Pewarna asam, pewarna langsung dan pewarna reaktif semuanya merupakan pewarna yang larut dalam air. Output pada tahun 2001 masing-masing adalah 30.000 ton, 20.000 ton dan 45.000 ton. Namun, untuk waktu yang lama, perusahaan pewarna di negara saya lebih memperhatikan pengembangan dan penelitian pewarna struktural baru, sementara penelitian tentang pasca-pemrosesan pewarna relatif lemah. Reagen standardisasi yang umum digunakan untuk pewarna yang larut dalam air antara lain natrium sulfat (natrium sulfat), dekstrin, turunan pati, sukrosa, urea, naftalena formaldehida sulfonat, dll. Reagen standardisasi ini dicampur dengan pewarna asli secara proporsional untuk mendapatkan kekuatan yang dibutuhkan Komoditas, tetapi mereka tidak dapat memenuhi kebutuhan proses pencetakan dan pencelupan yang berbeda dalam industri percetakan dan pencelupan. Meskipun pengencer pewarna yang disebutkan di atas memiliki biaya yang relatif rendah, namun memiliki keterbasahan dan kelarutan dalam air yang buruk, sehingga sulit untuk beradaptasi dengan kebutuhan pasar internasional dan hanya dapat diekspor sebagai pewarna asli. Oleh karena itu, dalam komersialisasi pewarna yang larut dalam air, keterbasahan dan kelarutan pewarna dalam air merupakan masalah yang perlu segera diselesaikan, dan bahan tambahan yang sesuai harus diandalkan.

Perawatan keterbasahan pewarna
Secara garis besar pembasahan adalah penggantian suatu fluida (seharusnya berupa gas) pada permukaannya dengan fluida lain. Secara khusus, antarmuka bubuk atau butiran harus berupa antarmuka gas/padat, dan proses pembasahan terjadi ketika cairan (air) menggantikan gas pada permukaan partikel. Terlihat bahwa pembasahan merupakan proses fisika antar zat yang ada pada permukaan. Dalam pasca perawatan pewarna, pembasahan seringkali memainkan peran penting. Umumnya pewarna diolah menjadi bentuk padat, seperti bubuk atau butiran, yang perlu dibasahi saat digunakan. Oleh karena itu, keterbasahan pewarna akan secara langsung mempengaruhi efek pengaplikasiannya. Misalnya, selama proses pelarutan, pewarna sulit dibasahi dan tidak diinginkan untuk mengapung di atas air. Dengan terus meningkatnya persyaratan kualitas pewarna saat ini, kinerja pembasahan telah menjadi salah satu indikator untuk mengukur kualitas pewarna. Energi permukaan air adalah 72,75mN/m pada 20℃, yang menurun seiring dengan kenaikan suhu, sedangkan energi permukaan padatan pada dasarnya tidak berubah, umumnya di bawah 100mN/m. Biasanya logam dan oksidanya, garam anorganik, dll. Mudah basah, disebut energi permukaan tinggi. Energi permukaan bahan organik padat dan polimer sebanding dengan cairan umum, yang disebut energi permukaan rendah, namun berubah seiring dengan ukuran partikel padat dan derajat porositas. Semakin kecil ukuran partikel, semakin besar derajat pembentukan pori, dan semakin tinggi energi permukaan, ukurannya tergantung pada substrat. Oleh karena itu, ukuran partikel pewarna harus kecil. Setelah pewarna diproses dengan proses komersial seperti penggaraman dan penggilingan di media yang berbeda, ukuran partikel pewarna menjadi lebih halus, kristalinitas berkurang, dan fase kristal berubah, yang meningkatkan energi permukaan pewarna dan memfasilitasi pembasahan.

Perlakuan kelarutan pewarna asam
Dengan penggunaan rasio rendaman kecil dan teknologi pencelupan berkelanjutan, tingkat otomatisasi dalam pencetakan dan pencelupan terus ditingkatkan. Munculnya pengisi dan pasta otomatis, dan pengenalan pewarna cair memerlukan persiapan cairan pewarna dan pasta pencetakan dengan konsentrasi tinggi dan stabilitas tinggi. Namun kelarutan pewarna asam, reaktif dan langsung pada produk pewarna dalam negeri hanya sekitar 100g/L, terutama untuk pewarna asam. Beberapa varietas bahkan hanya sekitar 20g/L. Kelarutan zat warna berhubungan dengan struktur molekul zat warna. Semakin tinggi berat molekul dan semakin sedikit gugus asam sulfonat, semakin rendah kelarutannya; jika tidak, semakin tinggi. Selain itu, pengolahan pewarna secara komersial sangatlah penting, termasuk metode kristalisasi pewarna, derajat penggilingan, ukuran partikel, penambahan bahan tambahan, dll., yang akan mempengaruhi kelarutan pewarna. Semakin mudah pewarna terionisasi, semakin tinggi kelarutannya dalam air. Namun, komersialisasi dan standarisasi pewarna tradisional didasarkan pada sejumlah besar elektrolit, seperti natrium sulfat dan garam. Sejumlah besar Na+ dalam air mengurangi kelarutan pewarna dalam air. Oleh karena itu, untuk meningkatkan kelarutan pewarna yang larut dalam air, pertama-tama jangan menambahkan elektrolit pada pewarna komersial.

