Pewarna reaktif mempunyai kelarutan yang sangat baik dalam air. Pewarna reaktif terutama bergantung pada gugus asam sulfonat pada molekul pewarna untuk larut dalam air. Untuk pewarna reaktif suhu meso yang mengandung gugus vinilsulfon, selain gugus asam sulfonat, β -Etilsulfonil sulfat juga merupakan gugus pelarutan yang sangat baik.

Dalam larutan berair, ion natrium pada gugus asam sulfonat dan gugus -etilsulfon sulfat mengalami reaksi hidrasi sehingga pewarna membentuk anion dan larut dalam air. Pewarnaan pewarna reaktif bergantung pada anion pewarna yang akan dicelupkan pada serat.

Kelarutan pewarna reaktif lebih dari 100 g/L, sebagian besar pewarna memiliki kelarutan 200-400 g/L, bahkan beberapa pewarna dapat mencapai 450 g/L. Namun pada saat proses pewarnaan, kelarutan zat warna akan menurun karena berbagai sebab (atau bahkan tidak larut sama sekali). Ketika kelarutan zat warna berkurang, sebagian zat warna akan berubah dari anion bebas tunggal menjadi partikel, karena besarnya tolakan muatan antar partikel. Menurunnya, partikel dan partikel akan saling tarik menarik sehingga menghasilkan aglomerasi. Aglomerasi semacam ini mula-mula mengumpulkan partikel pewarna menjadi aglomerat, kemudian berubah menjadi aglomerat, dan akhirnya berubah menjadi flok. Meskipun flok adalah sejenis kumpulan yang longgar, karena lapisan ganda listrik di sekitarnya yang dibentuk oleh muatan positif dan negatif umumnya sulit terurai oleh gaya geser ketika cairan pewarna bersirkulasi, dan flok mudah mengendap pada kain. mengakibatkan pewarnaan atau pewarnaan pada permukaan.

Setelah pewarna menggumpal, ketahanan luntur warna akan berkurang secara signifikan, dan pada saat yang sama akan menyebabkan tingkat noda, noda, dan noda yang berbeda-beda. Untuk beberapa pewarna, flokulasi akan semakin mempercepat perakitan di bawah gaya geser larutan pewarna, menyebabkan dehidrasi dan pengasinan. Setelah terjadi pengasinan, warna yang diwarnai akan menjadi sangat terang, atau bahkan tidak terwarnai, meskipun diwarnai akan menjadi noda dan noda warna yang serius.

Penyebab agregasi pewarna

Alasan utamanya adalah elektrolit. Dalam proses pewarnaan, elektrolit utama adalah zat pemercepat zat warna (garam natrium dan garam). Akselerator pewarna mengandung ion natrium, dan ekivalen ion natrium dalam molekul pewarna jauh lebih rendah dibandingkan dengan pemercepat pewarna. Jumlah ion natrium yang setara, konsentrasi normal akselerator pewarna dalam proses pewarnaan normal tidak akan banyak berpengaruh pada kelarutan pewarna dalam rendaman pewarna.

Namun, ketika jumlah pewarna akselerator meningkat, konsentrasi ion natrium dalam larutan juga meningkat. Ion natrium yang berlebih akan menghambat ionisasi ion natrium pada gugus pelarut molekul pewarna, sehingga mengurangi kelarutan pewarna. Setelah lebih dari 200 g/L, sebagian besar pewarna akan memiliki tingkat agregasi yang berbeda. Ketika konsentrasi akselerator pewarna melebihi 250 g/L, derajat agregasi akan meningkat, mula-mula membentuk aglomerat, dan kemudian dalam larutan pewarna. Aglomerat dan flokulan terbentuk dengan cepat, dan beberapa pewarna dengan kelarutan rendah akan diasinkan sebagian atau bahkan mengalami dehidrasi. Pewarna dengan struktur molekul berbeda memiliki sifat anti-aglomerasi dan ketahanan garam yang berbeda. Semakin rendah kelarutannya, maka sifat anti-aglomerasi dan toleran terhadap garam. Semakin buruk kinerja analitisnya.

Kelarutan pewarna terutama ditentukan oleh jumlah gugus asam sulfonat dalam molekul pewarna dan jumlah β-etilsulfon sulfat. Pada saat yang sama, semakin besar hidrofilisitas molekul pewarna, semakin tinggi kelarutannya dan semakin rendah hidrofilisitasnya. Semakin rendah kelarutannya. (Misalnya, pewarna berstruktur azo lebih hidrofilik dibandingkan pewarna berstruktur heterosiklik.) Selain itu, semakin besar struktur molekul pewarna, semakin rendah kelarutannya, dan semakin kecil struktur molekulnya, semakin tinggi kelarutannya.

