Khái niệm cơ bản về thuốc nhuộm: Thuốc nhuộm cation

Thuốc nhuộm cation là thuốc nhuộm đặc biệt để nhuộm sợi polyacrylonitrile, và cũng có thể được sử dụng để nhuộm polyester biến tính (CDP).Hôm nay, mình sẽ chia sẻ những kiến ​​thức cơ bản về thuốc nhuộm cation.

Tổng quan về thuốc nhuộm cation

1. Lịch sử
Thuốc nhuộm cation là một trong những loại thuốc nhuộm tổng hợp được sản xuất sớm nhất.Màu tím anilin được tổng hợp bởi WHPerkin ở Hoa Kỳ vào năm 1856 và màu tím pha lê và xanh malachit sau đó đều là thuốc nhuộm cation.Những loại thuốc nhuộm này trước đây được gọi là thuốc nhuộm cơ bản, có thể nhuộm sợi protein và sợi xenlulo được xử lý bằng tanin và cao răng.Chúng có màu sắc tươi sáng, nhưng không bắt sáng, và sau đó được phát triển bởi thuốc nhuộm trực tiếp và thuốc nhuộm thùng.và thuốc nhuộm axit.

Sau quá trình sản xuất công nghiệp sợi acrylic vào những năm 1950, người ta nhận thấy rằng trên sợi polyacrylonitril, thuốc nhuộm cation không chỉ có độ trực tiếp cao và màu sắc tươi sáng mà còn có độ bền màu cao hơn nhiều so với sợi protein và sợi xenlulo.khơi dậy sự quan tâm của mọi người.Để thích ứng hơn nữa với ứng dụng của sợi acrylic và các loại sợi tổng hợp khác, nhiều giống mới có độ bền cao đã được tổng hợp, chẳng hạn như cấu trúc polymethin, cấu trúc polymethin thay thế nitơ và cấu trúc pernalactam, v.v., để thuốc nhuộm cation trở thành polyacrylonitril.Một loại thuốc nhuộm chính để nhuộm sợi.

2. Tính năng:
Thuốc nhuộm cation tạo ra các ion màu mang điện tích dương trong dung dịch và tạo muối với các anion axit như ion clorua, nhóm axetat, nhóm photphat, nhóm metyl sunfat, v.v., do đó nhuộm các sợi polyacrylonitril.Trong thực tế nhuộm, một số thuốc nhuộm cation thường được sử dụng để tạo thành một màu cụ thể.Tuy nhiên, việc nhuộm hỗn hợp các thuốc nhuộm cation thường khó nhuộm đều màu vào cùng một màu sáng, dẫn đến hiện tượng lốm đốm và nhiều lớp.Vì vậy, trong sản xuất thuốc nhuộm cation, ngoài việc mở rộng chủng loại, số lượng còn phải chú ý đến sự phù hợp của giống thuốc nhuộm;Để ngăn ngừa việc nhuộm màu, chúng ta phải chú ý phát triển các giống có độ bền tốt, và cũng phải chú ý đến việc cải thiện độ bền hơi của thuốc nhuộm cation.và độ bền nhẹ.

Thứ hai, phân loại thuốc nhuộm cation

Nhóm tích điện dương trong phân tử thuốc nhuộm cation được kết nối với hệ thống liên hợp theo một cách nhất định, và sau đó tạo thành muối với nhóm anion.Theo vị trí của nhóm tích điện dương trong hệ thống liên hợp, thuốc nhuộm cation có thể được chia thành hai loại: cô lập và liên hợp.

1. Thuốc nhuộm cation cô lập
Tiền chất của thuốc nhuộm cation cô lập và nhóm tích điện dương được kết nối với nhau thông qua nhóm cô lập, và điện tích dương được bản địa hóa, tương tự như sự ra đời của nhóm amoni bậc bốn ở cuối phân tử của thuốc nhuộm phân tán.Nó có thể được biểu diễn bằng công thức sau:

Do tập trung nhiều điện tích dương nên sợi dễ kết hợp với nhau, tỷ lệ nhuộm và tỷ lệ nhuộm tương đối cao nhưng độ cấp kém.Nói chung, bóng râm tối, độ hấp thụ phân tử thấp và bóng râm không đủ mạnh, nhưng nó có khả năng chịu nhiệt cực tốt và độ bền ánh sáng, độ bền cao.Nó thường được sử dụng để nhuộm các màu trung bình và sáng.Các giống điển hình là:

2. Thuốc nhuộm cation liên hợp
Nhóm tích điện dương của thuốc nhuộm cation liên hợp được kết nối trực tiếp với hệ thống liên hợp của thuốc nhuộm, và điện tích dương được phân định vị trí.Màu của loại thuốc nhuộm này rất sáng và độ hấp thụ phân tử cao, nhưng một số loại thuốc nhuộm có độ bền ánh sáng và khả năng chịu nhiệt kém.Trong số các loại được sử dụng, loại liên hợp chiếm hơn 90%.Có nhiều loại thuốc nhuộm cation liên hợp, chủ yếu bao gồm các cấu trúc triarylmethane, oxazine và polymethine.

