Los tintes ácidos, los tintes directos y los tintes reactivos son todos tintes 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 tintes de mi país han prestado más atención al desarrollo y la investigación de nuevos tintes estructurales, mientras que la investigación sobre el posprocesamiento de tintes ha sido relativamente débil. Los reactivos de estandarización comúnmente utilizados para tintes 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 tinte original en proporción para obtener la concentración requerida. pero no pueden satisfacer las necesidades de los diferentes procesos de impresión y teñido en la industria de la impresión y el teñido. Aunque los diluyentes de tintes mencionados anteriormente tienen un costo relativamente bajo, tienen poca humectabilidad y solubilidad en agua, lo que dificulta su adaptación a las necesidades del mercado internacional y solo pueden exportarse como tintes originales. Por tanto, en la comercialización de tintes solubles en agua, la humectabilidad y la solubilidad en agua de los tintes son cuestiones que deben resolverse con urgencia y se debe confiar en los aditivos correspondientes.

Tratamiento de humectabilidad del tinte.
En términos generales, la humectación es la sustitución de un fluido (debería ser un gas) en la superficie por otro fluido. Específicamente, la interfaz polvo o granular debe ser una interfaz 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 suele jugar un papel importante. Generalmente, el tinte se procesa hasta obtener un estado sólido, como polvo o gránulos, que deben humedecerse durante su uso. Por tanto, la humectabilidad del tinte afectará directamente al efecto de aplicación. Por ejemplo, durante el proceso de disolución, el tinte es difícil de humedecer y no es deseable que flote en el agua. Con la mejora continua de los requisitos de calidad de los tintes en la actualidad, 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 básicamente no cambia, generalmente por debajo de 100 mN/m. Generalmente los metales y sus óxidos, sales inorgánicas, etc. son fáciles de mojar en húmedo, lo que se denomina alta energía superficial. La energía superficial de los sólidos orgánicos y los polímeros es comparable a la de los líquidos en general, lo que se denomina energía superficial baja, pero cambia con el tamaño de las partículas sólidas y el grado de porosidad. Cuanto menor es el tamaño de las partículas, mayor es el grado de formación de poros y cuanto mayor es la energía de la superficie, el tamaño depende del sustrato. Por tanto, el tamaño de partícula del tinte debe ser pequeño. Después de que el tinte se procesa mediante procesos comerciales, como salazón y molienda en diferentes medios, el tamaño de las partículas 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 una proporción de baño pequeña y tecnología de teñido continuo, se ha mejorado continuamente el grado de automatización en la impresión y el teñido. La aparición de pastas y cargas automáticas y la introducción de tintes líquidos requieren la preparación de licores de tinte y pastas de impresión de alta concentración y alta estabilidad. Sin embargo, la solubilidad de los tintes ácidos, reactivos y directos en los tintes domésticos es sólo de aproximadamente 100 g/l, especialmente para los tintes ácidos. Algunas variedades incluso pesan sólo unos 20 g/l. La solubilidad del tinte está relacionada con la estructura molecular del tinte. Cuanto mayor sea el peso molecular y menos grupos de ácido sulfónico, menor será la solubilidad; de lo contrario, mayor. Además, el procesamiento comercial de los tintes es extremadamente importante, incluido el método de cristalización del tinte, el grado de molienda, el tamaño de las partículas, la adición de aditivos, etc., que afectarán la solubilidad del tinte. Cuanto más fácil es ionizar el tinte, mayor es su solubilidad en agua. Sin embargo, la comercialización y estandarización de los tintes tradicionales se basan 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 en agua. Por lo tanto, para mejorar la solubilidad de los tintes solubles en agua, primero no agregue electrolitos a los tintes comerciales.

Aditivos y solubilidad
⑴ Compuesto de alcohol y cosolvente 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 una solución acuosa y llevan una cierta cantidad de carga negativa. Cuando se agrega el cosolvente que contiene el grupo formador de enlaces de hidrógeno, se forma una capa protectora de iones hidratados en la superficie de los iones de tinte, lo que promueve la ionización y disolución de las moléculas de tinte para mejorar la solubilidad. Como disolventes auxiliares para colorantes solubles en agua se suelen utilizar polioles como éter de dietilenglicol, tiodietanol, polietilenglicol, etc. Debido a que pueden formar un enlace de hidrógeno con el tinte, la superficie del ion 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 disociación del tinte.
⑵Tensioactivo no iónico
Agregar un cierto tensioactivo 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 de codisolvente carece de un grupo hidrófobo fuerte, el efecto de dispersión y solubilización sobre 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 alquilfenol polioxietileno, emulsionante de éster de polioxietileno sorbitán y otros tales como éter de polialquilfenilfenol polioxietileno.
⑶ dispersante de lignosulfonato
El dispersante tiene una gran influencia en la solubilidad del tinte. Elegir un buen dispersante según la estructura del tinte ayudará enormemente a mejorar la solubilidad del tinte. En los tintes solubles en agua, desempeña un cierto papel en la prevención de la adsorción mutua (fuerza de van der Waals) y la agregación entre las moléculas de tinte. El lignosulfonato es el dispersante más eficaz y hay investigaciones al respecto en China.