Kelarutan pewarna reaktif
Secara kasar dapat dibagi menjadi empat kategori:

Kelas A, pewarna yang mengandung dietilsulfon sulfat (yaitu vinil sulfon) dan tiga gugus reaktif (monokloros-triazin + divinil sulfon) memiliki kelarutan tertinggi, seperti Yuan Qing B, Navy GG, Navy RGB, Emas: RNL Dan semua warna hitam reaktif yang dibuat oleh mencampurkan Yuanqing B, pewarna golongan tiga reaktif seperti tipe ED, tipe Ciba s, dll. Kelarutan pewarna ini sebagian besar sekitar 400 g/L.

Kelas B, pewarna yang mengandung gugus heterobireaktif (monokloros-triazin+vinilsulfon), seperti kuning 3RS, merah 3BS, merah 6B, GWF merah, RR tiga warna primer, RGB tiga warna primer, dll. Kelarutannya didasarkan pada 200～300 gram Kelarutan meta-ester lebih tinggi dibandingkan para-ester.

Tipe C: Biru laut yang juga merupakan gugus heterobireaktif: BF, Biru tua 3GF, biru tua 2GFN, RBN merah, F2B merah, dll., karena gugus asam sulfonat lebih sedikit atau berat molekul lebih besar, kelarutannya juga rendah, hanya 100 -200 g/ Naik. Kelas D: Pewarna dengan gugus monovinilsulfon dan struktur heterosiklik, dengan kelarutan paling rendah, seperti Brilliant Blue KN-R, Turquoise Blue G, Bright Yellow 4GL, Violet 5R, Blue BRF, Brilliant Orange F2R, Brilliant Red F2G, dll. pewarna jenis ini hanya sekitar 100 g/L. Jenis pewarna ini sangat sensitif terhadap elektrolit. Setelah pewarna jenis ini menggumpal, bahkan tidak perlu melalui proses flokulasi, langsung diasinkan.

Dalam proses pewarnaan normal, jumlah maksimum akselerator pewarna adalah 80 g/L. Hanya warna gelap yang membutuhkan akselerator pewarna dengan konsentrasi tinggi. Jika konsentrasi pewarna dalam wadah pencelupan kurang dari 10 g/L, sebagian besar pewarna reaktif masih memiliki kelarutan yang baik pada konsentrasi ini dan tidak akan beragregasi. Namun masalahnya terletak pada tong tersebut. Menurut proses pewarnaan normal, pewarna ditambahkan terlebih dahulu, dan setelah pewarna diencerkan sepenuhnya dalam penangas pewarna hingga seragam, bahan pemercepat pewarna ditambahkan. Akselerator pewarna pada dasarnya menyelesaikan proses pelarutan di dalam tong.

Beroperasi sesuai dengan proses berikut

Asumsi: konsentrasi pewarnaan 5%, perbandingan minuman keras 1:10, berat kain 350Kg (aliran cairan pipa ganda), ketinggian air 3,5T, natrium sulfat 60 g/liter, jumlah total natrium sulfat adalah 200Kg (50Kg /paket total 4 paket) ) (Kapasitas tangki bahan umumnya sekitar 450 liter). Dalam proses melarutkan natrium sulfat, cairan refluks tong pewarna sering digunakan. Cairan refluks mengandung pewarna yang ditambahkan sebelumnya. Umumnya cairan refluks 300L dimasukkan terlebih dahulu ke dalam tong bahan, kemudian dituangkan dua bungkus natrium sulfat (100 kg).

Masalahnya di sini, sebagian besar pewarna akan menggumpal pada tingkat yang berbeda-beda pada konsentrasi natrium sulfat ini. Diantaranya, tipe C akan mengalami aglomerasi yang serius, dan pewarna D tidak hanya akan diaglomerasi, tetapi bahkan mengeluarkan garam. Meskipun operator umum akan mengikuti prosedur untuk mengisi kembali larutan natrium sulfat dalam tong bahan secara perlahan ke dalam tong pewarna melalui pompa sirkulasi utama. Namun pewarna dalam 300 liter larutan natrium sulfat telah membentuk gumpalan bahkan menjadi asin.

