رنگهای راکتیو دارای رنگهای روشن و کروماتوگرامهای کامل هستند. این رنگها به دلیل کاربرد ساده، هزینه کم و ثبات عالی شناخته شدهاند. به خصوص با توسعه الیاف سلولزی در سالهای اخیر، رنگهای راکتیو به مهمترین نوع رنگ برای رنگرزی الیاف سلولزی تبدیل شدهاند.
اما برجستهترین مشکل رنگهای واکنشی، نرخ پایین جذب و نرخ تثبیت است. در فرآیند رنگرزی سنتی الیاف سلولزی، به منظور بهبود جذب و نرخ تثبیت رنگهای واکنشی، باید مقدار زیادی نمک معدنی (کلرید سدیم یا سولفات سدیم) اضافه شود. بسته به ساختار و رنگ رنگ، مقدار نمک مورد استفاده عموماً 30 تا 150 گرم در لیتر است. اگرچه پیشرفتهای زیادی در تصفیه ترکیبات آلی در فاضلاب چاپ و رنگرزی حاصل شده است، اما افزودن مقدار زیادی نمک معدنی در فرآیند رنگرزی را نمیتوان با روشهای ساده فیزیکی و بیوشیمیایی تصفیه کرد.
تحقیق در مورد فناوری رنگهای راکتیو و رنگهای بدون نمک
از دیدگاه اکولوژیکی، تخلیه فاضلابهای با شوری بالا در صنایع چاپ و رنگرزی، مستقیماً کیفیت آب رودخانهها و دریاچهها را تغییر داده و محیط زیست را تخریب میکند.
تصویر
نفوذپذیری بالای نمک باعث شور شدن خاک اطراف رودخانهها و دریاچهها و کاهش عملکرد محصولات کشاورزی میشود. به طور خلاصه، استفاده از مقدار زیادی نمک معدنی نه قابل تجزیه و نه قابل بازیافت است و در عین حال تأثیر منفی زیادی بر کیفیت آب و خاک دارد. بر این اساس، این مقاله پیشرفتهای تحقیقاتی اخیر در فناوری رنگرزی بدون نمک را بررسی میکند و به طور سیستماتیک تغییرات ساختاری رنگهای واکنشی کم نمک، فناوری پیوند و فناوری پیوند عرضی را مورد بحث قرار میدهد.
رنگهای راکتیو برای رنگرزی بدون نمک
ویژگیهای برجسته رنگهای واکنشی، ساختار مولکولی کوچک، آبدوستی خوب و شستشوی آسان رنگ شناور پس از تثبیت است. این یک نوآوری مهم در طراحی مولکولهای رنگ است. اما این امر همچنین باعث میشود که سرعت جذب رنگ و سرعت تثبیت آن کم باشد و در طول رنگرزی نیاز به اضافه کردن مقدار زیادی نمک باشد. این امر منجر به از دست رفتن مقدار زیادی فاضلاب و رنگهای شور میشود و در نتیجه هزینه تصفیه فاضلاب را افزایش میدهد. آلودگی محیط زیست جدی است. برخی از شرکتهای رنگرزی شروع به توجه به غربالگری و بهبود پیشسازهای رنگ و گروههای واکنشی و توسعه رنگهای واکنشی برای رنگرزی کم نمک کردهاند. سیباکرون ال که توسط سیبا عرضه شده است، نوعی رنگ رنگرزی کم نمک است که از گروههای فعال مختلف برای ترکیب استفاده میکند. ویژگی این رنگ این است که مقدار نمک مورد استفاده در رنگرزی 1/4 تا 1/2 رنگهای واکنشی عمومی است. به تغییرات نسبت حمام حساس نیست و قابلیت تکرارپذیری خوبی دارد. این نوع رنگها عمدتاً رنگرزی غوطهوری هستند و میتوانند همراه با رنگهای دیسپرس برای رنگرزی سریع و تکحمامی مخلوطهای پلیاستر/پنبه استفاده شوند.
شرکت سومیتومو ژاپن مجموعهای از روشهای رنگرزی مناسب برای رنگهای سری Sumifux Supra را پیشنهاد داد. این روش رنگآمیزی LETfS نام دارد. مقدار نمک معدنی مورد استفاده در این روش تنها ۱/۲ تا ۱/۳ فرآیند سنتی است و نسبت حمام میتواند به ۱:۱۰ برسد. و مجموعهای از رنگهای واکنشی سازگار با این فرآیند را راهاندازی کرد. این سری از رنگها، رنگهای هتروبی-واکنشی متشکل از مونوکلرو-تریازین و سولفات B-اتیل سولفون هستند. مقدار رنگ باقیمانده در فاضلاب رنگرزی این سری از رنگها تنها ۲۵ تا ۳۰ درصد از محتوای رنگ در فاضلاب رنگرزی واکنشی عمومی است. این روش برای رنگرزی الیاف Tencel توصیه میشود. این روش از نظر سرعت تثبیت، شستشوی آسان و ثباتهای مختلف محصولات رنگرزی شده، عملکرد کاربردی عالی را نشان میدهد.
