Катіонні барвники — це спеціальні барвники для фарбування поліакрилонітрильних волокон, а також можуть використовуватися для фарбування модифікованого поліефіру (CDP).Сьогодні я поділюся базовими знаннями про катіонні барвники.
Огляд катіонних барвників
1. Історія
Катіонні барвники є одними з перших синтетичних барвників.Аніліновий фіолетовий, синтезований У. Х. Перкіним у Сполучених Штатах у 1856 році, і наступні кристалічний фіолетовий і малахітовий зелений — усі катіонні барвники.Ці барвники раніше були відомі як основні барвники, які можуть фарбувати білкові волокна та целюлозні волокна, оброблені таніном і винним каменем.Вони мають яскраві кольори, але не є світлостійкими, і пізніше були розроблені прямими барвниками та кубовими барвниками.і кислотні барвники.
Після промислового виробництва акрилових волокон у 1950-х роках було виявлено, що на поліакрилонітрильних волокнах катіонні барвники не тільки мають високу прямоту та яскравість кольору, але й мають набагато вищу стійкість кольору, ніж протеїнові волокна та целюлозні волокна.викликати інтерес людей.Для подальшої адаптації до застосування акрилових волокон та інших синтетичних волокон було синтезовано багато нових різновидів з високою міцністю, таких як поліметинова структура, заміщена азотом поліметинова структура та структура перналактаму тощо, так що катіонні барвники стають поліакрилонітрильними.Клас основних барвників для фарбування волокон.
2. Особливості:
Катіонні барвники генерують позитивно заряджені кольорові іони в розчині та утворюють солі з кислотними аніонами, такими як хлорид-іон, ацетатна група, фосфатна група, метилсульфатна група тощо, таким чином фарбуючи поліакрилонітрильні волокна.У справжньому фарбуванні зазвичай використовуються кілька катіонних барвників для формування певного кольору.Однак змішане фарбування катіонними барвниками часто важко рівномірно пофарбувати в світло одного кольору, що призводить до плямистості та шарування.Тому у виробництві катіонних барвників, крім розширення різноманітності та кількості, ми також повинні звернути увагу на відповідність різновидів барвників;щоб запобігти фарбуванню, ми повинні звернути увагу на розвиток сортів з хорошою рівністю, а також звернути увагу на підвищення стійкості до пари катіонних барвників.і світлостійкість.
По-друге, класифікація катіонних барвників
Позитивно заряджена група в молекулі катіонного барвника певним чином з’єднується зі спряженою системою, а потім утворює сіль з аніонною групою.За положенням позитивно зарядженої групи в спряженій системі катіонні барвники можна розділити на дві категорії: ізольовані та спряжені.
1. Ізольовані катіонні барвники
Ізолюючий катіонний попередник барвника та позитивно заряджена група з’єднані через ізолюючу групу, і позитивний заряд локалізований, подібно до введення четвертинної амонієвої групи на кінці молекули дисперсних барвників.Його можна представити такою формулою:
Завдяки концентрації позитивних зарядів його легко поєднувати з волокнами, а відсоток фарбування та швидкість фарбування відносно високі, але рівність погана.Як правило, відтінок темний, молярна абсорбція низька, і відтінок недостатньо міцний, але він має відмінну термостійкість і світлостійкість, а також високу стійкість.Його часто використовують при фарбуванні середніх і світлих тонів.Типовими сортами є:
2. Спряжені катіонні барвники
Позитивно заряджена група спряженого катіонного барвника безпосередньо з’єднана з спряженою системою барвника, а позитивний заряд делокалізований.Колір цього типу барвника дуже яскравий, а молярна абсорбція висока, але деякі різновиди мають низьку світлостійкість і термостійкість.Серед використовуваних типів кон'югований тип становить понад 90%.Існує багато різновидів спряжених катіонних барвників, в основному включаючи триарилметанові, оксазинові та поліметинові структури.
3. Нові катіонні барвники
1. Міграційні катіонні барвники
Так звані мігруючі катіонні барвники відносяться до класу барвників з відносно простою структурою, невеликою молекулярною масою та молекулярним об’ємом, а також хорошою дифузійною здатністю та вирівнювальними характеристиками, які тепер стали великою категорією катіонних барвників.Його переваги полягають у наступному:
Він має хороші властивості міграції та вирівнювання, і не має селективності до акрилових волокон.Його можна застосовувати до різних сортів акрилових волокон і краще вирішити проблему рівномірного фарбування акрилових волокон.Кількість сповільнювача невелика (від 2-3% до 0,1-0,5%), і навіть можна фарбувати один колір без додавання сповільнювача, тому використання може зменшити вартість фарбування.Це може спростити процес фарбування та значно скоротити час фарбування з (оригінальних 45-90 хвилин до 10-25 хвилин).
2. Катіонні барвники для модифікації:
Для адаптації до фарбування модифікованих синтетичних волокон було відібрано та синтезовано партію катіонних барвників.Наступні структури підходять для модифікованих поліефірних волокон.Жовтий – це переважно кон’юговані метинові барвники, червоний – азобарвники на основі триазолу або тіазолу та ізолюючі азобарвники, а синій – азобарвники та азобарвники на основі тіазолу.Оксазинові барвники.
