disperzanta na disperzne boje različite strukture različit, a razlika je vrlo velika; efekat solubilizacije disperzanta na disperzne boje opada sa povećanjem temperature vode, što je potpuno isto kao i efekat temperature vode na disperzne boje. Efekat rastvorljivosti je suprotan.
Nakon što hidrofobne kristalne čestice disperzne boje i disperzanta formiraju hidrofilne koloidne čestice, njegova disperzijska stabilnost će se značajno poboljšati. Štaviše, ove koloidne čestice boje igraju ulogu "opskrbe" bojama tokom procesa bojenja. Budući da nakon što vlakno apsorbira molekule boje u otopljenom stanju, boja "pohranjena" u koloidnim česticama bit će oslobođena na vrijeme kako bi se održala ravnoteža rastvaranja boje.
Stanje disperzne boje u disperziji
1-disperzantna molekula
2-Dye kristalit (solubilizacija)
3-disperzantna micela
Jedna molekula 4-boje (otopljena)
5-Dye zrno
6-disperzantna lipofilna baza
7-disperzantna hidrofilna baza
8-natrijum jon (Na+)
9-agregati kristalita boje
Međutim, ako je “kohezija” između boje i disperzanta prevelika, “ponuda” jedne molekule boje će zaostajati ili će se pojaviti fenomen “ponuda premašuje potražnju”. Stoga će direktno smanjiti stopu bojenja i uravnotežiti postotak bojenja, što će rezultirati sporim bojenjem i svijetlom bojom.
Može se vidjeti da pri odabiru i korištenju disperzanata treba uzeti u obzir ne samo disperzijsku stabilnost boje, već i utjecaj na boju boje.
(3) Temperatura rastvora za bojenje
Rastvorljivost disperznih boja u vodi raste s porastom temperature vode. Na primjer, rastvorljivost disperzne žute u vodi na 80°C je 18 puta veća na 25°C. Rastvorljivost Disperse Red u vodi na 80°C je 33 puta veća od 25°C. Rastvorljivost Disperse Blue u vodi na 80°C je 37 puta veća od one na 25°C. Ako temperatura vode pređe 100°C, rastvorljivost disperznih boja će se još više povećati.
Evo posebnog podsjetnika: ovo svojstvo rastvaranja disperznih boja donijet će skrivene opasnosti u praktične primjene. Na primjer, kada se tekućina za bojenje neravnomjerno zagrijava, tekućina boje s visokom temperaturom teče do mjesta gdje je temperatura niska. Kako se temperatura vode smanjuje, tekućina boje postaje prezasićena, a otopljena boja će se taložiti, uzrokujući rast kristalnih zrnaca boje i smanjenje rastvorljivosti. , što rezultira smanjenim unosom boje.
(četiri) kristalna forma boje
Neke disperzne boje imaju fenomen "izomorfizma". Odnosno, ista disperzna boja, zbog različite tehnologije disperzije u procesu proizvodnje, formiraće nekoliko kristalnih oblika, kao što su iglice, šipke, ljuspice, granule i blokovi. U procesu nanošenja, posebno kod bojenja na 130°C, nestabilniji kristalni oblik će se promijeniti u stabilniji kristalni oblik.
Vrijedi napomenuti da stabilniji kristalni oblik ima veću rastvorljivost, a manje stabilan kristalni oblik ima relativno manju rastvorljivost. Ovo će direktno uticati na stopu upijanja boje i procenat upijanja boje.
(5) Veličina čestica
Generalno, boje sa malim česticama imaju visoku rastvorljivost i dobru disperzionu stabilnost. Boje sa velikim česticama imaju manju rastvorljivost i relativno slabu disperzionu stabilnost.
Trenutno je veličina čestica domaćih disperznih boja općenito 0,5～2,0 μm (Napomena: veličina čestica kod bojenja uronjavanjem zahtijeva 0,5～1,0 μm).