Zat warna reaktif memiliki warna cerah dan kromatogram lengkap. Zat ini dikenal karena aplikasinya yang sederhana, biaya rendah, dan ketahanan warna yang sangat baik. Terutama dengan perkembangan serat selulosa dalam beberapa tahun terakhir, zat warna reaktif telah menjadi jenis zat warna terpenting untuk pewarnaan tekstil serat selulosa.

Namun, masalah paling menonjol dari pewarna reaktif adalah tingkat penyerapan dan fiksasi yang rendah. Dalam proses pewarnaan serat selulosa tradisional, untuk meningkatkan penyerapan dan fiksasi pewarna reaktif, sejumlah besar garam anorganik (natrium klorida atau natrium sulfat) harus ditambahkan. Tergantung pada struktur dan warna pewarna, jumlah garam yang digunakan umumnya berkisar antara 30 hingga 150 g/L. Meskipun telah banyak kemajuan dalam pengolahan senyawa organik dalam air limbah pencetakan dan pewarnaan, penambahan sejumlah besar garam anorganik dalam proses pewarnaan tidak dapat diatasi dengan metode fisik dan biokimia sederhana.

Penelitian tentang teknologi pewarna reaktif dan pewarna bebas garam.

Dari perspektif ekologis, pembuangan air limbah percetakan dan pewarnaan dengan salinitas tinggi secara langsung mengubah kualitas air sungai dan danau serta merusak lingkungan ekologis.
gambar
Tingginya permeabilitas garam akan menyebabkan salinisasi tanah di sekitar sungai dan danau, sehingga mengurangi hasil panen. Singkatnya, penggunaan garam anorganik dalam jumlah besar tidak dapat didegradasi maupun didaur ulang, dan pada saat yang sama berdampak negatif besar pada kualitas air dan tanah. Berdasarkan hal tersebut, artikel ini mengulas perkembangan penelitian terkini tentang teknologi pewarnaan bebas garam, dan secara sistematis membahas perubahan struktur pewarna reaktif rendah garam, teknologi pencangkokan, dan teknologi pengikatan silang.

Zat warna reaktif untuk pewarnaan bebas garam

Ciri khas pewarna reaktif adalah struktur molekul yang kecil, hidrofilisitas yang baik, dan mudahnya pencucian warna mengambang setelah fiksasi. Ini merupakan inovasi penting dalam desain molekul pewarna. Namun, hal ini juga menyebabkan tingkat penyerapan dan fiksasi pewarna rendah, dan sejumlah besar garam perlu ditambahkan selama proses pewarnaan. Hal ini menyebabkan hilangnya sejumlah besar air limbah asin dan pewarna, sehingga meningkatkan biaya pengolahan air limbah. Pencemaran lingkungan menjadi serius. Beberapa perusahaan pewarna mulai memperhatikan penyaringan dan peningkatan prekursor pewarna dan gugus reaktif, serta mengembangkan pewarna reaktif untuk pewarnaan rendah garam. Cibacron yang diluncurkan oleh Ciba adalah jenis pewarna pewarnaan rendah garam yang menggunakan gugus aktif yang berbeda untuk dikombinasikan. Karakteristik pewarna ini adalah jumlah garam yang digunakan dalam pewarnaan adalah 1/4 hingga 1/2 dari pewarna reaktif umum. Pewarna ini tidak sensitif terhadap perubahan rasio larutan dan memiliki reproduktivitas yang baik. Jenis pewarna ini terutama menggunakan metode pencelupan dan dapat digunakan bersama dengan pewarna dispersi untuk pewarnaan satu tahap yang cepat pada campuran poliester/katun.

Sumitomo Corporation dari Jepang mengusulkan serangkaian metode pewarnaan yang cocok untuk pewarna seri Sumifux Supra. Metode ini disebut metode pewarnaan LETfS. Jumlah garam anorganik yang digunakan dalam metode ini hanya 1/2 hingga 1/3 dari proses tradisional, dan rasio larutan dapat mencapai 1:10. Selain itu, diluncurkan pula serangkaian pewarna reaktif yang kompatibel dengan proses ini. Seri pewarna ini adalah pewarna heterobi-reaktif yang terdiri dari monoklorostriazin dan β-etilsulfon sulfat. Jumlah residu pewarna dalam air limbah pewarnaan seri ini hanya 25%-30% dari kandungan pewarna dalam air limbah pewarnaan reaktif umum. Direkomendasikan untuk pewarnaan serat Tencel. Menunjukkan kinerja aplikasi yang sangat baik dalam hal tingkat fiksasi, kemudahan pencucian, dan berbagai ketahanan warna produk yang diwarnai.

