Los colorantes reactivos tienen muy buena solubilidad en agua. Los tintes reactivos dependen principalmente del grupo de ácido sulfónico de la molécula de tinte para disolverse en agua. Para los tintes reactivos a mesotemperatura que contienen grupos vinilsulfona, además del grupo ácido sulfónico, el sulfato de β-etilsulfonilo también es un muy buen grupo disolvente.

En la solución acuosa, los iones de sodio del grupo ácido sulfónico y del grupo sulfato de -etilsulfona experimentan una reacción de hidratación para hacer que el tinte forme anión y se disuelva en el agua. El teñido del tinte reactivo depende del anión del tinte que se va a teñir en la fibra.

La solubilidad de los tintes reactivos es superior a 100 g/L, la mayoría de los tintes tienen una solubilidad de 200-400 g/L y algunos tintes pueden incluso alcanzar los 450 g/L. Sin embargo, durante el proceso de teñido, la solubilidad del tinte disminuirá por diversas razones (o incluso será completamente insoluble). Cuando la solubilidad del tinte disminuye, parte del tinte cambiará de un único anión libre a partículas, debido a la gran repulsión de carga entre las partículas. Disminuye, partículas y partículas se atraerán entre sí para producir aglomeración. Este tipo de aglomeración primero reúne partículas de tinte en aglomerados, luego se convierte en aglomerados y finalmente se convierte en flóculos. Aunque los flóculos son una especie de conjunto suelto, debido a su doble capa eléctrica circundante formada por cargas positivas y negativas, generalmente es difícil descomponer por la fuerza de corte cuando circula el licor de tinte, y los flóculos son fáciles de precipitar sobre la tela. resultando en teñido o tinción de la superficie.

Una vez que el tinte tenga tal aglomeración, la solidez del color se reducirá significativamente y al mismo tiempo provocará diferentes grados de manchas, manchas y manchas. Para algunos tintes, la floculación acelerará aún más el conjunto bajo la fuerza cortante de la solución de tinte, provocando deshidratación y sal. Una vez que se produce la sal, el color teñido se volverá extremadamente claro, o incluso no se teñirá, incluso si se tiñe, habrá manchas y manchas de color graves.

Causas de la agregación de tintes.

La razón principal es el electrolito. En el proceso de teñido, el electrolito principal es el acelerante del tinte (sal sódica y sal). El acelerador de tinte contiene iones de sodio y el equivalente de iones de sodio en la molécula de tinte es mucho menor que el del acelerador de tinte. El número equivalente de iones de sodio y la concentración normal del acelerador de tinte en el proceso de teñido normal no tendrán mucha influencia en la solubilidad del tinte en el baño de tinte.

Sin embargo, cuando aumenta la cantidad de acelerador de tinte, la concentración de iones de sodio en la solución aumenta en consecuencia. El exceso de iones de sodio inhibirá la ionización de los iones de sodio en el grupo disolvente de la molécula de tinte, reduciendo así la solubilidad del tinte. Después de más de 200 g/L, la mayoría de los colorantes tendrán diferentes grados de agregación. Cuando la concentración del acelerador de tinte supera los 250 g/L, el grado de agregación se intensificará, formándose primero aglomerados y luego en la solución de tinte. Los aglomerados y flóculos se forman rápidamente y algunos tintes con baja solubilidad se salan parcialmente o incluso se deshidratan. Los tintes con diferentes estructuras moleculares tienen diferentes propiedades antiaglomeración y de resistencia a la sal. Cuanto menor sea la solubilidad, mayores serán las propiedades antiaglomeración y tolerantes a la sal. Peor será el rendimiento analítico.

La solubilidad del tinte está determinada principalmente por la cantidad de grupos de ácido sulfónico en la molécula de tinte y la cantidad de sulfatos de β-etilsulfona. Al mismo tiempo, cuanto mayor es la hidrofilicidad de la molécula de tinte, mayor es la solubilidad y menor la hidrofilicidad. Cuanto menor sea la solubilidad. (Por ejemplo, los tintes de estructura azo son más hidrófilos que los tintes de estructura heterocíclica). Además, cuanto mayor es la estructura molecular del tinte, menor es la solubilidad, y cuanto más pequeña es la estructura molecular, mayor es la solubilidad.

