Das Verständnis der vier Eigenschaften von reaktiven Farbstoffen ist entscheidend für den Erfolgsgrad des Einmal-Färbens.
Reaktive Farbstoffe, auch bekannt als reaktive Farbstoffe. Ein Typ von Farbstoff, der während des Färberprozesses eine chemische Reaktion mit den Fasern durchläuft. Diese Art von Farbstoffmolekülen enthält funktionelle Gruppen, die chemische Reaktionen mit den Fasern eingehen können. Während des Färbens reagiert der Farbstoff mit den Fasern und bildet kovalente Bindungen zwischen beiden, was zu einem Ganzes führt und die Wasch- und Reibfestigkeit verbessert. Reaktive Farbstoffe sind ein neuer Typ von Farbstoffen. Moleküle reaktiver Farbstoffe bestehen aus zwei Hauptkomponenten: dem Grundfarbstoff und der reaktiven Gruppe. Die Gruppe, die mit den Fasern reagieren kann, wird reaktive Gruppe genannt.
Die Eigenschaften reaktiver Farbstoffe sind folgende:
1, Löslichkeit
Reaktive Farbstoffe mit hoher Qualität haben eine gute Wasserteilfähigkeit. Die Teillöslichkeit und die Konzentration der vorbereiteten Farblösung hängen von Faktoren wie dem gewählten Badeverhältnis, der Menge des zugesetzten Elektrolyten, der Färmetemperatur und der Menge des verwendeten Harnstoffs ab. Die Teillöslichkeit von reaktiven Farbstoffen unterscheidet sich stark, wie in verschiedenen Abhandlungen zu sehen ist. Die aufgelistete Teillöslichkeit bezieht sich auf den zulässigen Bereich für die Anwendung des Farbstoffs. Für die Bedruckung oder das Pad-Färmen sollten reaktive Farbstoffe mit einer Teillöslichkeit von etwa 100 Gramm pro Liter ausgewählt werden, wobei eine vollständige Auflösung des Farbstoffs erforderlich ist, ohne Trübung und ohne Farbflecken. Heißes Wasser kann die Auflösung beschleunigen, Harnstoff hat einen lösenden Effekt, und Elektrolyte wie Salz und Natriumhydroxid können die Teillöslichkeit von Farbstoffen verringern. Beim Auflösen von reaktiven Farbstoffen sollte kein alkalischer Stoff gleichzeitig zugesetzt werden, um eine Hydrolyse des Farbstoffs zu verhindern.
Die Methoden zur Bestimmung der Löslichkeit von reaktiven Farbstoffen umfassen Vakuumsfiltration, Spektrophotometrie und die Filterpapier-Tropfenmethode. Die Filterpapier-Tropfenmethode ist einfach zu handhaben und für den praktischen Einsatz in Fabriken geeignet. Beim Messen bereitet man eine Reihe von Farblösungen mit unterschiedlichen Konzentrationen zu und rührt diese bei Raumtemperatur (20 ℃) zehn Minuten lang, um die Farbstoffe vollständig zu lösen. Tauche einen 1 ml abgestuften Pipetten in die Mitte der Probe ein und mische beim Einziehen dreimal. Danach nimmt man 0,5 Milliliter der Probelösung und tropft sie senkrecht auf das auf dem Rand des Bechers flach liegenden Filterpapier, wobei der Vorgang wiederholt wird. Nach dem Trocknen prüft man das Eindringungsareal visuell und nimmt die vorhergehende Konzentration ohne offensichtliche Flecken auf dem Filterpapier als Löslichkeit des Farbstoffs an, ausgedrückt in Gramm pro Liter. Einige Lösungen von reaktiven Farbstoffen erscheinen nach dem Abkühlen als trübe kolloidale Lösungen, die sich gleichmäßig auf dem Filterpapier verteilen können, ohne dass es zu Fleckenbildung kommt, und behindern die normale Verwendung nicht.
2. Diffusivität
Diffusivität bezieht sich auf die Fähigkeit von Farbstoffen, sich in Richtung des Inneren der Fasern zu bewegen, mit temperaturabhängiger Diffusion von Farbmolekülen. Farbstoffe mit hohen Diffusionskoeffizienten haben hohe Reaktionsraten und Fixierungs-effizienz sowie gute Gleichmäßigkeit und Durchdringung. Die Diffusionsleistung hängt von der Struktur und Größe des Farbstoffs ab, und je größer das Molekül ist, desto schwieriger ist es, sich zu diffundieren. Farbstoffe mit hoher Affinität für Fasern haben starke Adsorptionskräfte auf Fasern, was die Diffusion erschwert. Daher ist es normalerweise notwendig, die Temperatur zu erhöhen, um die Diffusion des Farbstoffs zu beschleunigen. Durch Hinzufügen von Elektrolyten zur Farblösung wird der Diffusionskoeffizient des Farbstoffs reduziert.
Die Diffusionsleistung von Farbstoffen wird normalerweise durch die Dünnschichtmethode gemessen. Tauchen Sie das Klebefilm (Glaspapier) in destilliertes Wasser ein, mit einer Dicke von 2,4 Fäden vor dem Einweichen und 4,5 Fäden nach 24 Stunden Einweichen. Beim Messen stapeln Sie dieses Film auf die benötigte Dicke und drücken es unter einer Glasplatte, um Blasen zu entfernen. Anschließend wird es zwischen zwei Klemmen mit Gummipadings in der Mitte eingeklemmt, wobei eine der Klemmen eine runde Öffnung in der Mitte hat. Der Farbstoff kann nur durch diese Öffnung in den Filmlager diffundieren. Tauchen Sie das Klemmfilm für 1 Stunde bei 20 ℃ in die Farblösung ein, nehmen Sie es dann heraus und spülen Sie es mit Wasser ab. Beobachten Sie die Anzahl der durch den Film gedrungenen Schichten der Farblösung und die Farbe jedes Schichtens. Es besteht eine bestimmte Korrelation zwischen der Anzahl der Diffusionsschichten und der Halbfärbungszeit, wobei eine kürzere Halbfärbungszeit und mehr Diffusionsschichten zusammenhängen.