Perusahaan DyStar meluncurkan pewarna seri RemazolEF yang cocok untuk pewarnaan bebas garam, gugus aktif utamanya adalah B-hidroksietil sulfon sulfat, dan meluncurkan proses pewarnaan bebas garam yang ramah lingkungan. Jumlah garam anorganik yang digunakan adalah 1/3 dari proses konvensional. Proses pewarnaan dipersingkat. Selain itu, sistem ini mencakup berbagai macam kromatogram. Berbagai tiga warna primer dapat dikombinasikan untuk mendapatkan warna cerah. Perusahaan Clariant meluncurkan pewarna reaktif seri DrimareneHF, terutama dalam 4 varietas: DrimareneBlueHF-RL, DrimareneBlueHF-2RL, NavyHF-G, RedHF-G, digunakan untuk pewarnaan penyerapan dan pewarnaan kontinu serat selulosa, kinerja aplikasi dan ketahanan yang baik. Tingkat fiksasi cukup tinggi, rasio garam dan larutan rendah. Fiksasi netral, daya cuci yang baik.

Beberapa pewarna reaktif yang baru dikembangkan dapat meningkatkan daya ikat pewarna dengan meningkatkan volume molekul pewarna dan mengurangi jumlah garam anorganik. Misalnya, penambahan gugus urea dapat meningkatkan daya ikat gugus aktif dan mengurangi jumlah garam anorganik. Hal ini meningkatkan laju fiksasi; ada juga prekursor pewarna poliazo (seperti trisazo, tetraazo) untuk meningkatkan daya ikat pewarna, dan mencapai tujuan pewarnaan bebas garam. Efek halangan sterik yang tinggi dari beberapa pewarna dalam strukturnya juga dapat secara signifikan mengubah reaktivitas gugus reaktif pewarna reaktif dan jumlah garam yang digunakan dalam pewarnaan. Efek halangan sterik ini umumnya disebabkan oleh penambahan substituen alkil pada posisi yang berbeda pada matriks pewarna. Ciri-ciri struktural dasarnya dirangkum oleh para ahli sebagai berikut:

Gugus aktif satu SO: CH2CH: oS03Na dapat berada pada posisi meta atau para cincin benzena;

R3 dapat berada pada posisi orto, inter, atau para pada cincin benzena. Rumus strukturnya adalah pewarna reaktif vinil sulfon.

Substituen yang berbeda atau posisi substitusi yang berbeda pada zat warna dapat menghasilkan nilai pewarnaan yang sama dalam kondisi pewarnaan yang sama, tetapi jumlah garam pewarnanya sangat berbeda.

Zat warna reaktif rendah garam yang unggul harus memiliki karakteristik berikut: 1) Jumlah garam yang digunakan dalam pewarnaan sangat berkurang; 2) Pewarnaan dalam larutan pewarna dengan rasio garam rendah, stabilitas larutan pewarna; 3) Daya cuci yang baik. Mengurangi waktu pasca-pemrosesan; 4) Reproduktivitas yang sangat baik. Dalam hal peningkatan zat warna, selain peningkatan struktur matriks zat warna dan kombinasi gugus aktif yang wajar seperti yang disebutkan di atas, beberapa orang telah mensintesis apa yang disebut zat warna reaktif kationik, yang dapat diwarnai tanpa menambahkan garam. Contohnya, zat warna reaktif kationik dengan struktur berikut:

Dari rumus di atas dapat dilihat bahwa zat warna terhubung dengan gugus aktif monokloro-triazin. Gugus amonium kuaterner piridin juga terikat pada cincin s-triazin. Zat warna bermuatan positif dan gugus amonium kuaterner merupakan gugus yang larut dalam air. Karena tidak hanya tidak ada tolakan muatan antara molekul zat warna dan serat, tetapi juga tarikan muatan positif dan negatif, zat warna mudah mendekati permukaan serat dan terserap ke serat yang diwarnai. Kehadiran elektrolit dalam larutan pewarna tidak hanya tidak akan menghasilkan efek pendorong pewarna, tetapi juga melemahkan tarikan antara zat warna dan serat, sehingga jenis pewarnaan ini dapat dilakukan tanpa menambahkan elektrolit untuk pewarnaan bebas garam. Proses pewarnaan mirip dengan pewarna reaktif biasa. Untuk pewarna reaktif monokloro-triazin, natrium karbonat masih ditambahkan sebagai zat pengikat. Suhu pengikatan sekitar 85℃. Tingkat penyerapan zat warna dapat mencapai 90% hingga 94%, dan tingkat fiksasinya adalah 80% hingga 90%. Zat warna ini memiliki ketahanan terhadap cahaya dan pencucian yang baik. Zat warna reaktif kationik serupa juga telah dilaporkan menggunakan monofluoro-s-triazine sebagai gugus aktif. Aktivitas monofluoro-s-triazine lebih tinggi daripada monochloro-s-triazine.

Zat warna ini juga dapat digunakan untuk mewarnai campuran katun/akrilik, dan sifat-sifat lain dari zat warna tersebut (seperti perataan dan kompatibilitas, dll.) perlu dipelajari lebih lanjut. Namun, ini memberikan cara baru bagi serat selulosa untuk melakukan pewarnaan tanpa garam.