رنگ‌های راکتیو حلالیت بسیار خوبی در آب دارند. رنگ‌های راکتیو عمدتاً برای حل شدن در آب به گروه اسید سولفونیک روی مولکول رنگ متکی هستند. برای رنگ‌های راکتیو با دمای متوسط ​​حاوی گروه‌های وینیل سولفون، علاوه بر گروه اسید سولفونیک، β-اتیل سولفونیل سولفات نیز یک گروه حل‌کننده بسیار خوب است.

در محلول آبی، یون‌های سدیم روی گروه اسید سولفونیک و گروه سولفات -اتیل سولفون تحت واکنش هیدراتاسیون قرار می‌گیرند تا رنگ آنیون تشکیل داده و در آب حل شود. رنگرزی رنگ واکنشی به آنیون رنگی که قرار است به الیاف رنگ شود بستگی دارد.

حلالیت رنگ‌های راکتیو بیش از ۱۰۰ گرم در لیتر است، اکثر رنگ‌ها حلالیت ۲۰۰ تا ۴۰۰ گرم در لیتر دارند و برخی از رنگ‌ها حتی می‌توانند به ۴۵۰ گرم در لیتر برسند. با این حال، در طول فرآیند رنگرزی، حلالیت رنگ به دلایل مختلف (یا حتی کاملاً نامحلول) کاهش می‌یابد. هنگامی که حلالیت رنگ کاهش می‌یابد، بخشی از رنگ به دلیل دافعه بار زیاد بین ذرات، از یک آنیون آزاد به ذرات تبدیل می‌شود. با کاهش، ذرات و ذرات یکدیگر را جذب می‌کنند و باعث تجمع می‌شوند. این نوع تجمع ابتدا ذرات رنگ را به صورت تجمع جمع می‌کند، سپس به تجمع تبدیل می‌شود و در نهایت به لخته تبدیل می‌شود. اگرچه لخته‌ها نوعی مجموعه سست هستند، اما به دلیل لایه دوگانه الکتریکی اطرافشان که توسط بارهای مثبت و منفی تشکیل شده است، معمولاً تجزیه آنها توسط نیروی برشی هنگام گردش مایع رنگ دشوار است و لخته‌ها به راحتی روی پارچه رسوب می‌کنند و در نتیجه رنگرزی یا لکه‌دار شدن سطح پارچه ایجاد می‌شود.

هنگامی که رنگ چنین تجمعی داشته باشد، ثبات رنگ به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد و در عین حال باعث ایجاد لکه‌ها، لکه‌ها و لکه‌های مختلف می‌شود. برای برخی از رنگ‌ها، لخته شدن باعث تسریع بیشتر مونتاژ تحت نیروی برشی محلول رنگ می‌شود و باعث کم آبی و شوره زدن می‌شود. هنگامی که شوره زدن رخ می‌دهد، رنگ رنگ شده بسیار روشن می‌شود یا حتی رنگ نمی‌شود، حتی اگر رنگ شده باشد، لکه‌ها و لکه‌های رنگی جدی خواهد بود.

علل تجمع رنگ

دلیل اصلی الکترولیت است. در فرآیند رنگرزی، الکترولیت اصلی شتاب‌دهنده رنگ (نمک سدیم و نمک) است. شتاب‌دهنده رنگ حاوی یون‌های سدیم است و معادل یون‌های سدیم در مولکول رنگ بسیار کمتر از شتاب‌دهنده رنگ است. تعداد معادل یون‌های سدیم، غلظت طبیعی شتاب‌دهنده رنگ در فرآیند رنگرزی معمولی تأثیر زیادی بر حلالیت رنگ در حمام رنگ نخواهد داشت.

با این حال، هنگامی که مقدار شتاب‌دهنده رنگ افزایش می‌یابد، غلظت یون‌های سدیم در محلول نیز به همان نسبت افزایش می‌یابد. یون‌های سدیم اضافی، یونیزاسیون یون‌های سدیم را روی گروه حل‌شونده مولکول رنگ مهار می‌کنند و در نتیجه حلالیت رنگ را کاهش می‌دهند. پس از بیش از 200 گرم در لیتر، اکثر رنگ‌ها درجات مختلفی از تجمع خواهند داشت. هنگامی که غلظت شتاب‌دهنده رنگ از 250 گرم در لیتر فراتر رود، درجه تجمع تشدید می‌شود و ابتدا کلوخه‌ها و سپس در محلول رنگ تشکیل می‌شوند. کلوخه‌ها و لخته‌ها به سرعت تشکیل می‌شوند و برخی از رنگ‌ها با حلالیت کم تا حدی نمک‌سود یا حتی دهیدراته می‌شوند. رنگ‌هایی با ساختارهای مولکولی مختلف، خواص ضد تجمع و مقاومت در برابر نمک‌سود شدن متفاوتی دارند. هرچه حلالیت کمتر باشد، خواص ضد تجمع و تحمل نمک نیز کمتر است. عملکرد تحلیلی بدتر می‌شود.