3. Thuốc nhuộm cation mới

1. Thuốc nhuộm cation di cư
Cái gọi là thuốc nhuộm cation di cư đề cập đến một nhóm thuốc nhuộm có cấu trúc tương đối đơn giản, khối lượng phân tử và thể tích phân tử nhỏ, và hiệu suất khuếch tán và san lấp mặt bằng tốt, hiện đã trở thành một loại thuốc nhuộm cation lớn.Ưu điểm của nó như sau:

Nó có đặc tính di chuyển và làm phẳng tốt, và không có tính chọn lọc đối với sợi acrylic.Nó có thể được áp dụng cho các loại sợi acrylic khác nhau và giải quyết tốt hơn vấn đề nhuộm đồng đều của sợi acrylic.Lượng chất làm chậm nhỏ (từ 2 đến 3% đến 0,1 đến 0,5%), thậm chí có thể nhuộm một màu mà không cần thêm chất làm chậm, do đó việc sử dụng có thể giảm chi phí nhuộm.Nó có thể đơn giản hóa quá trình nhuộm và rút ngắn đáng kể thời gian nhuộm từ (ban đầu từ 45 đến 90 phút xuống còn 10 đến 25 phút).

2. Thuốc nhuộm cation để sửa đổi:
Để thích ứng với việc nhuộm sợi tổng hợp biến tính, một loạt thuốc nhuộm cation đã được sàng lọc và tổng hợp.Các cấu trúc sau đây phù hợp với sợi polyester biến tính.Màu vàng chủ yếu là thuốc nhuộm methine liên hợp, màu đỏ là thuốc nhuộm azo gốc triazole hoặc thiazole và thuốc nhuộm azo cô lập, và màu xanh lam là thuốc nhuộm azo và thuốc nhuộm azo dựa trên thiazole.Thuốc nhuộm oxazin.

3. Thuốc nhuộm cation phân tán:
Để thích ứng với việc nhuộm sợi tổng hợp biến tính, một loạt thuốc nhuộm cation đã được sàng lọc và tổng hợp.Các cấu trúc sau đây phù hợp với sợi polyester biến tính.Màu vàng chủ yếu là thuốc nhuộm methine liên hợp, màu đỏ là thuốc nhuộm azo gốc triazole hoặc thiazole và thuốc nhuộm azo cô lập, và màu xanh lam là thuốc nhuộm azo và thuốc nhuộm azo dựa trên thiazole.Thuốc nhuộm oxazin.

4. Thuốc nhuộm cation phản ứng:
Thuốc nhuộm cation phản ứng là một loại thuốc nhuộm cation mới.Sau khi nhóm phản ứng được đưa vào phân tử thuốc nhuộm liên hợp hoặc cô lập, loại thuốc nhuộm này được tạo ra những tính chất đặc biệt, đặc biệt là trên sợi pha, nó không chỉ giữ được màu tươi sáng, mà còn có thể nhuộm được nhiều loại sợi.

Thứ tư, tính chất của thuốc nhuộm cation

1. Độ hòa tan:
Các nhóm alkyl và anion tạo muối trong phân tử thuốc nhuộm cation đã được mô tả ở trên để ảnh hưởng đến độ hòa tan của thuốc nhuộm.Ngoài ra, nếu có các hợp chất anion trong môi trường nhuộm, chẳng hạn như chất hoạt động bề mặt anion và thuốc nhuộm anion, chúng cũng sẽ kết hợp với thuốc nhuộm cation để tạo thành kết tủa.Không thể nhuộm len / nitrile, polyester / nitrile và các loại vải pha trộn khác trong cùng một bể với thuốc nhuộm cation thông thường và thuốc nhuộm axit, phản ứng và phân tán, nếu không sẽ xảy ra kết tủa.Các chất chống kết tủa thường được thêm vào để giải quyết các vấn đề như vậy.

2. Nhạy cảm với pH:
Nói chung, thuốc nhuộm cation ổn định trong khoảng pH từ 2,5 đến 5,5.Khi giá trị pH thấp, nhóm amin trong phân tử thuốc nhuộm được proton hóa, và nhóm cho điện tử được chuyển thành nhóm rút điện tử, làm cho màu của thuốc nhuộm thay đổi;Xảy ra kết tủa, đổi màu hoặc phai màu thuốc nhuộm.Ví dụ, thuốc nhuộm oxazine được chuyển thành thuốc nhuộm không cation trong môi trường kiềm, chúng mất ái lực với sợi acrylic và không thể nhuộm được.

