Reaktivne boje imaju vrlo dobru rastvorljivost u vodi. Reaktivne boje se uglavnom oslanjaju na sulfonsku kiselinsku grupu na molekulu boje da bi se rastvorile u vodi. Za reaktivne boje mezotemperaturnog tipa koje sadrže vinilsulfonske grupe, pored sulfonske kiselinske grupe, β-etilsulfonil sulfat je također vrlo dobra grupa za rastvorljivost.

U vodenom rastvoru, natrijumovi ioni na sulfonskoj kiselinskoj grupi i β-etilsulfon sulfatnoj grupi podležu reakciji hidratacije, što dovodi do formiranja aniona boje koji se rastvara u vodi. Bojenje reaktivne boje zavisi od aniona boje koja se nanosi na vlakno.

Topljivost reaktivnih boja je veća od 100 g/L, većina boja ima topljivost od 200-400 g/L, a neke boje mogu dostići i 450 g/L. Međutim, tokom procesa bojenja, topljivost boje će se smanjiti iz različitih razloga (ili čak postati potpuno netopljiva). Kada se topljivost boje smanji, dio boje će se promijeniti iz jednog slobodnog aniona u čestice, zbog velikog odbijanja naboja između čestica. Smanjenjem topljivosti, čestice i čestice će se međusobno privlačiti, stvarajući aglomeraciju. Ova vrsta aglomeracije prvo skuplja čestice boje u aglomerate, zatim se pretvara u aglomerate, i na kraju se pretvara u flokule. Iako su flokule vrsta labavog sklopa, zbog svog okolnog električnog dvostrukog sloja formiranog pozitivnim i negativnim nabojima, 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 jednom aglomerira, postojanost boje će se značajno smanjiti, a istovremeno će uzrokovati različite stepene mrlja, fleka i fleka. Kod nekih boja, flokulacija će dodatno ubrzati sastavljanje pod silom smicanja rastvora boje, uzrokujući dehidraciju i isoljavanje. Nakon isoljavanja, obojena boja će postati izuzetno svijetla ili čak neće biti obojena, čak i ako je obojena, to će biti ozbiljne mrlje i fleke u boji.

Uzroci agregacije boje

Glavni razlog je elektrolit. U procesu bojenja, glavni elektrolit je akcelerant boje (natrijumova so i so). Akcelerant boje sadrži natrijumove ione, a ekvivalent natrijumovih iona u molekulu boje je mnogo niži od ekvivalenta akceleratora boje. Ekvivalentni broj natrijumovih iona, normalna koncentracija akceleratora boje u normalnom procesu bojenja, neće imati veliki uticaj na rastvorljivost boje u kupki za bojenje.

Međutim, kada se količina akceleratora boje poveća, koncentracija natrijumovih iona u rastvoru se shodno tome povećava. Višak natrijumovih iona će inhibirati jonizaciju natrijumovih iona na rastvarajućoj grupi molekula boje, čime se smanjuje rastvorljivost boje. Nakon više od 200 g/L, većina boja će imati različite stepene agregacije. Kada koncentracija akceleratora boje pređe 250 g/L, stepen agregacije će se intenzivirati, prvo formirajući aglomerate, a zatim u rastvoru boje. Aglomerati i flokule se brzo formiraju, a neke boje sa niskom rastvorljivošću se djelimično isoljuju ili čak dehidriraju. Boje sa različitim molekularnim strukturama imaju različita svojstva otpornosti na aglomeraciju i isoljavanje. Što je niža rastvorljivost, to su antiaglomeracijska i tolerantna svojstva na sol lošija. To su analitičke performanse lošije.

Topljivost boje uglavnom je određena brojem sulfonskih kiselinskih grupa u molekulu boje i brojem β-etilsulfon sulfata. Istovremeno, što je veća hidrofilnost molekula boje, to je veća topljivost, a niža hidrofilnost. To je niža topljivost. (Na primjer, boje azo strukture su hidrofilnije od boja heterociklične strukture.) Osim toga, što je veća molekularna struktura boje, to je niža topljivost, a što je manja molekularna struktura, to je veća topljivost.