حلالیت رنگ عمدتاً توسط تعداد گروه‌های اسید سولفونیک در مولکول رنگ و تعداد سولفات‌های β-اتیل سولفون تعیین می‌شود. در عین حال، هرچه آبدوستی مولکول رنگ بیشتر باشد، حلالیت بیشتر و هرچه آبدوستی کمتر باشد، حلالیت کمتر است. (به عنوان مثال، رنگ‌های با ساختار آزو آبدوست‌تر از رنگ‌های با ساختار هتروسیکلیک هستند.) علاوه بر این، هرچه ساختار مولکولی رنگ بزرگتر باشد، حلالیت کمتر و هرچه ساختار مولکولی کوچکتر باشد، حلالیت بیشتر است.

حلالیت رنگ‌های واکنشی
تقریباً می‌توان آن را به چهار دسته تقسیم کرد:

کلاس A، رنگ‌های حاوی سولفات دی اتیل سولفون (یعنی وینیل سولفون) و سه گروه واکنش‌پذیر (مونوکلرو-تریازین + دی وینیل سولفون) بیشترین حلالیت را دارند، مانند یوان چینگ B، نیروی دریایی GG، نیروی دریایی RGB، طلایی: RNL و تمام رنگ‌های مشکی واکنش‌پذیر که با مخلوط کردن یوان چینگ B، رنگ‌های گروه سه واکنش‌پذیر مانند نوع ED، نوع Ciba و غیره ساخته می‌شوند. حلالیت این رنگ‌ها عمدتاً حدود ۴۰۰ گرم در لیتر است.

کلاس B، رنگ‌های حاوی گروه‌های هتروبیراکتیو (مونوکلرو-تریازین + وینیل سولفون)، مانند زرد 3RS، قرمز 3BS، قرمز 6B، قرمز GWF، سه رنگ اصلی RR، سه رنگ اصلی RGB و غیره. حلالیت آنها بر اساس 200 تا 300 گرم است. حلالیت متا-استر بیشتر از پارا-استر است.

نوع C: آبی نفتی که یک گروه هتروبیراکتیو نیز هست: BF، آبی نفتی 3GF، آبی تیره 2GFN، قرمز RBN، قرمز F2B و غیره، به دلیل گروه‌های اسید سولفونیک کمتر یا وزن مولکولی بیشتر، حلالیت آن نیز کم است، فقط 100-200 گرم در هر Rise. کلاس D: رنگ‌هایی با گروه مونووینیل سولفون و ساختار هتروسیکلیک، با کمترین حلالیت، مانند آبی درخشان KN-R، آبی فیروزه‌ای G، زرد روشن 4GL، بنفش 5R، آبی BRF، نارنجی درخشان F2R، قرمز درخشان F2G و غیره. حلالیت این نوع رنگ فقط حدود 100 گرم در لیتر است. این نوع رنگ به ویژه به الکترولیت‌ها حساس است. پس از تجمع این نوع رنگ، حتی نیازی به فرآیند لخته‌سازی نیست و مستقیماً نمک‌زدایی می‌شود.

در فرآیند رنگرزی معمولی، حداکثر مقدار شتاب‌دهنده رنگ ۸۰ گرم در لیتر است. فقط رنگ‌های تیره به چنین غلظت بالایی از شتاب‌دهنده رنگ نیاز دارند. وقتی غلظت رنگ در حمام رنگرزی کمتر از ۱۰ گرم در لیتر باشد، اکثر رنگ‌های راکتیو همچنان در این غلظت حلالیت خوبی دارند و تجمع پیدا نمی‌کنند. اما مشکل در مخزن رنگرزی است. طبق فرآیند رنگرزی معمولی، ابتدا رنگ اضافه می‌شود و پس از اینکه رنگ در حمام رنگ به طور کامل رقیق شد و به یکنواختی رسید، شتاب‌دهنده رنگ اضافه می‌شود. شتاب‌دهنده رنگ اساساً فرآیند انحلال را در مخزن رنگ تکمیل می‌کند.