3. Khả năng tương thích:
Thuốc nhuộm cation có ái lực tương đối lớn với sợi acrylic, và có hiệu suất di chuyển kém trong sợi, gây khó khăn cho việc phân loại thuốc nhuộm.Các thuốc nhuộm khác nhau có ái lực khác nhau đối với cùng một loại sợi, và tốc độ khuếch tán của chúng bên trong sợi cũng khác nhau.Khi các loại thuốc nhuộm có tỷ lệ nhuộm khác nhau được trộn với nhau, sẽ dễ xảy ra hiện tượng thay đổi màu và nhuộm không đều trong quá trình nhuộm.Khi trộn các loại thuốc nhuộm có tỷ lệ tương tự nhau, tỷ lệ nồng độ của chúng trong bể nhuộm về cơ bản không thay đổi, do đó màu sắc của sản phẩm vẫn đồng nhất và màu nhuộm đồng đều hơn.Hiệu suất của sự kết hợp thuốc nhuộm này được gọi là khả năng tương thích của thuốc nhuộm.

Để thuận tiện cho việc sử dụng, người ta dùng trị số để biểu thị tính tương hợp của thuốc nhuộm, thường được biểu thị bằng giá trị K.Một bộ thuốc nhuộm tiêu chuẩn màu vàng và xanh lam được sử dụng, mỗi bộ bao gồm năm loại thuốc nhuộm với tốc độ nhuộm khác nhau và có năm giá trị tương thích (1, 2, 3, 4, 5) và giá trị tương thích của thuốc nhuộm với tốc độ nhuộm lớn nhất Nhỏ, độ di chuyển và độ của thuốc nhuộm kém, và thuốc nhuộm có tốc độ nhuộm nhỏ có giá trị tương thích lớn, và độ di chuyển và độ của thuốc nhuộm tốt hơn.Thuốc nhuộm cần thử nghiệm và thuốc nhuộm tiêu chuẩn được nhuộm lần lượt, sau đó đánh giá hiệu quả nhuộm để xác định giá trị tương thích của thuốc nhuộm cần thử nghiệm.

Có một mối quan hệ nhất định giữa giá trị tương hợp của thuốc nhuộm và cấu trúc phân tử của chúng.Các nhóm kỵ nước được đưa vào các phân tử thuốc nhuộm, khả năng hòa tan trong nước giảm, ái lực của thuốc nhuộm với sợi tăng, tốc độ nhuộm tăng, giá trị tương hợp giảm, độ di chuyển và độ trong của sợi giảm, và khả năng cung cấp màu tăng.Một số nhóm trong phân tử thuốc nhuộm gây ra rào cản steric do cấu hình hình học, điều này cũng làm giảm ái lực của thuốc nhuộm với sợi và làm tăng giá trị tương hợp.

4. Độ bền nhẹ:

Độ bền ánh sáng của thuốc nhuộm có liên quan đến cấu trúc phân tử của nó.Nhóm cation trong phân tử thuốc nhuộm cation liên hợp là một phần tương đối nhạy cảm.Nó dễ dàng được kích hoạt từ vị trí của nhóm cation sau khi được tác động bởi năng lượng ánh sáng, và sau đó được chuyển đến toàn bộ hệ thống mang màu, khiến nó bị phá hủy và mờ dần.Triarylmethane liên hợp Độ bền ánh sáng của oxazine, polymethine và oxazine là không tốt.Nhóm cation trong phân tử thuốc nhuộm cation bị cô lập được tách ra khỏi hệ liên hợp bởi nhóm liên kết.Ngay cả khi nó được kích hoạt dưới tác dụng của năng lượng ánh sáng, thì việc truyền năng lượng cho hệ thống liên hợp của màu sắc, để nó được bảo quản tốt cũng không phải là điều dễ dàng.Độ bền ánh sáng tốt hơn loại liên hợp.

5. Bài đọc mở rộng: Vải cation
Vải cation là loại vải 100% polyester, được dệt từ hai loại nguyên liệu thô khác nhau, nhưng có chứa sợi polyester biến tính.Sợi polyester biến tính và sợi polyester thông thường này được nhuộm màu bằng các loại thuốc nhuộm khác nhau và được nhuộm hai lần.Màu, nhuộm polyester một lần, nhuộm cation một lần, thường sử dụng sợi cation theo hướng dọc và sợi polyester thông thường theo hướng ngang.Hai loại thuốc nhuộm khác nhau được sử dụng khi nhuộm: thuốc nhuộm phân tán thông thường cho sợi polyester và thuốc nhuộm cation cho sợi cation (còn được gọi là thuốc nhuộm cation).Có thể dùng thuốc nhuộm cation phân tán), hiệu ứng vải sẽ có hiệu ứng hai màu.


Thời gian đăng bài: Jul-21-2022