Los colorantes ácidos, directos y reactivos son todos colorantes solubles en agua. La producción en 2001 fue de 30.000 toneladas, 20.000 toneladas y 45.000 toneladas, respectivamente. Sin embargo, durante mucho tiempo, las empresas de colorantes de mi país han prestado más atención al desarrollo e investigación de nuevos colorantes estructurales, mientras que la investigación sobre el posprocesamiento de colorantes ha sido relativamente débil. Los reactivos de estandarización comúnmente utilizados para colorantes solubles en agua incluyen sulfato de sodio (sulfato de sodio), dextrina, derivados de almidón, sacarosa, urea, sulfonato de naftaleno formaldehído, etc. Estos reactivos de estandarización se mezclan con el colorante original en proporción para obtener los productos básicos de resistencia requeridos, pero no pueden satisfacer las necesidades de los diferentes procesos de impresión y teñido en la industria de la impresión y el teñido. Si bien los diluyentes de colorantes mencionados anteriormente son relativamente económicos, presentan baja humectabilidad y solubilidad en agua, lo que dificulta su adaptación a las necesidades del mercado internacional y solo pueden exportarse como colorantes originales. Por lo tanto, en la comercialización de colorantes hidrosolubles, la humectabilidad y la solubilidad en agua de los colorantes son problemas que requieren una solución urgente, y es necesario contar con los aditivos adecuados.

Tratamiento de humectabilidad de tintes
En términos generales, la humectación es el reemplazo de un fluido (debe ser un gas) en la superficie por otro fluido. Específicamente, la interfaz de polvo o granular debe ser una interfaz de gas/sólido, y el proceso de humectación es cuando el líquido (agua) reemplaza al gas en la superficie de las partículas. Se puede ver que la humectación es un proceso físico entre sustancias en la superficie. En el postratamiento del tinte, la humectación a menudo juega un papel importante. Generalmente, el tinte se procesa en un estado sólido, como polvo o gránulo, que necesita humedecerse durante su uso. Por lo tanto, la humectabilidad del tinte afectará directamente el efecto de la aplicación. Por ejemplo, durante el proceso de disolución, el tinte es difícil de humedecer y flota en el agua es indeseable. Con la mejora continua de los requisitos de calidad del tinte hoy en día, el rendimiento de humectación se ha convertido en uno de los indicadores para medir la calidad de los tintes. La energía superficial del agua es de 72,75 mN/m a 20 ℃, que disminuye con el aumento de la temperatura, mientras que la energía superficial de los sólidos se mantiene básicamente sin cambios, generalmente por debajo de 100 mN/m. Por lo general, los metales y sus óxidos, sales inorgánicas, etc. son fáciles de humedecer Mojado, llamado alta energía superficial. La energía superficial de los sólidos orgánicos y polímeros es comparable a la de los líquidos generales, que se llama baja energía superficial, pero cambia con el tamaño de partícula sólida y el grado de porosidad. Cuanto menor sea el tamaño de partícula, mayor será el grado de formación porosa y la superficie Cuanto mayor sea la energía, el tamaño depende del sustrato. Por lo tanto, el tamaño de partícula del tinte debe ser pequeño. Después de que el tinte se procesa mediante un procesamiento comercial como la salazón y la molienda en diferentes medios, el tamaño de partícula del tinte se vuelve más fino, la cristalinidad se reduce y la fase cristalina cambia, lo que mejora la energía superficial del tinte y facilita la humectación.

Tratamiento de solubilidad de colorantes ácidos
Con el uso de bajas proporciones de baño y la tecnología de teñido continuo, el grado de automatización en la impresión y el teñido ha mejorado continuamente. La aparición de rellenos y pastas automáticas, y la introducción de tintes líquidos requieren la preparación de licores de tinte y pastas de estampación de alta concentración y alta estabilidad. Sin embargo, la solubilidad de los tintes ácidos, reactivos y directos en los tintes domésticos es de solo unos 100 g/L, especialmente para los tintes ácidos. Algunas variedades incluso son de solo unos 20 g/L. La solubilidad del tinte está relacionada con su estructura molecular. Cuanto mayor sea el peso molecular y menos grupos de ácido sulfónico, menor será la solubilidad; de lo contrario, mayor será la solubilidad. Además, el procesamiento comercial de los tintes es extremadamente importante, incluyendo el método de cristalización, el grado de molienda, el tamaño de partícula, la adición de aditivos, etc., que afectarán su solubilidad. Cuanto más fácil sea ionizar un tinte, mayor será su solubilidad en agua. Sin embargo, la comercialización y estandarización de los tintes tradicionales se basa en una gran cantidad de electrolitos, como el sulfato de sodio y la sal. Una gran cantidad de Na+ en agua reduce la solubilidad del tinte. Por lo tanto, para mejorar la solubilidad de los tintes hidrosolubles, es fundamental no añadir electrolitos a los tintes comerciales.