Rastvorljivost reaktivnih boja
Može se grubo podijeliti u četiri kategorije:

Klasa A, boje koje sadrže dietilsulfon sulfat (tj. vinil sulfon) i tri reaktivne grupe (monoklorotriazin + divinil sulfon) imaju najveću rastvorljivost, 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 grupe kao što su ED tip, Ciba s tip itd. Rastvorljivost ovih boja je uglavnom oko 400 g/L.

Klasa B, boje koje sadrže heterobireaktivne grupe (monohloros-triazin + vinilsulfon), kao što su žuta 3RS, crvena 3BS, crvena 6B, crvena GWF, RR tri primarne boje, RGB tri primarne boje itd. Njihova rastvorljivost se zasniva na 200～300 grama. Rastvorljivost meta-estera je veća od rastvorljivosti para-estera.

Tip C: Tamnoplava koja je ujedno i heterobireaktivna grupa: BF, Tamnoplava 3GF, Tamnoplava 2GFN, Crvena RBN, Crvena F2B, itd., zbog manjeg broja sulfonskih kiselinskih grupa ili veće molekularne težine, njena rastvorljivost je također niska, samo 100-200 g/L. Klasa D: Boje sa monovinilsulfonskom grupom i heterocikličnom strukturom, sa najnižom rastvorljivošću, kao što su Briljantno plava KN-R, Tirkizno plava G, Jarko žuta 4GL, Ljubičasta 5R, Plava BRF, Briljantno narandžasta F2R, Briljantno crvena F2G, itd. Rastvorljivost ove vrste boje je samo oko 100 g/L. Ova vrsta boje je posebno osjetljiva na elektrolite. Nakon što se ova vrsta boje aglomerira, ne mora ni prolaziti kroz proces flokulacije, direktnog isoljavanja.

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 kadi za bojenje manja od 10 g/L, većina reaktivnih boja i dalje ima dobru topljivost pri ovoj 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 kadi za bojenje do ujednačenosti, dodaje se akcelerator boje. Akcelerator boje u osnovi dovršava proces rastvaranja u kadi.

Djelujte prema sljedećem postupku

Pretpostavka: koncentracija bojenja je 5%, omjer tekućine je 1:10, težina tkanine je 350 kg (protok tekućine u dvostrukoj cijevi), nivo vode je 3,5 tona, natrijev sulfat je 60 g/litru, ukupna količina natrijev sulfata je 200 kg (50 kg/paket ukupno 4 pakovanja)) (Kapacitet spremnika za materijal je uglavnom oko 450 litara). U procesu otapanja natrijev sulfata često se koristi refluksna tekućina iz kade za bojenje. Refluksna tekućina sadrži prethodno dodanu boju. Generalno, 300 litara refluksne tekućine se prvo stavi u kadu za materijal, a zatim se sipaju dva pakovanja natrijev sulfata (100 kg).

Problem je ovdje što će se većina boja aglomerirati u različitom stepenu pri ovoj koncentraciji natrijum sulfata. Među njima, tip C će imati ozbiljnu aglomeraciju, a boja D neće samo aglomerirati, već će se čak i isoliti. Iako će opći operater slijediti postupak polakog dopunjavanja otopine natrijum sulfata iz posude za materijal u posudu za boju kroz glavnu cirkulacionu pumpu. Ali boja u 300 litara otopine natrijum sulfata je formirala flokule i čak se isolila.

Kada se sav rastvor iz posude za bojenje napuni u posudu za bojenje, jako je vidljivo da se na zidovima i dnu posude nalazi sloj masnih čestica boje. Ako se ove čestice boje sastružu i stave u čistu vodu, obično ih je teško ponovo rastvoriti. U stvari, 300 litara rastvora koji ulaze u posudu za bojenje je ovako raspoređeno.

Imajte na umu da postoje i dva pakovanja Yuanming praha koja će se također rastvoriti i ponovo napuniti u posudu za bojenje na ovaj način. Nakon što se to dogodi, neizbježno će se pojaviti mrlje, mrlje i mrlje, a postojanost boje će se ozbiljno smanjiti zbog površinskog bojenja, čak i ako nema očigledne flokulacije ili isoljavanja. Kod klase A i klase B sa većom rastvorljivošću, doći će i do agregacije boje. Iako ove boje još nisu formirale flokulacije, barem dio boja je već formirao aglomerate.