Ketika semua larutan dalam tong bahan diisi ke dalam tong pencelupan, terlihat jelas bahwa terdapat lapisan partikel pewarna berminyak di dinding tong dan dasar tong. Jika partikel pewarna ini dikikis dan dimasukkan ke dalam air bersih, biasanya akan sulit. Larutkan lagi. Faktanya, 300 liter larutan yang masuk ke tong pewarna semuanya seperti ini.

Ingatlah bahwa ada juga dua bungkus Bubuk Yuanming yang juga akan dilarutkan dan diisi ulang ke dalam tong pewarna dengan cara ini. Setelah ini terjadi, noda, noda, dan noda pasti akan muncul, dan ketahanan luntur warna akan sangat berkurang karena pewarnaan permukaan, meskipun tidak ada flokulasi atau pengasinan yang terlihat jelas. Untuk Kelas A dan Kelas B dengan kelarutan lebih tinggi, agregasi zat warna juga akan terjadi. Meskipun zat warna tersebut belum membentuk flokulasi, setidaknya sebagian zat warna telah membentuk aglomerat.

Agregat ini sulit ditembus serat. Pasalnya, area serat kapas yang amorf hanya memungkinkan penetrasi dan difusi pewarna mono-ion. Tidak ada agregat yang dapat memasuki zona amorf serat. Itu hanya bisa teradsorpsi pada permukaan serat. Tahan luntur warna juga akan berkurang secara signifikan, dan noda serta noda warna juga akan terjadi pada kasus yang serius.

Derajat kelarutan zat warna reaktif berhubungan dengan zat basa

Ketika zat alkali ditambahkan, β-etilsulfon sulfat dari pewarna reaktif akan mengalami reaksi eliminasi membentuk vinil sulfon aslinya, yang sangat larut dalam gen. Karena reaksi eliminasi memerlukan sedikit bahan alkali (seringkali hanya kurang dari 1/10 dosis proses), semakin banyak dosis alkali yang ditambahkan, semakin banyak pewarna yang menghilangkan reaksi. Begitu terjadi reaksi eliminasi maka kelarutan zat warna juga akan berkurang.

Agen alkali yang sama juga merupakan elektrolit kuat dan mengandung ion natrium. Oleh karena itu, konsentrasi zat alkali yang berlebihan juga akan menyebabkan pewarna yang telah membentuk vinil sulfon menggumpal atau bahkan keluar garam. Masalah yang sama terjadi pada tangki material. Ketika zat alkali dilarutkan (ambil soda ash sebagai contoh), jika larutan refluks digunakan. Saat ini cairan refluks sudah mengandung zat percepatan pewarna dan pewarna dalam konsentrasi proses normal. Meskipun sebagian pewarna mungkin telah habis oleh serat, setidaknya lebih dari 40% sisa pewarna berada dalam cairan pewarna. Misalkan sebungkus soda abu dituangkan selama pengoperasian, dan konsentrasi soda abu di dalam tangki melebihi 80 g/L. Bahkan jika akselerator pewarna dalam cairan refluks saat ini adalah 80 g/L, pewarna di dalam tangki juga akan mengembun. Pewarna C dan D bahkan mungkin mengandung garam, terutama untuk pewarna D, meskipun konsentrasi soda abu turun hingga 20 g/l, pengasinan lokal akan tetap terjadi. Diantaranya, Brilliant Blue KN.R, Turquoise Blue G, dan Supervisor BRF adalah yang paling sensitif.

Aglomerasi pewarna atau bahkan penggaraman tidak berarti bahwa pewarna telah terhidrolisis sempurna. Jika terjadi penggumpalan atau pengasinan yang disebabkan oleh akselerator pewarna, maka masih dapat diwarnai asalkan dapat dilarutkan kembali. Namun untuk membuatnya larut kembali, perlu ditambahkan pewarna pembantu secukupnya (seperti urea 20 g/l atau lebih), dan suhu harus dinaikkan hingga 90°C atau lebih dengan pengadukan secukupnya. Tentunya sangat sulit dalam pengoperasian proses sebenarnya.
Untuk mencegah pewarna menggumpal atau menjadi asin di dalam tong, proses pencelupan transfer harus digunakan saat membuat warna yang dalam dan pekat untuk pewarna C dan D dengan kelarutan rendah, serta pewarna A dan B.

Operasi proses dan analisis

1. Gunakan tong pewarna untuk mengembalikan pemercepat pewarna dan panaskan di dalam tong untuk melarutkannya (60～80℃). Karena tidak ada pewarna dalam air tawar, akselerator pewarna tidak mempunyai daya tarik terhadap kain. Akselerator pewarna terlarut dapat diisi ke dalam tong pencelupan secepat mungkin.

