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

Ali najistaknutiji problem reaktivnih boja je niska stopa iscrpljivanja i stopa fiksacije. U tradicionalnom procesu bojenja celuloznih vlakana, kako bi se poboljšala apsorpcija boje i stopa fiksacije reaktivnih boja, mora se dodati velika količina neorganske soli (natrijum hlorid ili natrijum sulfat). Ovisno o strukturi i boji boje, količina korištene soli obično je 30 do 150 g/L. Iako je postignut veliki napredak u tretmanu organskih spojeva u otpadnim vodama štampanja i bojenja, dodavanje velike količine neorganskih soli u procesu bojenja ne može se tretirati jednostavnim fizičkim i biohemijskim metodama.

Istraživanje tehnologije reaktivnih boja i boja bez soli

Sa ekološke perspektive, ispuštanje otpadnih voda visokog saliniteta iz procesa štampanja i bojenja direktno mijenja kvalitet vode u rijekama i jezerima i uništava ekološku sredinu.
slika
Visoka propusnost soli uzrokovat će salinizaciju tla oko rijeka i jezera, smanjujući prinos usjeva. Ukratko, upotreba velike količine neorganskih soli ne može se ni razgraditi ni reciklirati, a istovremeno ima veliki negativan utjecaj na kvalitet vode i tla. Na osnovu toga, ovaj članak daje pregled nedavnog napretka istraživanja tehnologije bojenja bez soli i sistematski razmatra strukturne promjene reaktivnih boja s niskim udjelom soli, tehnologiju kalemljenja i tehnologiju 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 boja. Ali to također uzrokuje nisku stopu iscrpljivanja boje i stopu fiksiranja, te je potrebno dodati veliku količinu soli tokom bojenja. To dovodi do gubitka velike količine slanih otpadnih voda i boja, što povećava troškove prečišćavanja otpadnih voda. Zagađenje okoliša je ozbiljno. Neke kompanije za bojenje počele su obraćati pažnju na probir i poboljšanje prekursora boja i reaktivnih grupa, te razvijati reaktivne boje za bojenje s niskim udjelom soli. CibacronL, koji je lansirala Ciba, je vrsta boja za bojenje s niskim udjelom soli koje koriste različite aktivne grupe za kombinovanje. 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 kupanja i ima dobru ponovljivost. Ova vrsta boja se uglavnom boji uranjanjem i može se koristiti zajedno s disperznim bojama za brzo bojenje mješavina poliestera/pamuka u jednom kupatilu.

Japanska korporacija Sumitomo predložila je set metoda bojenja pogodnih za boje serije Sumifux Supra. To se naziva LETfS metoda bojenja. Količina neorganske soli koja se koristi u ovoj metodi je samo 1/2 do 1/3 količine u tradicionalnom procesu, a omjer kupke može doseći 1:10. Također je lansirala seriju reaktivnih boja kompatibilnih s ovim procesom. 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 je samo 25%-30% sadržaja boje u općim otpadnim vodama od reaktivnog bojenja. Preporučuje se za bojenje Tencel vlakana. Pokazuje odlične performanse primjene u smislu brzine fiksacije, lakog pranja i različitih postojanosti obojenih proizvoda.

Kompanija DyStar lansirala je RemazolEF seriju boja pogodnih za bojenje bez soli, aktivna grupa je uglavnom B-hidroksietil sulfon sulfat, i lansirala ekološki prihvatljiv proces bojenja bez soli. Količina korištene neorganske soli je 1/3 konvencionalnog procesa. Proces bojenja je skraćen. Osim toga, sistem pokriva širok raspon hromatograma. Različite tri primarne boje mogu se kombinovati za dobijanje svijetlih boja. Kompanija Clariant (Clariant) lansirala je DrimareneHF seriju reaktivnih boja, 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. Stopa fiksacije je prilično visoka, nizak omjer soli i tekočine. Neutralna fiksacija, dobra perivost.

Neke novo razvijene reaktivne boje mogu povećati direktnost boja povećanjem volumena molekula boje i smanjenjem količine neorganskih soli. Na primjer, uvođenje urea grupa može povećati direktnost aktivnih grupa i smanjiti količinu neorganskih soli. Poboljšava brzinu fiksacije; postoje i poliazo prekursori boja (kao što su trisazo, tetraazo) za povećanje direktnosti boje i postizanje cilja bojenja bez soli. Visok sterički efekat ometanja nekih boja u strukturi također može značajno promijeniti reaktivnost reaktivnih grupa reaktivnih boja i količinu soli koja se koristi u bojenju. Ovi sterički efekti ometanja su uglavnom uvođenje alkil supstituenata na različitim pozicijama na matrici boje. Njihove osnovne strukturne karakteristike naučnici su saželi na sljedeći način:

Aktivna grupa 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 vinil sulfonske reaktivne boje.

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

Odlične reaktivne boje sa niskim sadržajem soli moraju imati sljedeće karakteristike: 1) Količina soli koja se koristi pri bojenju je znatno smanjena; 2) Bojenje u kupki za bojenje sa niskim odnosom soli, stabilnost kupke za bojenje; 3) Dobra perivost. Smanjenje vremena naknadne obrade; 4) Odlična ponovljivost. Što se tiče poboljšanja boje, pored gore navedenog poboljšanja strukture matrice boje i razumne kombinacije aktivnih grupa, neki ljudi su sintetizirali takozvane kationske reaktivne boje, koje se mogu bojiti bez dodavanja soli. Npr. Kationske reaktivne boje sljedeće strukture:

Iz gornje formule se vidi da je tijelo boje povezano s aktivnom grupom monokloro-triazina. Piridin kvaternarna amonijeva grupa je također vezana za s-triazinski prsten. Boja je pozitivno nabijena, a kvaternarna amonijeva grupa je grupa rastvorljiva u vodi. Budući da ne samo da ne postoji 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. Prisustvo elektrolita u rastvoru za bojenje ne samo da neće proizvesti efekat podsticanja boje, već će i oslabiti privlačnost između boje i vlakna, tako da se ova vrsta bojenja može bojeti bez dodavanja elektrolita za bojenje bez soli. Proces bojenja je sličan običnim reaktivnim bojama. Za reaktivne monokloro-triazinske boje, natrijum karbonat se i dalje dodaje kao fiksator. Temperatura fiksiranja je oko 85℃. Brzina apsorpcije boje može doseći 90% do 94%, a brzina fiksacije je 80% do 90%. Ima dobru postojanost na svjetlost i pranje. Slične kationske reaktivne boje su također prijavljene korištenjem monofluoro-s-triazina kao aktivne grupe. Aktivnost monofluoro-s-triazina je veća od aktivnosti monohloro-s-triazina.

Ove boje se također mogu bojati u mješavinama pamuka i akrila, a druga svojstva boja (kao što su izravnavanje i kompatibilnost itd.) potrebno je dalje proučavati. Ali to pruža novi način za bojenje celuloznih vlakana bez soli.