La estructura molecular de los tintes dispersos no contiene grupos hidrofílicos fuertes, sino solo grupos débilmente polares, por lo que solo tiene una hidrofilicidad débil y la solubilidad real es muy pequeña. La mayoría de los tintes dispersos solo se pueden disolver en agua a 25 ℃. 1~10mg/L.
La solubilidad de los colorantes dispersos está relacionada con los siguientes factores:
Estructura molecular
“La solubilidad de los tintes dispersos en agua aumenta a medida que disminuye la parte hidrófoba de la molécula del tinte y aumenta la parte hidrófila (la calidad y cantidad de grupos polares). Es decir, la solubilidad de tintes con masa molecular relativa relativamente pequeña y grupos polares más débiles como -OH y -NH2 será mayor. Los tintes con mayor masa molecular relativa y menos grupos débilmente polares tienen una solubilidad relativamente baja. Por ejemplo, rojo disperso (I), su M=321, la solubilidad es inferior a 0,1 mg/l a 25 ℃ y la solubilidad es 1,2 mg/l a 80 ℃. Rojo disperso (II), M=352, la solubilidad a 25 ℃ es 7,1 mg/L y la solubilidad a 80 ℃ es 240 mg/L.
Dispersante
En los tintes dispersos en polvo, el contenido de tintes puros es generalmente del 40% al 60%, y el resto son dispersantes, agentes antipolvo, 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 tinte en partículas coloidales hidrófilas y dispersarlo de manera estable en agua. Una vez superada la concentración crítica de micelas, también se formarán micelas, lo que reducirá parte de los pequeños granos de cristal de tinte. Disuelto en micelas, se produce el fenómeno llamado “solubilización”, aumentando así la solubilidad del tinte. Además, cuanto mejor sea la calidad del dispersante y mayor sea la concentración, mayor será la solubilización y el efecto de solubilización.
Cabe señalar que el efecto de solubilización del dispersante en tintes dispersos de diferentes estructuras es diferente y la diferencia es muy grande; El efecto de solubilización del dispersante sobre los tintes dispersos disminuye con el aumento de la temperatura del agua, que es exactamente el mismo que el efecto de la temperatura del agua sobre los tintes dispersos. El efecto de la solubilidad es opuesto.
Después de que las partículas de cristales hidrófobos del tinte disperso y el dispersante formen partículas coloidales hidrófilas, su estabilidad de dispersión mejorará significativamente. Además, estas partículas coloidales de tinte desempeñan el papel de "suministrar" tintes durante el proceso de teñido. Porque después de que la fibra absorbe las moléculas de tinte en estado disuelto, el tinte "almacenado" en las partículas coloidales se liberará a tiempo para mantener el equilibrio de disolución del tinte.
El estado del tinte disperso en la dispersión.
1-molécula dispersante
Cristalito de 2 tintes (solubilización)
micela de 3 dispersantes
Molécula única de 4 tintes (disuelta)
Grano de 5 tintes
Base lipófila de 6 dispersantes
Base hidrófila de 7 dispersantes
8-ion sodio (Na+)
9-agregados de cristalitos colorantes
Sin embargo, si la "cohesión" entre el tinte y el dispersante es demasiado grande, la "oferta" de la única molécula de tinte se retrasará o se producirá el fenómeno de "la oferta excede la demanda". Por lo tanto, reducirá directamente la tasa de teñido y equilibrará el porcentaje de teñido, lo que dará como resultado un teñido lento y un color claro.
Se puede observar que al seleccionar y utilizar dispersantes, no sólo se debe considerar la estabilidad de la dispersión del tinte, sino también la influencia sobre el color del tinte.
(3) Temperatura de la solución de teñido
La solubilidad de los tintes dispersos en agua aumenta con el aumento de la temperatura del agua. Por ejemplo, la solubilidad de Disperse Yellow en agua a 80°C es 18 veces mayor que a 25°C. La solubilidad de Disperse Red 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.
He aquí un recordatorio especial: esta propiedad disolvente de los tintes dispersos traerá peligros ocultos a las aplicaciones prácticas. Por ejemplo, cuando el licor de tinte se calienta de manera desigual, el licor de tinte con alta temperatura fluye hacia el lugar donde la temperatura es baja. A medida que la temperatura del agua disminuye, el licor de tinte se sobresatura y el tinte disuelto precipitará, provocando el crecimiento de granos de cristales de tinte y la disminución de la solubilidad. , Lo que resulta en una reducción de la absorción de tinte.
(cuatro) forma de cristal de tinte
Algunos tintes dispersos tienen el fenómeno del "isomorfismo". Es decir, el mismo tinte disperso, debido a la diferente tecnología de dispersión en el proceso de fabricación, formará varias formas cristalinas, como agujas, varillas, escamas, gránulos y bloques. En el proceso de aplicación, especialmente al teñir a 130°C, la forma cristalina más inestable cambiará a la forma cristalina más estable.
Vale la pena señalar que la forma cristalina más estable tiene mayor solubilidad y la forma cristalina menos estable tiene relativamente menos solubilidad. Esto afectará directamente la tasa de absorción de tinte y el porcentaje de absorción de tinte.
(5) Tamaño de partícula
Generalmente, los tintes con partículas pequeñas tienen alta solubilidad y buena estabilidad de dispersión. Los tintes con partículas grandes tienen menor solubilidad y estabilidad de dispersión relativamente pobre.
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).