Solubilidad de colorantes reactivos.
Se puede dividir aproximadamente en cuatro categorías:

Clase A, los tintes que contienen sulfato de dietilsulfona (es decir, vinilsulfona) y tres grupos reactivos (monocloros-triazina + divinilsulfona) tienen la mayor solubilidad, como Yuan Qing B, Navy GG, Navy RGB, Golden: RNL y todos los negros reactivos elaborados por mezclando Yuanqing B, tintes de tres grupos reactivos como el tipo ED, el tipo Ciba, etc. La solubilidad de estos tintes es en su mayoría de alrededor de 400 g/L.

Clase B, colorantes que contienen grupos heterobireactivos (monocloros-triazina+vinilsulfona), como amarillo 3RS, rojo 3BS, rojo 6B, rojo GWF, tres colores primarios RR, tres colores primarios RGB, etc. Su solubilidad se basa en 200～300 gramos. La solubilidad del metaéster es mayor que la del paraéster.

Tipo C: Azul marino que también es un grupo heterobireactivo: BF, azul marino 3GF, azul oscuro 2GFN, rojo RBN, rojo F2B, etc., debido a que tiene menos grupos de ácido sulfónico o mayor peso molecular, su solubilidad también es baja, solo 100 -200 g/ Subida. Clase D: Tintes con grupo monovinilsulfona y estructura heterocíclica, de menor solubilidad, como Azul Brillante KN-R, Azul Turquesa G, Amarillo Brillante 4GL, Violeta 5R, Azul BRF, Naranja Brillante F2R, Rojo Brillante F2G, etc. La solubilidad de este tipo de tinte es sólo de unos 100 g/L. Este tipo de tinte es particularmente sensible a los electrolitos. Una vez que este tipo de tinte se ha aglomerado, ni siquiera necesita pasar por el proceso de floculación, salando directamente.

En el proceso de teñido normal, la cantidad máxima de acelerador de tinte es de 80 g/L. Sólo los colores oscuros requieren una concentración tan alta de acelerador de tinte. Cuando la concentración de tinte en el baño de teñido es inferior a 10 g/L, la mayoría de los tintes reactivos todavía tienen buena solubilidad a esta concentración y no se agregan. Pero el problema está en la tina. De acuerdo con el proceso de teñido normal, primero se agrega el tinte y, después de que el tinte se diluya completamente en el baño de tinte hasta obtener uniformidad, se agrega el acelerante del tinte. El acelerador de tinte básicamente completa el proceso de disolución en la tina.

Operar de acuerdo al siguiente proceso

Supuesto: la concentración de teñido es del 5%, la proporción de licor es de 1:10, el peso de la tela es de 350 kg (flujo de líquido de doble tubería), el nivel de agua es de 3,5 T, el sulfato de sodio es de 60 g/litro, la cantidad total de sulfato de sodio es de 200 kg (50 kg /paquete en total 4 paquetes) ) (La capacidad del tanque de material es generalmente de unos 450 litros). En el proceso de disolución del sulfato de sodio, a menudo se utiliza el líquido de reflujo de la tina de tinte. El líquido de reflujo contiene el colorante previamente añadido. Generalmente, primero se colocan 300 litros de líquido de reflujo en la tina de material y luego se vierten dos paquetes de sulfato de sodio (100 kg).

El problema está aquí: la mayoría de los tintes se aglomerarán en diversos grados con esta concentración de sulfato de sodio. Entre ellos, el tipo C tendrá una aglomeración grave, y el tinte D no solo se aglomerará, sino que incluso se salará. Aunque el operador general seguirá el procedimiento para reponer lentamente la solución de sulfato de sodio en la tina de material en la tina de tinte a través de la bomba de circulación principal. Pero el colorante contenido en los 300 litros de solución de sulfato de sodio se ha formado flóculos e incluso se ha salado.

Cuando toda la solución en la tina de material se llena en la tina de teñido, es muy visible que hay una capa de partículas de tinte grasosas en la pared de la tina y en el fondo de la tina. Si estas partículas de tinte se raspan y se ponen en agua limpia, generalmente resulta difícil. Disolver nuevamente. De hecho, los 300 litros de solución que entran en la tina de tinte son todos así.

Recuerda que también hay dos paquetes de Polvo Yuanming que también se disolverán y rellenarán en la tina de tinte de esta manera. Después de que esto sucede, es probable que se produzcan manchas, manchas y manchas, y la solidez del color se reduce seriamente debido al teñido de la superficie, incluso si no hay floculación o salinidad obvia. Para las Clases A y B con mayor solubilidad, también se producirá agregación de colorante. Aunque estos colorantes aún no han formado floculaciones, al menos una parte de los colorantes ya han formado aglomerados.

