Pewarna asam, pewarna langsung dan pewarna reaktif semuanya adalah 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 zat warna negara saya lebih memperhatikan pengembangan dan penelitian pewarna struktural baru, sedangkan penelitian tentang pasca-pemrosesan pewarna relatif lemah.Reagen standardisasi yang umum digunakan untuk pewarna yang larut dalam air termasuk natrium sulfat (natrium sulfat), dekstrin, turunan pati, sukrosa, urea, naftalena formaldehida sulfonat, dll. Reagen standarisasi 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 harganya relatif rendah, mereka memiliki keterbasahan dan kelarutan 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 adalah masalah yang perlu segera diselesaikan, dan aditif yang sesuai harus diandalkan.

Perawatan keterbasahan pewarna
Secara garis besar pembasahan adalah penggantian suatu fluida (seharusnya gas) di permukaan dengan fluida lain.Secara khusus, antarmuka bubuk atau butiran harus berupa antarmuka gas/padat, dan proses pembasahan adalah saat cairan (air) menggantikan gas di permukaan partikel.Dapat dilihat bahwa pembasahan merupakan proses fisik antara zat-zat di permukaan.Dalam pewarna pasca perawatan, pembasahan sering memainkan peran penting.Umumnya pewarna diolah menjadi padat, seperti bubuk atau butiran, yang perlu dibasahi saat digunakan.Oleh karena itu, keterbasahan pewarna secara langsung akan mempengaruhi efek aplikasi.Misalnya, selama proses pelarutan, pewarna sulit dibasahi dan tidak diinginkan mengapung di atas air.Dengan peningkatan terus-menerus 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 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 Basah, disebut energi permukaan tinggi.Energi permukaan organik padat dan polimer sebanding dengan cairan umum, yang disebut energi permukaan rendah, tetapi berubah dengan ukuran partikel padat dan tingkat porositas.Semakin kecil ukuran partikel, semakin besar derajat pembentukan pori, dan permukaan Semakin tinggi energinya, ukurannya bergantung pada substrat.Oleh karena itu, ukuran partikel pewarna harus kecil.Setelah pewarna diproses dengan pemrosesan komersial seperti penggaraman dan penggilingan dalam media yang berbeda, ukuran partikel pewarna menjadi lebih halus, kristalinitas berkurang, dan fase kristal berubah, yang meningkatkan energi permukaan pewarna dan memfasilitasi pembasahan.

Perawatan kelarutan pewarna asam
Dengan penggunaan rasio mandi kecil dan teknologi pencelupan terus menerus, tingkat otomatisasi dalam pencetakan dan pencelupan terus ditingkatkan.Munculnya pengisi dan pasta otomatis, dan pengenalan pewarna cair memerlukan persiapan cairan pewarna dan pencetakan dengan konsentrasi tinggi dan stabilitas tinggi.Namun, kelarutan pewarna asam, reaktif dan langsung dalam produk pewarna dalam negeri hanya sekitar 100g/L, terutama untuk pewarna asam.Beberapa varietas bahkan hanya sekitar 20g/L.Kelarutan pewarna terkait dengan struktur molekul pewarna.Semakin tinggi berat molekul dan semakin sedikit gugus asam sulfonat, semakin rendah kelarutannya;sebaliknya, semakin tinggi.Selain itu, pemrosesan pewarna secara komersial sangat penting, termasuk metode kristalisasi pewarna, tingkat penggilingan, ukuran partikel, penambahan aditif, 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 zat warna yang larut dalam air, pertama-tama jangan menambahkan elektrolit ke zat warna 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 dipisahkan dalam larutan air dan membawa sejumlah muatan negatif.Ketika co-pelarut yang mengandung kelompok 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 pewarna dapat melemahkan kekuatan pengikatan antara 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 antara molekul untuk meningkatkan kelarutan, seperti polioksietilena eter atau ester.Namun, jika molekul co-solvent tidak memiliki gugus hidrofobik yang kuat, efek dispersi dan kelarutan 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 polioksietilena eter, pengemulsi ester polioksietilen sorbitan, dan lainnya seperti polialkilfenilfenol polioksietilena eter.
⑶ dispersan lignosulfonat
dispersan sangat berpengaruh terhadap kelarutan zat warna.Pemilihan dispersan yang baik sesuai dengan struktur zat warna akan sangat membantu dalam meningkatkan kelarutan zat warna.Dalam pewarna yang larut dalam air, ia memainkan peran tertentu dalam mencegah adsorpsi timbal balik (gaya van der Waals) dan agregasi di antara molekul pewarna.Lignosulfonat adalah dispersan yang paling efektif, dan ada penelitian tentang ini di Cina.
Struktur molekul pewarna dispersi tidak mengandung gugus hidrofilik yang kuat, tetapi hanya gugus polar yang lemah, sehingga hanya memiliki hidrofilisitas yang lemah, dan kelarutan sebenarnya sangat kecil.Sebagian besar pewarna dispersi hanya dapat larut dalam air pada suhu 25℃.1～10mg/L.