Aditif dan kelarutan
⑴ Senyawa alkohol dan kosolven urea
Karena pewarna yang larut dalam air mengandung sejumlah gugus asam sulfonat dan gugus asam karboksilat, partikel pewarna mudah terdisosiasi dalam larutan air dan membawa sejumlah muatan negatif. Ketika pelarut bersama yang mengandung gugus pembentuk ikatan hidrogen ditambahkan, lapisan pelindung ion terhidrasi terbentuk pada permukaan ion pewarna, yang mendorong ionisasi dan pembubaran molekul pewarna untuk meningkatkan kelarutan. Poliol seperti dietilen glikol eter, tiodietanol, polietilen glikol, dll. biasanya digunakan sebagai pelarut tambahan untuk pewarna yang larut dalam air. Karena mereka dapat membentuk ikatan hidrogen dengan pewarna, permukaan ion pewarna membentuk lapisan pelindung ion terhidrasi, yang mencegah agregasi dan interaksi antarmolekul molekul pewarna, dan mendorong ionisasi dan disosiasi pewarna.
⑵Surfaktan non-ionik
Menambahkan surfaktan non-ionik tertentu ke dalam pewarna dapat melemahkan gaya pengikatan antar molekul pewarna dan antar molekul, mempercepat ionisasi, dan membuat molekul pewarna membentuk misel dalam air, yang memiliki dispersibilitas yang baik. Pewarna polar membentuk misel. Molekul pelarut membentuk jaringan kompatibilitas antar molekul untuk meningkatkan kelarutan, seperti polioksietilen eter atau ester. Namun, jika molekul pelarut bersama tidak memiliki gugus hidrofobik yang kuat, maka efek dispersi dan pelarutan pada misel yang dibentuk oleh pewarna akan lemah, dan kelarutan tidak akan meningkat secara signifikan. Oleh karena itu, usahakan untuk memilih pelarut yang mengandung cincin aromatik yang dapat membentuk ikatan hidrofobik dengan pewarna. Misalnya alkilfenol polioksietilen eter, pengemulsi polioksietilen sorbitan ester, dan lain-lain seperti polialkilfenilfenol polioksietilen eter.
⑶ pendispersi lignosulfonat
dispersan mempunyai pengaruh yang besar terhadap kelarutan zat warna. Pemilihan dispersan yang baik sesuai dengan struktur pewarna akan sangat membantu meningkatkan kelarutan pewarna. Dalam pewarna yang larut dalam air, ia memainkan peran tertentu dalam mencegah saling adsorpsi (gaya van der Waals) dan agregasi antar molekul pewarna. Lignosulfonat adalah dispersan yang paling efektif, dan terdapat penelitian mengenai hal ini di Tiongkok.
Struktur molekul zat warna dispersi tidak mengandung gugus hidrofilik kuat, melainkan hanya gugus polar lemah, sehingga hidrofilisitasnya hanya lemah, dan kelarutan sebenarnya sangat kecil. Kebanyakan pewarna dispersi hanya dapat larut dalam air pada suhu 25℃. 1～10mg/L.
Kelarutan zat warna dispersi berhubungan dengan faktor-faktor berikut:
Struktur Molekul
“Kelarutan zat warna dispersi dalam air meningkat seiring dengan berkurangnya bagian hidrofobik molekul zat warna dan bagian hidrofilik (kualitas dan kuantitas gugus polar) meningkat. Artinya, kelarutan pewarna dengan massa molekul relatif kecil dan gugus polar yang lebih lemah seperti -OH dan -NH2 akan lebih tinggi. Pewarna dengan massa molekul relatif lebih besar dan gugus polar lemah lebih sedikit memiliki kelarutan yang relatif rendah. Misalnya, Disperse Red (I), M=321, kelarutannya kurang dari 0,1mg/L pada 25℃, dan kelarutannya 1,2mg/L pada 80℃. Disperse Red (II), M=352, kelarutan pada 25℃ adalah 7,1mg/L, dan kelarutan pada 80℃ adalah 240mg/L.
Dispersan
Pada pewarna dispersi bubuk, kandungan pewarna murni umumnya 40% hingga 60%, dan sisanya adalah pendispersi, bahan tahan debu, bahan pelindung, natrium sulfat, dll.
