Pewarna reaktif mempunyai warna cerah dan kromatogram lengkap. Ia dikenal karena aplikasinya yang sederhana, biaya rendah, dan tahan luntur yang sangat baik. Apalagi dengan berkembangnya serat selulosa dalam beberapa tahun terakhir, pewarna reaktif telah menjadi jenis pewarna terpenting untuk pewarnaan tekstil serat selulosa.

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

Penelitian teknologi pewarna reaktif dan pewarna bebas garam

Dari sudut pandang ekologi, pembuangan air limbah pencetakan dan pewarnaan bersalinitas tinggi secara langsung mengubah kualitas air sungai dan danau serta merusak lingkungan ekologi.
gambar
Tingginya permeabilitas garam akan menyebabkan salinisasi tanah di sekitar sungai dan danau sehingga menurunkan hasil panen. Singkatnya, penggunaan garam anorganik dalam jumlah besar tidak dapat didegradasi atau didaur ulang, dan pada saat yang sama mempunyai dampak negatif yang besar terhadap kualitas air dan tanah. Berdasarkan hal tersebut, artikel ini mengulas kemajuan penelitian terkini dalam teknologi pewarnaan bebas garam, dan secara sistematis membahas perubahan struktural pewarna reaktif rendah garam, teknologi pencangkokan, dan teknologi ikatan silang.

Pewarna reaktif untuk pewarnaan bebas garam

Ciri luar biasa dari pewarna reaktif adalah struktur molekulnya yang kecil, hidrofilisitas yang baik, dan warna mengambang yang mudah dicuci setelah difiksasi. Ini merupakan inovasi penting dalam desain molekul pewarna. Namun hal ini juga menyebabkan laju habisnya pewarna dan laju fiksasi menjadi rendah, dan sejumlah besar garam perlu ditambahkan selama pewarnaan. Menyebabkan hilangnya sejumlah besar air limbah asin dan pewarna, sehingga meningkatkan biaya pengolahan air limbah. Pencemaran lingkungan merupakan hal yang serius. Beberapa perusahaan pewarna mulai memperhatikan penyaringan dan peningkatan prekursor pewarna dan kelompok reaktif, serta mengembangkan pewarna reaktif untuk pewarnaan rendah garam. CibacronLs yang diluncurkan oleh Ciba adalah jenis pewarna rendah garam yang menggunakan gugus aktif berbeda untuk digabungkan. Ciri khas pewarna ini adalah jumlah garam yang digunakan dalam pewarnaan adalah 1/4 hingga 1/2 dari jumlah garam pewarna reaktif pada umumnya. Ini tidak sensitif terhadap perubahan rasio rendaman dan memiliki kemampuan reproduksi yang baik. Jenis pewarna ini terutama merupakan pencelupan celup dan dapat digunakan bersama dengan pewarna dispersi untuk pencelupan cepat campuran poliester/kapas dalam satu rendaman.

Sumitomo Corporation Jepang mengusulkan serangkaian metode pewarnaan yang cocok untuk pewarna seri Sumifux Supra. Ini disebut metode pewarnaan LETfS. Jumlah garam anorganik yang digunakan dalam metode ini hanya 1/2 hingga 1/3 dari proses tradisional, dan rasio rendamannya bisa mencapai 1:10. Dan meluncurkan serangkaian pewarna reaktif yang kompatibel dengan proses tersebut. Rangkaian pewarna ini merupakan pewarna heterobi-reaktif yang tersusun dari monokloros-triazin dan B-etilsulfon sulfat. Jumlah sisa pewarna pada air limbah pencelupan rangkaian pewarna ini hanya 25%-30% dari kandungan pewarna pada air limbah pencelupan reaktif secara umum. Direkomendasikan untuk pewarnaan serat Tencel. Ini menunjukkan kinerja aplikasi yang sangat baik dalam hal tingkat fiksasi, kemudahan pencucian, dan berbagai ketahanan luntur produk pewarnaan.