طبق فرآیند زیر عمل کنید

فرض: غلظت رنگرزی ۵٪، نسبت مایع ۱:۱۰، وزن پارچه ۳۵۰ کیلوگرم (جریان مایع دو لوله‌ای)، سطح آب ۳.۵T، سولفات سدیم ۶۰ گرم در لیتر، مقدار کل سولفات سدیم ۲۰۰ کیلوگرم (۵۰ ​​کیلوگرم در هر بسته، در مجموع ۴ بسته) است (ظرفیت مخزن مواد معمولاً حدود ۴۵۰ لیتر است). در فرآیند حل کردن سولفات سدیم، اغلب از مایع رفلاکس دیگ رنگ استفاده می‌شود. مایع رفلاکس حاوی رنگ اضافه شده قبلی است. معمولاً ابتدا ۳۰۰ لیتر مایع رفلاکس در دیگ مواد قرار داده می‌شود و سپس دو بسته سولفات سدیم (۱۰۰ کیلوگرم) ریخته می‌شود.

مشکل اینجاست که اکثر رنگ‌ها در این غلظت سولفات سدیم به درجات مختلفی تجمع می‌یابند. در میان آنها، نوع C تجمع شدیدی خواهد داشت و رنگ D نه تنها تجمع می‌یابد، بلکه حتی نمک‌زدایی نیز می‌شود. اگرچه اپراتور عمومی از این روش برای پر کردن آهسته محلول سولفات سدیم موجود در دیگ مواد به دیگ رنگ از طریق پمپ گردش اصلی پیروی می‌کند، اما رنگ موجود در 300 لیتر محلول سولفات سدیم لخته تشکیل داده و حتی نمک‌زدایی شده است.

وقتی تمام محلول موجود در دیگ مواد به دیگ رنگرزی ریخته می‌شود، به شدت قابل مشاهده است که لایه‌ای از ذرات رنگ چرب روی دیواره دیگ و کف دیگ وجود دارد. اگر این ذرات رنگ تراشیده شوند و در آب تمیز قرار داده شوند، معمولاً حل کردن مجدد آنها دشوار است. در واقع، 300 لیتر محلول ورودی به دیگ رنگرزی همگی به این شکل هستند.

به یاد داشته باشید که دو بسته پودر یوان‌مینگ نیز وجود دارد که به این روش حل شده و دوباره به مخزن رنگ اضافه می‌شوند. پس از این اتفاق، لکه‌ها، لکه‌ها و لکه‌ها به طور حتم ایجاد می‌شوند و به دلیل رنگرزی سطحی، حتی اگر لخته‌سازی یا نمک‌زدایی آشکاری وجود نداشته باشد، ثبات رنگ به طور جدی کاهش می‌یابد. برای کلاس A و کلاس B با حلالیت بالاتر، تجمع رنگ نیز رخ خواهد داد. اگرچه این رنگ‌ها هنوز لخته‌سازی تشکیل نداده‌اند، اما حداقل بخشی از رنگ‌ها قبلاً آگلومره تشکیل داده‌اند.

نفوذ این سنگدانه‌ها در الیاف دشوار است. از آنجا که ناحیه آمورف الیاف پنبه فقط اجازه نفوذ و انتشار رنگ‌های تک یونی را می‌دهد، هیچ سنگدانه‌ای نمی‌تواند وارد ناحیه آمورف الیاف شود. فقط می‌تواند روی سطح الیاف جذب شود. ثبات رنگ نیز به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد و در موارد جدی، لکه‌ها و ساییدگی‌های رنگی نیز رخ می‌دهد.

درجه انحلال رنگ‌های راکتیو به عوامل قلیایی مربوط می‌شود.

وقتی عامل قلیایی اضافه می‌شود، سولفات بتا-اتیل سولفون رنگ واکنشی، یک واکنش حذفی انجام می‌دهد تا وینیل سولفون واقعی خود را تشکیل دهد که در ژن‌ها بسیار محلول است. از آنجایی که واکنش حذف به عامل قلیایی بسیار کمی نیاز دارد (که اغلب کمتر از ۱/۱۰ دوز فرآیند را تشکیل می‌دهد)، هر چه دوز قلیایی بیشتری اضافه شود، رنگ‌های بیشتری واکنش را حذف می‌کنند. پس از وقوع واکنش حذف، حلالیت رنگ نیز کاهش می‌یابد.

