رنگهای راکتیو رنگهای روشن و کروماتوگرام کامل دارند. به دلیل کاربرد ساده، هزینه کم و استحکام عالی شناخته شده است. به ویژه با توسعه الیاف سلولزی در سال های اخیر، رنگ های راکتیو به مهم ترین نوع رنگ برای رنگرزی الیاف سلولزی تبدیل شده اند.

اما بارزترین مشکل رنگ‌های راکتیو، نرخ فرسودگی پایین و نرخ تثبیت است. در فرآیند رنگرزی سنتی الیاف سلولزی، به منظور بهبود جذب رنگ و سرعت تثبیت رنگ‌های راکتیو، باید مقدار زیادی نمک معدنی (کلرید سدیم یا سولفات سدیم) اضافه شود. بسته به ساختار رنگ و رنگ، مقدار نمک مصرفی به طور کلی 30 تا 150 گرم در لیتر است. اگرچه پیشرفت زیادی در تصفیه ترکیبات آلی در چاپ و رنگرزی پساب حاصل شده است، اما افزودن مقدار زیادی نمک معدنی در فرآیند رنگرزی با روش های فیزیکی و بیوشیمیایی ساده قابل تصفیه نیست.

تحقیق در مورد فناوری رنگهای واکنش پذیر و رنگ بدون نمک

از منظر اکولوژیکی، تخلیه فاضلاب چاپ و رنگرزی با شوری بالا به طور مستقیم کیفیت آب رودخانه ها و دریاچه ها را تغییر داده و محیط زیست محیطی را از بین می برد.
تصویر
نفوذپذیری زیاد نمک باعث شور شدن خاک اطراف رودخانه ها و دریاچه ها و کاهش عملکرد محصولات می شود. به طور خلاصه، استفاده از مقدار زیادی نمک معدنی نه قابل تجزیه و نه بازیافت است و در عین حال تأثیر منفی زیادی بر کیفیت آب و خاک دارد. بر این اساس، این مقاله پیشرفت های تحقیقاتی اخیر فناوری رنگرزی بدون نمک را مرور می کند و به طور سیستماتیک تغییرات ساختاری رنگ های واکنش پذیر کم نمک، فناوری پیوند و فناوری پیوند متقابل را مورد بحث قرار می دهد.

رنگهای راکتیو برای رنگرزی بدون نمک

ویژگی های برجسته رنگ های راکتیو ساختار مولکولی کوچک، آب دوستی خوب و شستشوی آسان رنگ شناور پس از تثبیت است. این یک نوآوری مهم در طراحی مولکول های رنگ است. اما این نیز باعث می شود که میزان فرسودگی و تثبیت رنگ کم باشد و در حین رنگرزی نیاز به افزودن مقدار زیادی نمک است. منجر به از بین رفتن مقدار زیادی پساب و رنگ های شور و در نتیجه افزایش هزینه های تصفیه فاضلاب می شود. آلودگی محیط زیست جدی است. برخی از شرکت‌های رنگ‌سازی شروع به توجه به غربالگری و بهبود پیش‌سازهای رنگ و گروه‌های واکنش‌دهنده و توسعه رنگ‌های واکنشی برای رنگرزی کم نمک کردند. CibacronLs عرضه شده توسط Ciba نوعی رنگ رنگرزی کم نمک است که از گروه های فعال مختلف برای ترکیب استفاده می کند. مشخصه این رنگ این است که میزان نمک مصرفی در رنگرزی 1/4 تا 1/2 رنگهای راکتیو عمومی است. به تغییرات نسبت حمام حساس نیست و قابلیت تکرارپذیری خوبی دارد. این نوع رنگ‌ها عمدتاً رنگرزی هستند و می‌توانند همراه با رنگ‌های پراکنده برای رنگرزی سریع مخلوط‌های پلی استر/پنبه در یک حمام استفاده شوند.

شرکت Sumitomo ژاپن مجموعه ای از روش های رنگرزی مناسب برای رنگ های سری Sumifux Supra را پیشنهاد کرد. به آن روش رنگ آمیزی LETfS می گویند. مقدار نمک معدنی مورد استفاده در این روش تنها 1/2 تا 1/3 فرآیند سنتی است و نسبت حمام می تواند به 1:10 برسد. و مجموعه ای از رنگ های واکنش پذیر سازگار با این فرآیند را راه اندازی کرد. این سری از رنگها، رنگهای هتروبی واکنشی هستند که از مونوکلروس-تریازین و B-اتیل سولفات تشکیل شده اند. مقدار رنگ باقیمانده در پساب رنگرزی این سری از رنگها تنها 30-25 درصد رنگ در فاضلاب رنگرزی راکتیو عمومی است. برای رنگرزی الیاف تنسل توصیه می شود. از نظر سرعت تثبیت، شستشوی آسان و پایداری های مختلف محصولات رنگ شده، عملکرد بسیار خوبی را نشان می دهد.