Perusahaan DyStar meluncurkan pewarna seri RemazoleEF yang cocok untuk pewarnaan bebas garam, gugus aktifnya terutama 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 kromatogram. Berbagai macam tiga warna primer dapat dipadukan untuk menghasilkan warna-warna cerah. Perusahaan Clariant (Clariant) meluncurkan seri pewarna reaktif DrimareneHF, terutama dalam 4 varietas: DrimareneBlueHF-RL, 戡ownHF-2RL, NavyHF-G, RedHF-G, digunakan untuk pencelupan habis dan pencelupan terus menerus pada serat selulosa, kinerja aplikasi Dan bagus kubu. Tingkat fiksasinya cukup tinggi, rasio garam rendah dan cairan rendah. Fiksasi netral, kemampuan mencuci yang baik.

Beberapa pewarna reaktif yang baru dikembangkan dapat meningkatkan keterusterangan pewarna dengan meningkatkan volume molekul pewarna dan mengurangi jumlah garam anorganik. Misalnya, pengenalan gugus urea dapat meningkatkan keterusterangan gugus aktif dan mengurangi jumlah garam anorganik. Meningkatkan tingkat fiksasi; ada juga prekursor pewarna poliazo (seperti trisazo, tetraazo) untuk meningkatkan keterusterangan pewarna, dan mencapai tujuan pewarnaan bebas garam. Efek hambatan sterik yang tinggi dari beberapa pewarna dalam struktur juga dapat secara signifikan mengubah reaktivitas gugus reaktif pewarna reaktif dan jumlah garam yang digunakan dalam pewarnaan. Efek hambatan sterik ini umumnya berupa masuknya substituen alkil pada posisi berbeda pada matriks pewarna. Ciri-ciri struktural dasar mereka dirangkum oleh para sarjana 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 pewarna dapat mencapai nilai pencelupan yang sama pada kondisi pencelupan yang sama, namun jumlah garam pencelupannya sangat berbeda.

Pewarna reaktif rendah garam yang baik harus memiliki ciri-ciri sebagai berikut: 1) Jumlah garam yang digunakan dalam pewarnaan sangat berkurang; 2) Pencelupan dalam rendaman pewarna dengan rasio rendaman rendah, stabilitas rendaman pencelupan; 3) Kemampuan mencuci yang baik. Mengurangi waktu pasca-pemrosesan; 4) Reproduksibilitas yang sangat baik. Dalam hal peningkatan pewarna, selain perbaikan struktur matriks pewarna yang disebutkan di atas dan kombinasi gugus aktif yang wajar, beberapa orang telah mensintesis apa yang disebut pewarna reaktif kationik, yang dapat diwarnai tanpa menambahkan garam. Misalnya pewarna reaktif kationik dengan struktur berikut:

Terlihat dari rumus di atas bahwa badan warna terikat pada gugus aktif monokloro-triazin. Gugus amonium kuaterner piridin juga terikat pada cincin s-triazin. Pewarna bermuatan positif dan gugus amonium kuaterner merupakan gugus yang larut dalam air. Karena tidak hanya tidak ada tolakan muatan antara molekul pewarna dan serat, tetapi juga tidak ada tarik-menarik muatan positif dan negatif, pewarna mudah mendekati permukaan serat dan teradsorpsi ke serat yang diwarnai. Kehadiran elektrolit dalam larutan pewarna tidak hanya tidak menghasilkan efek penambah warna, tetapi juga melemahkan daya tarik antara pewarna dan serat, sehingga jenis pewarnaan pewarna ini dapat diwarnai tanpa menambahkan elektrolit untuk pewarnaan bebas garam. Proses pewarnaannya mirip dengan pewarna reaktif biasa. Untuk pewarna reaktif monokloros-triazin, natrium karbonat tetap ditambahkan sebagai bahan pengikat. Suhu pemasangannya sekitar 85℃. Tingkat serapan pewarna bisa mencapai 90% hingga 94%, dan tingkat fiksasinya 80% hingga 90%. Ini memiliki tahan luntur cahaya dan tahan luntur pencucian yang baik. Pewarna reaktif kationik serupa juga dilaporkan menggunakan monofluoro-s-triazine sebagai gugus aktif. Aktivitas monofluoro-s-triazine lebih tinggi dibandingkan monochloro-s-triazine.

Pewarna ini juga dapat dicelup dalam campuran kapas/akrilik, dan sifat pewarna lainnya (seperti kerataan dan kompatibilitas, dll.) perlu dipelajari lebih lanjut. Namun hal ini memberikan cara baru bagi serat selulosa untuk melakukan pewarnaan bebas garam.