همین عامل قلیایی، یک الکترولیت قوی نیز هست و حاوی یون‌های سدیم است. بنابراین، غلظت بیش از حد عامل قلیایی باعث می‌شود رنگی که وینیل سولفون تشکیل داده، تجمع یابد یا حتی نمک‌سود شود. همین مشکل در مخزن مواد نیز رخ می‌دهد. هنگامی که عامل قلیایی حل می‌شود (به عنوان مثال، خاکستر سودا را در نظر بگیرید)، اگر از محلول رفلاکس استفاده شود. در این زمان، مایع رفلاکس از قبل حاوی عامل شتاب‌دهنده رنگ و رنگ در غلظت فرآیند عادی است. اگرچه ممکن است بخشی از رنگ توسط الیاف خارج شده باشد، حداقل بیش از 40٪ از رنگ باقی مانده در مایع رنگ است. فرض کنید یک بسته خاکستر سودا در حین کار ریخته شود و غلظت خاکستر سودا در مخزن از 80 گرم در لیتر بیشتر شود. حتی اگر شتاب‌دهنده رنگ در مایع رفلاکس در این زمان 80 گرم در لیتر باشد، رنگ موجود در مخزن نیز متراکم می‌شود. رنگ‌های C و D حتی ممکن است نمک‌سود شوند، به خصوص برای رنگ‌های D، حتی اگر غلظت خاکستر سودا به 20 گرم در لیتر کاهش یابد، نمک‌سود شدن موضعی رخ می‌دهد. در میان آنها، Brilliant Blue KN.R، Turquoise Blue G و Supervisor BRF حساس‌ترین هستند.

تجمع رنگ یا حتی شوره زدن آن به این معنی نیست که رنگ به طور کامل هیدرولیز شده است. اگر تجمع یا شوره زدن ناشی از شتاب دهنده رنگ باشد، تا زمانی که بتوان آن را دوباره حل کرد، می‌توان آن را رنگ کرد. اما برای حل شدن مجدد آن، لازم است مقدار کافی از کمک رنگ (مانند اوره 20 گرم در لیتر یا بیشتر) اضافه شود و دما باید با هم زدن کافی تا 90 درجه سانتیگراد یا بیشتر افزایش یابد. بدیهی است که در عملیات واقعی فرآیند بسیار دشوار است.
برای جلوگیری از تجمع یا شور شدن رنگ‌ها در خمره، هنگام تهیه رنگ‌های غلیظ و غلیظ برای رنگ‌های C و D با حلالیت کم و همچنین رنگ‌های A و B، باید از فرآیند رنگرزی انتقالی استفاده شود.

عملیات و تحلیل فرآیند

۱. از مخزن رنگرزی برای برگرداندن شتاب‌دهنده رنگ استفاده کنید و آن را در مخزن گرم کنید تا حل شود (۶۰ تا ۸۰ درجه سانتیگراد). از آنجایی که هیچ رنگی در آب شیرین وجود ندارد، شتاب‌دهنده رنگ هیچ تمایلی به پارچه ندارد. شتاب‌دهنده رنگ حل‌شده را می‌توان در اسرع وقت به مخزن رنگرزی پر کرد.

۲. پس از اینکه محلول آب نمک به مدت ۵ دقیقه در گردش قرار گرفت، شتاب‌دهنده رنگ اساساً کاملاً یکنواخت می‌شود و سپس محلول رنگی که از قبل حل شده است اضافه می‌شود. محلول رنگ باید با محلول رفلاکس رقیق شود، زیرا غلظت شتاب‌دهنده رنگ در محلول رفلاکس فقط ۸۰ گرم در لیتر است، رنگ تجمع پیدا نمی‌کند. در عین حال، از آنجایی که رنگ تحت تأثیر شتاب‌دهنده رنگ (غلظت نسبتاً کم) قرار نمی‌گیرد، مشکل رنگرزی رخ می‌دهد. در این زمان، نیازی به کنترل زمان پر کردن دیگ رنگرزی توسط محلول رنگرزی نیست و معمولاً در ۱۰ تا ۱۵ دقیقه تکمیل می‌شود.