3. Дисперсні катіонні барвники:
Для адаптації до фарбування модифікованих синтетичних волокон було відібрано та синтезовано партію катіонних барвників.Наступні структури підходять для модифікованих поліефірних волокон.Жовтий – це переважно кон’юговані метинові барвники, червоний – азобарвники на основі триазолу або тіазолу та ізолюючі азобарвники, а синій – азобарвники та азобарвники на основі тіазолу.Оксазинові барвники.
4. Реактивні катіонні барвники:
Реактивні катіонні барвники — це новий клас катіонних барвників.Після того, як реакційноздатна група введена в кон’юговану або ізольовану молекулу барвника, цьому виду барвника надаються особливі властивості, особливо на змішаному волокні, він не тільки підтримує яскравий колір, але також може фарбувати різноманітні волокна.
По-четверте, властивості катіонних барвників
1. Розчинність:
Солеутворюючі алкільні та аніонні групи в молекулі катіонного барвника були описані вище для впливу на розчинність барвника.Крім того, якщо в середовищі для фарбування є аніонні сполуки, такі як аніонні поверхнево-активні речовини та аніонні барвники, вони також будуть поєднуватися з катіонними барвниками з утворенням осаду.Шерсть/нітрил, поліестер/нітрил та інші змішані тканини не можна фарбувати в одній ванні звичайними катіонними барвниками та кислотними, реактивними та дисперсними барвниками, інакше випаде осад.Для вирішення таких проблем зазвичай додають засоби проти осаду.
2. Чутливість до pH:
Як правило, катіонні барвники стабільні в діапазоні pH від 2,5 до 5,5.Коли значення рН низьке, аміногрупа в молекулі барвника протонується, а електронодонорна група перетворюється на електроноакцепторну, що спричиняє зміну кольору барвника;Відбувається випадання осаду, зміна кольору або вицвітання барвника.Наприклад, оксазинові барвники в лужному середовищі перетворюються на некатіонні барвники, які втрачають спорідненість з акриловими волокнами і не підлягають фарбуванню.
3. Сумісність:
Катіонні барвники мають відносно велику спорідненість до акрилових волокон і мають погану міграційну здатність у волокнах, що ускладнює вирівнювання барвника.Різні барвники мають різну спорідненість з тим самим волокном, і швидкість їх дифузії всередині волокна також різна.Коли змішуються барвники з дуже різною швидкістю фарбування, під час процесу фарбування можуть відбуватися зміни кольору та нерівномірне фарбування.Коли барвники з однаковою швидкістю змішуються, співвідношення їх концентрації у фарбувальній ванні в основному не змінюється, тому колір продукту залишається постійним, а фарбування більш рівномірним.Показники цієї комбінації барвників називають сумісністю барвників.
Для зручності використання люди використовують числові значення для вираження сумісності барвників, зазвичай виражені як значення K.Використовується один набір жовтих і синіх стандартних барвників, кожен набір складається з п'яти барвників з різною швидкістю фарбування, і існує п'ять значень сумісності (1, 2, 3, 4, 5), а значення сумісності барвника з найбільшою швидкістю фарбування. Малий, міграція та рівномірність барвника погані, а барвник із невеликою швидкістю фарбування має велике значення сумісності, а міграція та рівномірність барвника кращі.Барвник, який потрібно перевірити, і стандартний барвник фарбуються один за одним, а потім оцінюється ефект фарбування, щоб визначити значення сумісності барвника, який потрібно перевірити.
Існує певний зв'язок між значенням сумісності барвників і їхньою молекулярною структурою.У молекули барвника вводяться гідрофобні групи, зменшується розчинність у воді, збільшується спорідненість барвника до волокна, збільшується швидкість фарбування, знижується значення сумісності, зменшується міграція та вирівняність на волокні, збільшується подача кольору.Деякі групи в молекулі барвника викликають стерічні бар’єри через геометричну конфігурацію, яка також зменшує спорідненість барвника до волокон і підвищує значення сумісності.
4. Світлостійкість:
Світлостійкість барвників пов'язана з їх молекулярною структурою.Катіонна група в сполученій молекулі катіонного барвника є відносно чутливою частиною.Він легко активується з позиції катіонної групи після дії світлової енергії, а потім переноситься на всю систему хромофорів, викликаючи її руйнування та згасання.Сполучений триарилметан Світлостійкість оксазину, поліметину та оксазину погана.Катіонна група в ізольованій молекулі катіонного барвника відокремлена від кон’югованої системи зв’язуючою групою.Навіть якщо він активується під дією світлової енергії, нелегко передати енергію сполученій системі кольору, щоб вона добре збереглася.Світлостійкість краща, ніж кон'югований тип.
5. Розширене читання: Катіонні тканини
Катіонна тканина — це 100% поліефірна тканина, яка виткана з двох різних повністю поліестерових сировинних матеріалів, але містить модифіковане поліефірне волокно.Це модифіковане поліефірне волокно та звичайне поліефірне волокно фарбуються різними барвниками та фарбуються двічі.Кольорове, одноразове поліефірне фарбування, одноразове катіонне фарбування, як правило, використовують катіонну пряжу в напрямку основи та звичайну поліефірну пряжу в напрямку качка.При фарбуванні використовуються два різних барвника: звичайні дисперсні барвники для поліефірних ниток і катіонні барвники для катіонних ниток (також відомі як катіонні барвники).Можна використовувати дисперсні катіонні барвники), ефект тканини матиме двоколірний ефект.
Час публікації: 21 липня 2022 р