Kelarutan pewarna dispersi terkait dengan faktor-faktor berikut:
Struktur Molekul
“Kelarutan zat warna dispersi dalam air meningkat ketika bagian hidrofobik dari molekul zat warna berkurang 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 lebih sedikit gugus polar lemah memiliki kelarutan yang relatif rendah.Misalnya, Disperse Red (I), M=321, kelarutannya kurang dari 0,1 mg/L pada 25 ℃, dan kelarutannya 1,2 mg/L pada 80 ℃.Disperse Red (II), M=352, kelarutan pada 25℃ adalah 7.1mg/L, dan kelarutan pada 80℃ adalah 240mg/L.
Dispersan
Dalam pewarna dispersi bubuk, kandungan pewarna murni umumnya 40% hingga 60%, dan sisanya adalah dispersan, bahan tahan debu, bahan pelindung, natrium sulfat, dll. Di antara mereka, dispersan menyumbang proporsi yang lebih besar.
Dispersan (agen 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 mengurangi sebagian butiran kristal pewarna kecil.Dilarutkan dalam misel, fenomena yang disebut "pelarutan" terjadi, sehingga meningkatkan kelarutan pewarna.Selain itu, semakin baik kualitas dispersan dan semakin tinggi konsentrasinya, semakin besar efek kelarutan dan kelarutannya.
Perlu dicatat bahwa efek pelarutan dispersan pada pewarna dispersi dari struktur yang berbeda berbeda, dan perbedaannya sangat besar;efek kelarutan dispersan pada zat warna dispersi menurun dengan kenaikan suhu air, yang persis sama dengan efek suhu air pada zat warna dispersi.Efek kelarutan berlawanan.
Setelah partikel kristal hidrofobik dari pewarna dispersi dan dispersan membentuk partikel koloid hidrofilik, stabilitas dispersinya akan meningkat secara signifikan.Selain itu, partikel koloid pewarna ini berperan sebagai “penyedia” pewarna selama proses pencelupan.Karena setelah molekul zat warna dalam keadaan terlarut diserap oleh serat, zat warna yang “disimpan” dalam partikel koloid akan dilepaskan pada waktunya untuk menjaga keseimbangan disolusi zat warna.
Keadaan zat warna dispersi dalam dispersi
molekul 1-dispersan
Kristalit 2-Pewarna (pelarutan)
misel 3-dispersan
Molekul tunggal 4-Dye (larut)
5-Pewarna biji-bijian
Basis lipofilik 6-dispersan
Basa hidrofilik 7-dispersan
ion 8-natrium (Na+)
9-agregat kristalit pewarna
Namun, jika "kohesi" antara pewarna dan dispersan terlalu besar, "pasokan" molekul tunggal pewarna akan tertinggal atau fenomena "pasokan melebihi permintaan".Oleh karena itu, ini akan secara langsung mengurangi laju pewarnaan dan menyeimbangkan persentase pewarnaan, menghasilkan pewarnaan yang lambat dan warna yang terang.
Dapat dilihat bahwa ketika memilih dan menggunakan dispersan, tidak hanya stabilitas dispersi pewarna yang harus dipertimbangkan, tetapi juga pengaruhnya terhadap warna pewarna.
(3) Suhu larutan pencelupan
Kelarutan zat warna dispersi dalam air meningkat dengan meningkatnya suhu air.Misalnya, kelarutan Disperse Yellow dalam air 80°C adalah 18 kali lipat pada 25°C.Kelarutan Disperse Red dalam air 80°C adalah 33 kali lipat dari pada 25°C.Kelarutan Disperse Blue dalam air 80°C adalah 37 kali lipat dari pada 25°C.Jika suhu air melebihi 100°C, kelarutan zat warna dispersi akan semakin meningkat.
Berikut adalah pengingat khusus: sifat larut pewarna dispersi ini akan membawa bahaya tersembunyi pada aplikasi praktis.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 pertumbuhan butiran kristal pewarna dan penurunan kelarutan., Menghasilkan penyerapan pewarna berkurang.
(empat) bentuk kristal pewarna
Beberapa pewarna dispersi memiliki fenomena "isomorfisme".Artinya, pewarna dispersi yang sama, karena teknologi dispersi yang berbeda dalam proses pembuatannya, akan membentuk beberapa bentuk kristal, seperti jarum, batang, serpih, butiran, dan balok.Dalam proses aplikasi, terutama saat pencelupan 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.Ini secara langsung akan mempengaruhi tingkat serapan pewarna dan persentase serapan pewarna.
(5) Ukuran partikel
Umumnya pewarna dengan partikel kecil memiliki kelarutan yang tinggi dan stabilitas dispersi yang baik.Pewarna dengan partikel besar memiliki kelarutan yang 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).