Dispersan (zat difusi) dapat melapisi butiran kristal halus pewarna menjadi partikel koloid hidrofilik dan membubarkannya secara stabil dalam air. Setelah konsentrasi misel kritis terlampaui, misel juga akan terbentuk, yang akan mereduksi sebagian butiran kristal pewarna kecil. Ketika zat warna dilarutkan dalam misel, terjadi apa yang disebut fenomena “pelarutan”, sehingga meningkatkan kelarutan zat warna. Selain itu, semakin baik kualitas dispersan dan semakin tinggi konsentrasinya, semakin besar pula efek solubilisasi dan solubilisasinya.
Perlu dicatat bahwa efek pelarutan dispersan pada pewarna dispersi dari struktur yang berbeda berbeda, dan perbedaannya sangat besar; efek pelarutan zat pendispersi pada zat warna dispersi menurun seiring dengan meningkatnya suhu air, yang persis sama dengan pengaruh suhu air terhadap zat warna dispersi. Pengaruh kelarutan adalah sebaliknya.
Setelah partikel kristal hidrofobik pewarna dispersi dan pendispersi membentuk partikel koloid hidrofilik, stabilitas dispersinya akan meningkat secara signifikan. Selain itu, partikel koloid pewarna ini berperan sebagai “pemasok” pewarna selama proses pewarnaan. Karena setelah molekul pewarna dalam keadaan terlarut diserap oleh serat, pewarna yang “disimpan” dalam partikel koloid akan dilepaskan pada waktunya untuk menjaga keseimbangan pelarutan pewarna.
Keadaan zat warna dispersi dalam dispersi
molekul 1-dispersan
Kristalit 2-pewarna (pelarutan)
misel 3-dispersan
Molekul tunggal 4-pewarna (terlarut)
Biji-bijian 5-pewarna
Basis lipofilik 6-dispersan
basa hidrofilik 7-dispersan
ion 8-natrium (Na+)
9-agregat kristalit pewarna
Namun jika “kohesi” antara zat warna dan zat pendispersi terlalu besar, maka “pasokan” molekul tunggal zat warna akan tertinggal atau terjadi fenomena “penawaran melebihi permintaan”. Oleh karena itu, secara langsung akan mengurangi laju pencelupan dan menyeimbangkan persentase pencelupan, sehingga menghasilkan pencelupan yang lambat dan warna terang.
Terlihat bahwa ketika memilih dan menggunakan dispersan, tidak hanya stabilitas dispersi pewarna yang harus diperhatikan, tetapi juga pengaruhnya terhadap warna pewarna.
(3) Suhu larutan pencelupan
Kelarutan zat warna dispersi dalam air meningkat seiring dengan meningkatnya suhu air. Misalnya, kelarutan Disperse Yellow dalam air bersuhu 80°C adalah 18 kali lipat dibandingkan pada suhu 25°C. Kelarutan Disperse Red dalam air 80°C adalah 33 kali lipat dibandingkan pada 25°C. Kelarutan Disperse Blue dalam air 80°C adalah 37 kali lipat dibandingkan pada 25°C. Jika suhu air melebihi 100°C maka kelarutan zat warna dispersi akan semakin meningkat.
Berikut ini adalah pengingat khusus: sifat melarutkan pewarna dispersi akan membawa bahaya tersembunyi pada penerapan praktisnya. Misalnya, ketika cairan pewarna dipanaskan secara tidak merata, cairan pewarna dengan suhu tinggi mengalir ke tempat yang suhunya rendah. Ketika suhu air menurun, cairan pewarna menjadi jenuh, dan pewarna terlarut akan mengendap, menyebabkan tumbuhnya butiran kristal pewarna dan penurunan kelarutan. , Menghasilkan berkurangnya serapan pewarna.
(empat) bentuk kristal pewarna
Beberapa pewarna dispersi mempunyai fenomena “isomorfisme”. Artinya, zat warna dispersi yang sama, karena perbedaan teknologi dispersi dalam proses pembuatannya, akan membentuk beberapa bentuk kristal, seperti jarum, batang, serpihan, butiran, dan balok. Pada proses pengaplikasiannya, terutama pada pewarnaan pada suhu 130°C, bentuk kristal yang lebih tidak stabil akan berubah menjadi bentuk kristal yang lebih stabil.
Perlu dicatat bahwa bentuk kristal yang lebih stabil memiliki kelarutan yang lebih besar, dan bentuk kristal yang kurang stabil memiliki kelarutan yang relatif lebih kecil. Hal ini secara langsung akan mempengaruhi laju serapan zat warna dan persentase serapan zat warna.
(5) Ukuran partikel
Umumnya pewarna dengan partikel kecil memiliki kelarutan tinggi dan stabilitas dispersi yang baik. Pewarna dengan partikel besar memiliki kelarutan lebih rendah dan stabilitas dispersi yang relatif buruk.
Saat ini, ukuran partikel pewarna dispersi domestik umumnya 0,5～2,0μm (Catatan: ukuran partikel pencelupan celup membutuhkan 0,5～1,0μm).