۳. مواد قلیایی باید تا حد امکان هیدراته شوند، به خصوص برای رنگ‌های C و D. از آنجا که این نوع رنگ در حضور مواد تقویت‌کننده رنگ، به مواد قلیایی بسیار حساس است، حلالیت مواد قلیایی نسبتاً زیاد است (حلالیت خاکستر سودا در دمای ۶۰ درجه سانتیگراد ۴۵۰ گرم در لیتر است). آب تمیز مورد نیاز برای حل کردن ماده قلیایی نیازی به مقدار زیاد ندارد، اما سرعت افزودن محلول قلیایی باید مطابق با الزامات فرآیند باشد و به طور کلی بهتر است آن را به صورت تدریجی اضافه کنید.

۴. برای رنگ‌های دی‌وینیل سولفون در دسته A، سرعت واکنش نسبتاً بالاست زیرا این رنگ‌ها به ویژه در دمای ۶۰ درجه سانتیگراد به عوامل قلیایی حساس هستند. برای جلوگیری از تثبیت فوری رنگ و رنگ ناهموار، می‌توانید ۱/۴ عامل قلیایی را از قبل در دمای پایین اضافه کنید.

در فرآیند رنگرزی انتقالی، فقط عامل قلیایی است که نیاز به کنترل سرعت تغذیه دارد. فرآیند رنگرزی انتقالی نه تنها برای روش گرمایشی، بلکه برای روش دمای ثابت نیز قابل اجرا است. روش دمای ثابت می‌تواند حلالیت رنگ را افزایش داده و انتشار و نفوذ رنگ را تسریع کند. سرعت تورم ناحیه آمورف الیاف در دمای 60 درجه سانتیگراد حدود دو برابر بیشتر از 30 درجه سانتیگراد است. بنابراین، فرآیند دمای ثابت برای پنیر، کلوچه و غیره مناسب‌تر است. پرتوهای تار شامل روش‌های رنگرزی با نسبت‌های مایع کم، مانند رنگرزی جیگ هستند که نیاز به نفوذ و انتشار زیاد یا غلظت رنگ نسبتاً بالا دارند.

توجه داشته باشید که سولفات سدیم موجود در بازار گاهی اوقات نسبتاً قلیایی است و مقدار PH آن می‌تواند به ۹-۱۰ برسد. این بسیار خطرناک است. اگر سولفات سدیم خالص را با نمک خالص مقایسه کنید، نمک تأثیر بیشتری بر تجمع رنگ نسبت به سولفات سدیم دارد. دلیل این امر این است که معادل یون‌های سدیم در نمک طعام در وزن یکسان، بیشتر از معادل آن در سولفات سدیم است.

تجمع رنگ‌ها کاملاً به کیفیت آب مربوط می‌شود. به‌طورکلی، یون‌های کلسیم و منیزیم زیر ۱۵۰ ppm تأثیر زیادی بر تجمع رنگ‌ها نخواهند داشت. با این حال، یون‌های فلزات سنگین در آب، مانند یون‌های فریک و یون‌های آلومینیوم، از جمله برخی از میکروارگانیسم‌های جلبک، تجمع رنگ را تسریع می‌کنند. به‌عنوان‌مثال، اگر غلظت یون‌های فریک در آب از ۲۰ ppm بیشتر شود، توانایی ضد چسبندگی رنگ می‌تواند به‌طور قابل‌توجهی کاهش یابد و تأثیر جلبک‌ها جدی‌تر است.

همراه با تست مقاومت در برابر تجمع رنگ و نمک‌سود شدن:

روش تعیین ۱: ۰.۵ گرم رنگ، ۲۵ گرم سولفات سدیم یا نمک را وزن کنید و آن را در ۱۰۰ میلی‌لیتر آب تصفیه‌شده در دمای ۲۵ درجه سانتی‌گراد به مدت حدود ۵ دقیقه حل کنید. از یک لوله چکه‌گیر برای مکش محلول استفاده کنید و ۲ قطره را به طور مداوم در یک نقطه روی کاغذ صافی بچکانید.

تعیین ۲: ۰.۵ گرم رنگ، ۸ گرم سولفات سدیم یا نمک و ۸ گرم خاکستر سودا را وزن کنید و آن را در ۱۰۰ میلی‌لیتر آب تصفیه‌شده در دمای حدود ۲۵ درجه سانتیگراد به مدت حدود ۵ دقیقه حل کنید. با استفاده از قطره‌چکان، محلول را به طور مداوم روی کاغذ صافی بمکید. ۲ قطره.

روش فوق می‌تواند به سادگی برای قضاوت در مورد توانایی ضد تجمع و نمک‌زدایی رنگ استفاده شود و اساساً می‌تواند قضاوت کند که از کدام فرآیند رنگرزی باید استفاده شود.