شرکت DyStar رنگهای سری RemazolEF را که برای رنگرزی بدون نمک مناسب هستند، عرضه کرد. گروه فعال عمدتاً B-هیدروکسی اتیل سولفون سولفات است و یک فرآیند رنگرزی بدون نمک سازگار با محیط زیست را راهاندازی کرد. میزان نمک معدنی مورد استفاده 1/3 فرآیند مرسوم است. فرآیند رنگرزی کوتاهتر شده است. علاوه بر این، این سیستم طیف گستردهای از کروماتوگرامها را پوشش میدهد. میتوان انواع سه رنگ اصلی را برای به دست آوردن رنگهای روشن ترکیب کرد. شرکت Clariant (Clariant) سری DrimareneHF از رنگهای راکتیو را عمدتاً در 4 نوع عرضه کرد: DrimareneBlueHF-RL، 戡ownHF-2RL، NavyHF-G، RedHF-G که برای رنگرزی رمقکشی و رنگرزی مداوم الیاف سلولزی استفاده میشوند، عملکرد کاربردی و ثبات خوبی دارند. سرعت تثبیت بسیار بالا، نسبت نمک و مایع کم است. تثبیت خنثی، قابلیت شستشوی خوب.
برخی از رنگهای واکنشی جدید میتوانند با افزایش حجم مولکولهای رنگ و کاهش مقدار نمکهای معدنی، خاصیت مستقیم رنگها را افزایش دهند. به عنوان مثال، افزودن گروههای اوره میتواند خاصیت مستقیم گروههای فعال را افزایش داده و مقدار نمکهای معدنی را کاهش دهد. سرعت تثبیت را بهبود بخشد؛ همچنین پیشسازهای رنگ پلیآزو (مانند تریسازو، تتراآزو) برای افزایش خاصیت مستقیم رنگ و دستیابی به هدف رنگرزی بدون نمک وجود دارند. اثر ممانعت فضایی بالای برخی از رنگها در ساختار نیز میتواند واکنشپذیری گروههای واکنشی رنگهای واکنشی و مقدار نمک مورد استفاده در رنگرزی را به طور قابل توجهی تغییر دهد. این اثرات ممانعت فضایی عموماً ناشی از ورود جایگزینهای آلکیل در موقعیتهای مختلف روی ماتریس رنگ است. ویژگیهای ساختاری اساسی آنها توسط محققان به شرح زیر خلاصه شده است:
گروه فعال یک SO: CH2CH: oS03Na میتواند در موقعیت متا یا پارا حلقه بنزن باشد؛
R3 میتواند در موقعیتهای ارتو، اینتر یا پارا حلقه بنزن باشد. فرمول ساختاری آن، رنگهای واکنشپذیر وینیل سولفون است.
جایگزینهای مختلف یا موقعیتهای جایگزینی مختلف روی رنگها میتوانند در شرایط رنگرزی یکسان، ارزش رنگرزی یکسانی را به دست آورند، اما مقدار نمک رنگرزی آنها کاملاً متفاوت است.
رنگهای واکنشی کم نمک عالی باید دارای ویژگیهای زیر باشند: ۱) مقدار نمک مورد استفاده در رنگرزی به میزان زیادی کاهش مییابد؛ ۲) رنگرزی در حمام رنگ با نسبت حمام کم، پایداری حمام رنگرزی؛ ۳) قابلیت شستشوی خوب. کاهش زمان پس از پردازش؛ ۴) تکرارپذیری عالی. از نظر بهبود رنگ، علاوه بر بهبود ذکر شده در ساختار ماتریس رنگ و ترکیب معقول گروههای فعال، برخی افراد رنگهای واکنشی کاتیونی را سنتز کردهاند که میتوانند بدون افزودن نمک رنگ شوند. به عنوان مثال، رنگهای واکنشی کاتیونی با ساختار زیر:
از فرمول بالا میتوان دریافت که بدنه رنگی به گروه فعال مونوکلروتریازین متصل است. یک گروه آمونیوم چهارتایی پیریدین نیز به حلقه s-تریازین متصل است. رنگ دارای بار مثبت است و گروه آمونیوم چهارتایی یک گروه محلول در آب است. از آنجایی که نه تنها هیچ دافعه باری بین مولکولهای رنگ و الیاف وجود ندارد، بلکه جاذبه بارهای مثبت و منفی نیز وجود دارد، رنگ به راحتی به سطح الیاف نزدیک میشود و به الیاف رنگ شده جذب میشود. وجود الکترولیتها در محلول رنگرزی نه تنها اثر تقویتکننده رنگ را ایجاد نمیکند، بلکه جاذبه بین رنگ و الیاف را نیز تضعیف میکند، بنابراین این نوع رنگرزی را میتوان بدون اضافه کردن الکترولیت برای رنگرزی بدون نمک رنگ کرد. فرآیند رنگرزی مشابه رنگهای راکتیو معمولی است. برای رنگهای راکتیو مونوکلروتریازین، کربنات سدیم همچنان به عنوان ماده تثبیتکننده اضافه میشود. دمای تثبیت حدود 85 درجه سانتیگراد است. میزان جذب رنگ میتواند به ۹۰٪ تا ۹۴٪ و میزان تثبیت آن ۸۰٪ تا ۹۰٪ باشد. این ماده دارای ثبات نوری و ثبات شستشویی خوبی است. گزارش شده است که رنگهای واکنشی کاتیونی مشابه نیز از مونوفلورو-اس-تریازین به عنوان گروه فعال استفاده میکنند. فعالیت مونوفلورو-اس-تریازین بیشتر از مونوکلرو-اس-تریازین است.
این رنگها را میتوان با مخلوط پنبه/اکریلیک نیز رنگ کرد و سایر خواص رنگها (مانند یکنواختی و سازگاری و غیره) نیاز به مطالعه بیشتر دارد. اما این روش جدیدی را برای رنگرزی بدون نمک الیاف سلولزی فراهم میکند.
زمان ارسال: ۱۲ ژانویه ۲۰۲۱