Aditivos y solubilidad
⑴ Compuesto de alcohol y codisolvente de urea
Debido a que los tintes solubles en agua contienen una cierta cantidad de grupos de ácido sulfónico y grupos de ácido carboxílico, las partículas de tinte se disocian fácilmente en solución acuosa y llevan una cierta cantidad de carga negativa. Cuando se agrega el codisolvente que contiene el grupo formador de enlaces de hidrógeno, se forma una capa protectora de iones hidratados en la superficie de los iones del tinte, lo que promueve la ionización y disolución de las moléculas de tinte para mejorar la solubilidad. Los polioles como el éter de dietilenglicol, el tiodietanol, el polietilenglicol, etc., se usan generalmente como disolventes auxiliares para tintes solubles en agua. Debido a que pueden formar un enlace de hidrógeno con el tinte, la superficie del ion del tinte forma una capa protectora de iones hidratados, que previene la agregación y la interacción intermolecular de las moléculas de tinte, y promueve la ionización y la disociación del tinte.
⑵Tensioactivo no iónico
Añadir un determinado surfactante no iónico al tinte puede debilitar la fuerza de unión entre las moléculas del tinte y entre las moléculas, acelerar la ionización y hacer que las moléculas del tinte formen micelas en agua, lo que tiene buena dispersabilidad. Los tintes polares forman micelas. Las moléculas solubilizantes forman una red de compatibilización entre las moléculas para mejorar la solubilidad, como el éter o éster de polioxietileno. Sin embargo, si la molécula del codisolvente carece de un grupo hidrófobo fuerte, el efecto de dispersión y solubilización en la micela formada por el tinte será débil y la solubilidad no aumentará significativamente. Por lo tanto, intente elegir disolventes que contengan anillos aromáticos que puedan formar enlaces hidrófobos con los tintes. Por ejemplo, éter de polioxietileno de alquilfenol, emulsionante de éster de polioxietileno sorbitán y otros como el éter de polialquilfenilfenol polioxietileno.
⑶ dispersante de lignosulfonato
El dispersante tiene una gran influencia en la solubilidad del colorante. Elegir un buen dispersante según la estructura del colorante ayudará considerablemente a mejorar su solubilidad. En los colorantes hidrosolubles, desempeña un papel importante en la prevención de la adsorción mutua (fuerza de van der Waals) y la agregación entre las moléculas del colorante. El lignosulfonato es el dispersante más eficaz, y existen investigaciones al respecto en China.
La estructura molecular de los colorantes dispersos no contiene grupos hidrofílicos fuertes, sino solo grupos débilmente polares, por lo que su hidrofilicidad es baja y su solubilidad real es muy baja. La mayoría de los colorantes dispersos solo se disuelven en agua a 25 °C (1 a 10 mg/L).
La solubilidad de los colorantes dispersos está relacionada con los siguientes factores:
Estructura molecular
La solubilidad de los colorantes dispersos en agua aumenta a medida que disminuye la parte hidrófoba de la molécula del colorante y aumenta la parte hidrófila (la calidad y cantidad de los grupos polares). Es decir, la solubilidad de los colorantes con una masa molecular relativa relativamente pequeña y grupos polares más débiles, como -OH y -NH2, será mayor. Los colorantes con una masa molecular relativa mayor y menos grupos polares débiles tienen una solubilidad relativamente baja. Por ejemplo, el Rojo Disperso (I), con una M = 321, tiene una solubilidad inferior a 0,1 mg/L a 25 ℃ y de 1,2 mg/L a 80 ℃. El Rojo Disperso (II), con una M = 352, tiene una solubilidad a 25 ℃ de 7,1 mg/L y a 80 ℃ de 240 mg/L.
Dispersante
En los colorantes dispersos en polvo, el contenido de colorantes puros es generalmente del 40% al 60%, y el resto son dispersantes, agentes a prueba de polvo, agentes protectores, sulfato de sodio, etc. Entre ellos, el dispersante representa una proporción mayor.
