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 colorantes de mi país han prestado más atención al desarrollo y la investigación de nuevos colorantes estructurales, mientras que la investigación sobre el procesamiento posterior de los colorantes 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 colorantes 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 se pueden exportar como colorantes originales.Por lo tanto, en la comercialización de colorantes hidrosolubles, la humectabilidad y la hidrosolubilidad de los colorantes son cuestiones que deben resolverse con urgencia, y se debe confiar en los aditivos correspondientes.

Tratamiento de humectabilidad del tinte
Hablando en términos generales, la humectación es la sustitución de un fluido (debería 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 suele jugar un papel importante.Generalmente, el tinte se procesa en un estado sólido, como polvo o gránulos, que debe humedecerse durante el 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 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.Por lo general, los metales y sus óxidos, sales inorgánicas, etc. son fáciles de humedecer 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 generales, lo que se denomina baja energía superficial, pero cambia con el tamaño de las partículas sólidas y el grado de porosidad.Cuanto menor sea el tamaño de partícula, mayor será el grado de formación de poros, 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 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 una relación de baño pequeña y tecnología de teñido continuo, el grado de automatización en la impresión y el teñido se ha mejorado continuamente.La aparición de cargas 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 colorantes ácidos, reactivos y directos en los productos colorantes domésticos es de solo unos 100 g/L, especialmente para los colorantes ácidos.Algunas variedades incluso tienen solo 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, el más alto.Además, el procesamiento comercial de tintes es extremadamente importante, incluido el método de cristalización del tinte, el grado de molienda, el tamaño de partícula, 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 colorante 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 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 del tinte para mejorar la solubilidad.Los polioles como el éter de dietilenglicol, el tiodietanol, el polietilenglicol, etc. se utilizan normalmente como disolventes auxiliares para colorantes 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, lo que evita la agregación y la interacción intermolecular de las moléculas del tinte y promueve la ionización y disociación del tinte.
⑵ Surfactante no iónico
Agregar un determinado tensioactivo no iónico al tinte puede debilitar la fuerza de unión entre las moléculas de tinte y entre las moléculas, acelerar la ionización y hacer que las moléculas de tinte formen micelas en agua, que tiene una buena capacidad de dispersión.Los colorantes 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 hidrofóbico 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 hidrofóbicos con los tintes.Por ejemplo, alquilfenol polioxietilen éter, emulsionante de éster de polioxietilen sorbitán y otros como polialquilfenilfenol polioxietilen éter.
⑶ dispersante de lignosulfonato
dispersante tiene una gran influencia en la solubilidad del tinte.Elegir un buen dispersante de acuerdo con la estructura del tinte ayudará mucho a mejorar la solubilidad del tinte.En los tintes solubles en agua, juega un cierto papel en la prevención de la adsorción mutua (fuerza de van der Waals) y la agregación entre las moléculas del tinte.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 solo tiene una hidrofilia 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 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 colorantes con 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 débilmente polares tienen una solubilidad relativamente baja.Por ejemplo, Disperse Red (I), su M=321, la solubilidad es inferior a 0,1 mg/L a 25 ℃ y la solubilidad es de 1,2 mg/L a 80 ℃.Rojo disperso (II), M=352, la solubilidad a 25 ℃ es de 7,1 mg/l y la solubilidad a 80 ℃ es 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, antipolvo, protectores, sulfato de sodio, etc. Entre ellos, el dispersante ocupa una mayor proporción.
El dispersante (agente de difusión) puede recubrir los finos granos de cristal del tinte en partículas coloidales hidrófilas y dispersarlo de manera estable en agua.Después de que se exceda la concentración crítica de micelas, también se formarán micelas, lo que reducirá parte de los diminutos granos de cristal de colorante.Disuelto en micelas, se produce el llamado fenómeno de “solubilización”, aumentando así la solubilidad del colorante.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 colorantes dispersos de diferentes estructuras es diferente y la diferencia es muy grande;el efecto de solubilización del dispersante sobre los colorantes 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 colorantes dispersos.El efecto de la solubilidad es opuesto.
Después de que las partículas cristalinas hidrofóbicas del colorante disperso y el dispersante formen partículas coloidales hidrofílicas, su estabilidad de dispersión mejorará significativamente.Además, estas partículas coloidales de tinte juegan el papel de "suministrar" tintes durante el proceso de teñido.Porque después de que la fibra absorba 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 colorante disperso en la dispersión.
1-molécula dispersante
Cristalito de 2 colorantes (solubilización)
micela de 3 dispersantes
Molécula única de 4 tintes (disuelta)
Grano de 5 tintes
Base lipofílica de 6 dispersantes
base hidrófila de 7 dispersantes
ion 8-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 molécula única de tinte se retrasará o se producirá el fenómeno de "la oferta supera 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 ver que al seleccionar y usar 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 tintura
La solubilidad de los colorantes 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 de Disperse Blue 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.
Aquí hay un recordatorio especial: esta propiedad de disolución de los tintes dispersos traerá peligros ocultos a las aplicaciones prácticas.Por ejemplo, cuando el licor de tintura se calienta de manera desigual, el licor de tintura con temperatura alta 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 se precipitará, provocando el crecimiento de granos de cristal de tinte y la disminución de la solubilidad., lo que resulta en una menor absorción de colorante.
(cuatro) forma de cristal colorante
Algunos colorantes dispersos tienen el fenómeno de “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 cuando se tiñe a 130 °C, la forma de cristal más inestable cambiará a la forma de cristal más estable.
Vale la pena señalar que la forma de cristal más estable tiene una mayor solubilidad y la forma de cristal menos estable tiene una solubilidad relativamente menor.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 colorantes 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).