شرکت DyStar رنگ های سری RemazolEF را برای رنگرزی بدون نمک راه اندازی کرد، گروه فعال عمدتاً سولفات B-هیدروکسی اتیل سولفات است و یک فرآیند رنگرزی بدون نمک سازگار با محیط زیست را راه اندازی کرد. مقدار نمک معدنی مورد استفاده 1/3 فرآیند معمولی است. فرآیند رنگرزی کوتاه شده است. علاوه بر این، این سیستم طیف گسترده ای از کروماتوگرام ها را پوشش می دهد. برای به دست آوردن رنگ های روشن می توان انواع سه رنگ اصلی را با هم ترکیب کرد. شرکت Clariant (Clariant) سری رنگ‌های واکنش‌پذیر DrimareneHF را به‌طور عمده در 4 نوع راه‌اندازی کرد: DrimareneBlueHF-RL، 戡ownHF-2RL، NavyHF-G، RedHF-G، که برای رنگرزی اگزوز و رنگرزی مداوم الیاف سلولزی و عملکرد خوب استفاده می‌شود. ثبات نرخ تثبیت بسیار بالا، نسبت نمک کم و نسبت الکل کم است. تثبیت خنثی، قابلیت شستشو خوب.

برخی از رنگ‌های واکنش‌پذیر جدید می‌توانند مستقیم بودن رنگ‌ها را با افزایش حجم مولکول‌های رنگ افزایش دهند و میزان نمک‌های معدنی را کاهش دهند. به عنوان مثال، معرفی گروه های اوره می تواند مستقیم بودن گروه های فعال را افزایش داده و میزان نمک های معدنی را کاهش دهد. بهبود نرخ تثبیت؛ همچنین پیش سازهای رنگ پلی آزو (مانند تری سازو، تتراازو) برای افزایش مستقیم رنگ و رسیدن به هدف رنگرزی بدون نمک وجود دارد. اثر بازدارندگی فضایی بالای برخی از رنگها در ساختار همچنین می تواند به طور قابل توجهی واکنش پذیری گروه های واکنش پذیر رنگ های راکتیو و میزان نمک مصرفی در رنگرزی را تغییر دهد. این اثرات بازدارنده فضایی عموماً معرفی جایگزین‌های آلکیل در موقعیت‌های مختلف روی ماتریس رنگ است. ویژگی های ساختاری اساسی آنها توسط محققان به شرح زیر خلاصه می شود:

گروه یک فعال SO: CH2CH: oS03Na می تواند در موقعیت متا یا پارا حلقه بنزن باشد.

R3 می تواند در موقعیت ارتو، بین یا پارا حلقه بنزن باشد. فرمول ساختاری رنگ های واکنش پذیر وینیل سولفون است.

جانشین های مختلف یا موقعیت های جایگزینی متفاوت روی رنگ ها می توانند در شرایط رنگرزی یکسان به ارزش رنگرزی یکسانی دست یابند، اما مقادیر نمک رنگرزی آنها کاملاً متفاوت است.

رنگهای راکتیو کم نمک عالی باید دارای ویژگیهای زیر باشند: 1) مقدار نمک مورد استفاده در رنگرزی بسیار کاهش می یابد. 2) رنگرزی در حمام رنگ با نسبت حمام کم، ثبات حمام رنگرزی. 3) قابلیت شستشو خوب کاهش زمان پس از پردازش؛ 4) تکرارپذیری عالی. از نظر بهبود رنگ، علاوه بر بهبود ساختار ماتریس رنگ و ترکیب معقول گروه‌های فعال، برخی افراد به اصطلاح رنگ‌های واکنش‌گر کاتیونی را سنتز کرده‌اند که می‌توان آن‌ها را بدون افزودن نمک رنگرزی کرد. به عنوان مثال رنگهای واکنش پذیر کاتیونی با ساختار زیر:

از فرمول بالا می توان دریافت که بدنه رنگ به گروه فعال مونوکلرو-تریازین متصل است. یک گروه آمونیوم چهارتایی پیریدین نیز به حلقه اس-تریازین متصل است. رنگ دارای بار مثبت و گروه آمونیوم چهارتایی یک گروه محلول در آب است. از آنجایی که نه تنها هیچ دفع باری بین مولکول های رنگ و فیبر وجود ندارد، بلکه بارهای مثبت و منفی نیز جذب می شوند، رنگ به راحتی به سطح الیاف نزدیک شده و به الیاف رنگ شده جذب می شود. وجود الکترولیت ها در محلول رنگرزی نه تنها اثر محرک رنگ را ایجاد نمی کند، بلکه جاذبه بین رنگ و الیاف را نیز ضعیف می کند، بنابراین این نوع رنگرزی را می توان بدون افزودن الکترولیت برای رنگرزی بدون نمک رنگرزی کرد. فرآیند رنگرزی مشابه رنگهای راکتیو معمولی است. برای رنگ‌های واکنش‌گر مونوکلروس-تریازین، کربنات سدیم همچنان به عنوان یک عامل تثبیت کننده اضافه می‌شود. دمای ثابت حدود 85 درجه سانتیگراد است. نرخ جذب رنگ می تواند به 90٪ تا 94٪ برسد و نرخ تثبیت 80٪ تا 90٪ است. ماندگاری خوبی در نور و شستشو دارد. رنگ‌های واکنش‌گر کاتیونی مشابه نیز گزارش داده‌اند که از مونوفلورو-اس-تریازین به عنوان گروه فعال استفاده می‌کنند. فعالیت مونوفلورو-اس-تریازین بیشتر از مونوکلرو-اس-تریازین است.

این رنگ‌ها را می‌توان در مخلوط‌های پنبه/آکریلیک نیز رنگرزی کرد و سایر خواص رنگ‌ها (مانند تراز و سازگاری و غیره) نیاز به مطالعه بیشتر دارد. اما روش جدیدی برای الیاف سلولزی برای انجام رنگرزی بدون نمک فراهم می کند.