El dispersante (agente de difusión) puede recubrir los finos granos cristalinos del colorante en partículas coloidales hidrófilas y dispersarlas de forma estable en agua. Al superar la concentración crítica de micelas, se forman micelas, lo que reduce parte de los diminutos granos cristalinos del colorante. Al disolverse en las micelas, se produce el fenómeno de "solubilización", que aumenta la solubilidad del colorante. Además, cuanto mejor sea la calidad del dispersante y mayor su concentración, mayor será el efecto de solubilización.
Cabe señalar que el efecto de solubilización del dispersante sobre colorantes dispersos de diferentes estructuras es muy diferente. Este efecto disminuye con el aumento de la temperatura del agua, lo cual es exactamente igual al efecto de la temperatura del agua sobre los colorantes dispersos. El efecto de la solubilidad es opuesto.
Tras la formación de partículas coloidales hidrófilas entre las partículas cristalinas hidrófobas del colorante disperso y el dispersante, su estabilidad de dispersión mejora significativamente. Además, estas partículas coloidales de colorante desempeñan la función de "suministrar" colorantes durante el proceso de teñido. Dado que, una vez absorbidas las moléculas de colorante disueltas por la fibra, el colorante "almacenado" en las partículas coloidales se libera a tiempo para mantener el equilibrio de disolución del colorante.
El estado del colorante disperso en la dispersión.
molécula 1-dispersante
Cristalito de 2 tintes (solubilización)
micela de 3 dispersantes
Molécula única de 4 colorantes (disuelta)
Grano de 5 tintes
base lipofílica 6-dispersante
Base hidrófila 7-dispersante
ion 8-sodio (Na+)
9-agregados de cristalitos de colorante
Sin embargo, si la cohesión entre el colorante y el dispersante es demasiado alta, la oferta de cada molécula de colorante se retrasará o se producirá un fenómeno de "exceso de oferta". Por lo tanto, se reducirá directamente la velocidad de teñido y se equilibrará el porcentaje de teñido, lo que resultará en un teñido lento y un color claro.
Se puede observar que al seleccionar y utilizar dispersantes, no solo se debe considerar la estabilidad de dispersión del tinte, sino también la influencia en el color del tinte.
(3) Temperatura de la solución de teñido
La solubilidad de los colorantes dispersos en agua aumenta con el aumento de su temperatura. Por ejemplo, la solubilidad del Amarillo Disperso en agua a 80 °C es 18 veces mayor que a 25 °C. La solubilidad del Rojo Disperso en agua a 80 °C es 33 veces mayor que a 25 °C. La solubilidad del Azul Disperso en agua a 80 °C es 37 veces mayor que a 25 °C. Si la temperatura del agua supera los 100 °C, la solubilidad de los colorantes dispersos aumentará aún más.
Recordatorio especial: esta propiedad disolvente de los colorantes dispersos conlleva riesgos ocultos en aplicaciones prácticas. Por ejemplo, cuando el baño de tintura se calienta de forma desigual, el baño de tintura a alta temperatura fluye hacia un punto donde la temperatura es baja. Al disminuir la temperatura del agua, el baño de tintura se sobresatura y el colorante disuelto precipita, provocando la formación de cristales de colorante y la disminución de su solubilidad, lo que resulta en una menor absorción del colorante.
(cuatro) forma cristalina del tinte
Algunos colorantes dispersos presentan el fenómeno de "isomorfismo". Es decir, un mismo colorante disperso, debido a las diferentes tecnologías de dispersión empleadas durante su fabricación, forma diversas formas cristalinas, como agujas, varillas, escamas, gránulos y bloques. Durante la aplicación, especialmente al teñir a 130 °C, la forma cristalina más inestable se transforma en la más estable.
Cabe destacar que la forma cristalina más estable presenta mayor solubilidad, mientras que la forma cristalina menos estable presenta una solubilidad relativamente menor. Esto afecta directamente la tasa y el porcentaje de absorción del colorante.
(5) Tamaño de partícula
Generalmente, los colorantes con partículas pequeñas presentan alta solubilidad y buena estabilidad de dispersión. Los colorantes con partículas grandes presentan menor solubilidad y una estabilidad de dispersión relativamente baja.
En la actualidad, el tamaño de partícula de los tintes dispersos domésticos es generalmente de 0,5 a 2,0 μm (Nota: el tamaño de partícula del teñido por inmersión requiere de 0,5 a 1,0 μm).