2. Setelah larutan air garam disirkulasikan selama 5 menit, bahan pemercepat pewarna pada dasarnya seragam sepenuhnya, kemudian ditambahkan larutan pewarna yang telah dilarutkan terlebih dahulu. Larutan pewarna perlu diencerkan dengan larutan refluks, karena konsentrasi zat pemercepat zat warna pada larutan refluks hanya 80 gram/L maka zat warna tidak akan menggumpal. Pada saat yang sama, karena pewarna tidak akan terpengaruh oleh akselerator pewarna (konsentrasi yang relatif rendah), masalah pewarnaan akan terjadi. Pada saat ini, larutan pewarna tidak perlu dikontrol waktu untuk mengisi tong pencelupan, dan biasanya selesai dalam 10-15 menit.

3. Bahan alkali harus terhidrasi sebanyak mungkin, terutama untuk pewarna C dan D. Karena jenis pewarna ini sangat sensitif terhadap zat basa dengan adanya zat pembentuk warna, kelarutan zat basa relatif tinggi (kelarutan soda abu pada 60°C adalah 450 g/L). Air bersih yang dibutuhkan untuk melarutkan zat alkali tidak perlu terlalu banyak, tetapi kecepatan penambahan larutan alkali harus sesuai dengan persyaratan proses, dan umumnya lebih baik menambahkannya secara bertahap.

4. Untuk pewarna divinil sulfon dalam kategori A, laju reaksinya relatif tinggi karena sangat sensitif terhadap zat basa pada suhu 60°C. Untuk mencegah fiksasi warna instan dan warna tidak merata, Anda dapat menambahkan 1/4 bahan alkali pada suhu rendah terlebih dahulu.

Dalam proses pewarnaan transfer, hanya zat alkali yang perlu mengontrol laju pengumpanan. Proses pencelupan transfer tidak hanya berlaku pada metode pemanasan, tetapi juga berlaku pada metode suhu konstan. Metode suhu konstan dapat meningkatkan kelarutan pewarna dan mempercepat difusi dan penetrasi pewarna. Laju pembengkakan area amorf serat pada suhu 60°C kira-kira dua kali lebih tinggi dibandingkan pada suhu 30°C. Oleh karena itu, proses suhu konstan lebih cocok untuk keju, hank. Balok lusi mencakup metode pewarnaan dengan rasio cairan rendah, seperti pencelupan jig, yang memerlukan penetrasi dan difusi tinggi atau konsentrasi pewarna yang relatif tinggi.

Perhatikan bahwa natrium sulfat yang saat ini tersedia di pasaran terkadang relatif basa, dan nilai PH-nya bisa mencapai 9-10. Ini sangat berbahaya. Jika kita membandingkan natrium sulfat murni dengan garam murni, garam memiliki efek yang lebih besar terhadap agregasi pewarna dibandingkan natrium sulfat. Hal ini karena ekivalen ion natrium dalam garam meja lebih tinggi dibandingkan dengan natrium sulfat pada berat yang sama.

Agregasi pewarna sangat berhubungan dengan kualitas air. Umumnya, ion kalsium dan magnesium di bawah 150ppm tidak akan berdampak banyak pada agregasi pewarna. Namun ion logam berat dalam air, seperti ion besi dan ion aluminium, termasuk beberapa mikroorganisme alga, akan mempercepat agregasi pewarna. Misalnya, jika konsentrasi ion besi dalam air melebihi 20 ppm, kemampuan anti-kohesi pewarna dapat berkurang secara signifikan, dan pengaruh alga menjadi lebih serius.

Dilampirkan dengan pewarna anti-aglomerasi dan uji ketahanan terhadap garam:

Penentuan 1: Timbang 0,5 g pewarna, 25 g natrium sulfat atau garam, dan larutkan dalam 100 ml air murni pada suhu 25°C selama kurang lebih 5 menit. Gunakan tabung tetes untuk menyedot larutan dan teteskan 2 tetes secara terus menerus pada posisi yang sama pada kertas saring.

Penentuan 2: Timbang 0,5 g pewarna, 8 g natrium sulfat atau garam dan 8 g soda abu, dan larutkan dalam 100 ml air murni pada suhu sekitar 25°C selama sekitar 5 menit. Gunakan pipet untuk menyedot larutan pada kertas saring secara terus menerus. 2 tetes.

Metode di atas dapat digunakan untuk sekadar menilai kemampuan anti-aglomerasi dan pengasinan pewarna, dan pada dasarnya dapat menilai proses pewarnaan mana yang harus digunakan.