3, Direktheit
Direktheit bezieht sich auf die Fähigkeit von reaktiven Farbstoffen, von den Fasern in der Färbelösung absorbiert zu werden. Reaktive Farbstoffe mit hoher Löslichkeit haben oft eine geringe Direktheit, und für kontinuierliches Pad-Färben und -drucken sollten Sortimente mit niedriger Direktheit ausgewählt werden. Färbemaschinen mit hohen Badverhältnissen, wie zum Beispiel Seilfärben und Garnverdrehfärben, sollten den Einsatz von Farbstoffen mit hoher Direktheit priorisieren. Bei der Walzfärbemethode (kalte Walzhaufen) wird die Färblösung durch Tauchwalzen auf die Fasern übertragen, und es ist auch leicht möglich, mit etwas weniger direkten Farbstoffen eine gleichmäßige Färbung zu erreichen, mit weniger Farbunterschieden vor und nach dem Prozess und einfacherer Reinigung mit hydrolysierten Farbstoffen.
Die Direktheit von reaktiven Farbstoffen wird durch den Gleichgewichtsaufnahmeprozentsatz (also Färbegrad) oder den Rf-Wert der Farbschichtanalyse dargestellt.
Messmethode (1): Das Fasermaterial wird in 2 Gramm gebleichter Seide 40X40 Baumwollpoplin verpackt. Die Farbkonzentration beträgt 0,2 Gramm pro Liter, das Badeverhältnis 20:1, und die Färtemperatur wird in zwei Stufen unterteilt: 30 ℃ und 80 ℃. Beim Messen werden 2 Gramm Stoff in Stücke geschnitten und in ein dreihalsiges Fläschchen gegeben, das die vorgeschriebene Färtemperatur erreicht hat (um Wasserdampf zu vermeiden). In regelmäßigen Abständen werden unter Rühren 2 Milliliter der Farblösung abgezogen (während gleichzeitig 2 Milliliter Wasser hinzugefügt werden), und die optische Dichte der Farblösung wird gemessen. Mit zunehmender Färtdauer erreicht die Adsorption ein Gleichgewicht und die optische Dichte der Farblösung bleibt unverändert. Der Prozentsatz des Farbaufnahmes zu diesem Zeitpunkt gibt den Grad der Direktheit der Farbe an.
Messmethode (2): Papierchromatographie (Xinhua # 3 Filterpapier), beobachten Sie, dass die Höhe des Aufstiegs jedes Farbstoffflecks unterschiedlich ist, das heißt, der Rf-Wert unterscheidet sich. Je größer der Rf-Wert ist, desto weniger direkt wirkt der Farbstoff mit dem Cellulosematerial; je kleiner der Rf-Wert ist, desto größer ist die Direktheit. Bereiten Sie eine 0,2 g/L Farbstofflösung zu, proben Sie sie mit einem Kapillarrohr auf dem Filterpapier ab, trocknen Sie es und hängen Sie es in einer geschlossenen Chromatographiezylinder mit destilliertem Wasser für 30 Minuten auf. Dann lassen Sie eines der Enden des gefilterten Probenpapiers mit Wasser in Berührung kommen, um die Chromatographie zu starten. Wenn die vordere Kante des Entwicklers auf 20 cm ansteigt, berechnen Sie den Rf-Wert des Farbstoffflecks. Die Papierchromatographie ist eine einfache Methode zur Bestimmung der Direktheit von Farbstoffen, aber der Rf-Wert stimmt nicht vollständig mit der tatsächlichen Leistung des Farbstoffs überein.
4, Reaktivität
Die Reaktivität von reaktiven Farbstoffen bezieht sich in der Regel auf die Stärke ihrer Fähigkeit, mit Cellulose-Hydroxylgruppen zu reagieren. Farbstoffe mit hoher Reaktivität können bei Zimmertemperatur und schwach alkalischen Bedingungen immobilisiert werden, aber die Stabilität der Farbstoffe in dieser Reaktion ist relativ schlecht, und sie werden leicht hydrolysiert und verlieren ihre Färbefähigkeit. Farbstoffe mit geringer Reaktivität müssen unter höheren Temperaturbedingungen mit Cellulose binden oder die Hydroxylgruppen der Faserstoffe mit starken Basen aktivieren, um die Reaktion und Fixierung der Farbstoffe an den Fasern zu fördern.
Die Reaktivität von reaktiven Farbstoffen desselben Typs ist ungefähr gleich, und die Stärke der Reaktivität hängt von der chemischen Struktur der aktiven Gruppe des Farbstoffs ab. Anschließend hat auch die Verbindungsgrouppe zwischen dem Farbstoffkörper und der aktiven Gruppe einen gewissen Einfluss auf die Reaktivität des Farbstoffs. Darüber hinaus wird sie auch vom pH-Wert beeinflusst. Im Allgemeinen nimmt die Reaktionsrate mit zunehmendem pH-Wert zu. Was die Temperatur betrifft, ist dies ebenfalls ein Faktor, der die Reaktionsrate beeinflusst. Mit steigender Temperatur nimmt die Reaktionsrate zu. Bei jedem Anstieg der Temperatur um 10 ℃ kann sich die Reaktionsrate verdoppeln oder sogar dreifachen. Daher kann nach dem Drucken das Trocknen oder Dämpfen die Reaktion zwischen Farbstoff und Faser fördern.