Ovi agregati teško prodiru u vlakno. Budući da amorfna površina pamučnih vlakana omogućava prodiranje i difuziju samo monoionskih boja, nijedan agregat ne može ući u amorfnu zonu vlakna. Mogu se adsorbovati samo na površini vlakna. Postojanost boje će također biti značajno smanjena, a u težim slučajevima će se pojaviti i mrlje od boje i fleke.

Stepen rastvorljivosti reaktivnih boja povezan je s alkalnim sredstvima.

Kada se doda alkalno sredstvo, β-etilsulfon sulfat reaktivne boje će proći kroz reakciju eliminacije i formirati svoj pravi vinil sulfon, koji je vrlo rastvorljiv 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 boja eliminirati reakciju. Nakon što dođe do reakcije eliminacije, rastvorljivost boje će se također smanjiti.

Isto alkalno sredstvo je ujedno i jak elektrolit i sadrži natrijeve ione. Stoga će prekomjerna koncentracija alkalnog sredstva također uzrokovati aglomeraciju ili čak i isoljavanje boje koja je formirala vinil sulfon. Isti problem se javlja i u spremniku za materijal. Kada se alkalno sredstvo 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 tekućini za bojenje. Pretpostavimo da se pakiranje sode sode sipa tokom rada, 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 se mogu 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 bojiti sve dok se može ponovo rastvoriti. Ali da bi se ponovo rastvorila, potrebno je dodati dovoljnu količinu pomoćnog sredstva za boju (kao što je urea 20 g/l ili više), a temperatura se treba podići na 90°C ili više uz dovoljno miješanja. Očigledno je da je to vrlo teško u samom procesu rada.
Kako bi se spriječilo aglomeriranje ili isoljavanje boja u kadi, proces transfernog bojenja mora se koristiti pri dobijanju dubokih i koncentrovanih boja za C i D boje sa niskom rastvorljivošću, kao i za A i B boje.

Rad i analiza procesa

1. Koristite posudu za bojenje da biste vratili akcelerator boje i zagrijte ga u posudi da se rastvori (60～80℃). Budući da u slatkoj vodi nema boje, akcelerator boje nema afinitet prema tkanini. Rastvoreni akcelerator boje može se što brže napuniti u posudu za bojenje.

2. Nakon što rastvor soli cirkuliše 5 minuta, akcelerator boje je u osnovi potpuno ujednačen, a zatim se dodaje prethodno rastvorena otopina boje. Otopina boje mora se 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, otopina boje ne mora se kontrolirati vremenom punjenja posude za bojenje, a obično se to završi za 10-15 minuta.

3. Alkalna sredstva treba što više hidratizirati, posebno C i D boje. Budući da je ova vrsta boje vrlo osjetljiva na alkalna sredstva u prisustvu 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 alkalnog rastvora mora biti u skladu sa zahtjevima procesa i općenito je bolje dodavati ga postupno.

4. Za divinil sulfonske boje u kategoriji A, brzina reakcije je relativno visoka jer su posebno osjetljive na alkalne agense 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 pogodniji 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.

Treba napomenuti da je natrijum sulfat koji je trenutno dostupan na tržištu ponekad relativno alkalan, a njegova pH vrijednost može doseći 9-10. To je vrlo opasno. Ako uporedite čisti natrijum sulfat sa čistom soli, sol ima veći učinak na agregaciju boje nego natrijum sulfat. To je zato što je ekvivalent natrijumovih iona u kuhinjskoj soli veći nego u natrijum sulfatu pri istoj težini.

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

Uključen test otpornosti na aglomeraciju i isoljavanje boje:

Određivanje 1: Odvažite 0,5 g boje, 25 g natrijum sulfata ili soli i rastvorite u 100 ml prečišćene vode na 25°C oko 5 minuta. Koristite cijev za kapanje da usisate rastvor i kontinuirano kapajte 2 kapi na isto mjesto na filter papiru.

Određivanje 2: Odmjeriti 0,5 g boje, 8 g natrijum sulfata ili soli i 8 g sode, te otopiti u 100 ml prečišćene vode na temperaturi od oko 25°C tokom oko 5 minuta. Kapaljkom kontinuirano usisavati otopinu na filter papir. 2 kapi.

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