Estos agregados son difíciles de penetrar en la fibra. Porque la zona amorfa de la fibra de algodón sólo permite la penetración y difusión de colorantes monoiones. Ningún agregado puede entrar en la zona amorfa de la fibra. Sólo puede adsorberse en la superficie de la fibra. La solidez del color también se reducirá significativamente y, en casos graves, también se producirán manchas y manchas de color.

El grado de solución de los colorantes reactivos está relacionado con los agentes alcalinos.

Cuando se agrega el agente alcalino, el sulfato de β-etilsulfona del tinte reactivo sufrirá una reacción de eliminación para formar su vinilsulfona real, que es muy soluble en genes. Dado que la reacción de eliminación requiere muy pocos agentes alcalinos (a menudo solo representan menos de 1/10 de la dosis del proceso), cuanto más dosis de álcali se agrega, más tintes eliminan la reacción. Una vez que se produce la reacción de eliminación, la solubilidad del tinte también disminuirá.

El mismo agente alcalino es también un electrolito fuerte y contiene iones de sodio. Por lo tanto, una concentración excesiva de agente alcalino también hará que el tinte que ha formado la vinilsulfona se aglomere o incluso se sal. El mismo problema ocurre en el tanque de material. Cuando se disuelve el agente alcalino (tome el carbonato de sodio como ejemplo), si se utiliza la solución de reflujo. En este momento, el líquido de reflujo ya contiene el agente acelerador del tinte y el tinte en la concentración normal del proceso. Aunque parte del tinte puede haber sido agotado por la fibra, al menos más del 40% del tinte restante está en el licor de tinte. Supongamos que se vierte un paquete de carbonato de sodio durante la operación y la concentración de carbonato de sodio en el tanque excede los 80 g/L. Incluso si el acelerador de tinte en el líquido de reflujo es de 80 g/L en este momento, el tinte en el tanque también se condensará. Los tintes C y D pueden incluso salarse, especialmente en el caso de los tintes D, incluso si la concentración de carbonato de sodio cae a 20 g/l, se producirá una salazón local. Entre ellos, Brilliant Blue KN.R, Turquoise Blue G y Supervisor BRF son los más sensibles.

La aglomeración del tinte o incluso su sal no significa que el tinte haya sido completamente hidrolizado. Si se trata de una aglomeración o salinidad causada por un acelerador de tinte, aún se puede teñir siempre que se pueda volver a disolver. Pero para que se vuelva a disolver, es necesario agregar una cantidad suficiente de colorante (como urea 20 g/lo más) y la temperatura debe elevarse a 90 °C o más con suficiente agitación. Obviamente es muy difícil en la operación del proceso real.
Para evitar que los tintes se aglomeren o se salten en la tina, se debe utilizar el proceso de teñido por transferencia al crear colores profundos y concentrados para los tintes C y D con baja solubilidad, así como para los tintes A y B.

Operación y análisis de procesos.

1. Utilice la tina de tinte para devolver el acelerador de tinte y caliéntelo en la tina para disolverlo (60 ~ 80 ℃). Como no hay tinte en el agua dulce, el acelerador de tinte no tiene afinidad por la tela. El acelerador de tinte disuelto se puede llenar en la tina de teñido lo más rápido posible.

2. Después de que la solución de salmuera circule durante 5 minutos, el acelerador de tinte es básicamente completamente uniforme y luego se agrega la solución de tinte que se ha disuelto previamente. La solución de tinte debe diluirse con la solución de reflujo, debido a que la concentración del acelerador de tinte en la solución de reflujo es de solo 80 gramos/L, el tinte no se aglomerará. Al mismo tiempo, debido a que el tinte no se verá afectado por el acelerador de tinte (concentración relativamente baja), se producirá el problema del teñido. En este momento, no es necesario controlar la solución de tinte por tiempo para llenar la tina de teñido y, por lo general, se completa en 10 a 15 minutos.

3. Los agentes alcalinos deben hidratarse tanto como sea posible, especialmente los tintes C y D. Debido a que este tipo de tinte es muy sensible a los agentes alcalinos en presencia de agentes promotores del tinte, la solubilidad de los agentes alcalinos es relativamente alta (la solubilidad del carbonato de sodio a 60°C es 450 g/L). No es necesario que el agua limpia necesaria para disolver el agente alcalino sea demasiada, pero la velocidad de adición de la solución alcalina debe estar de acuerdo con los requisitos del proceso y, en general, es mejor agregarla de forma incremental.

4. Para los colorantes de divinilsulfona de la categoría A, la velocidad de reacción es relativamente alta porque son particularmente sensibles a los agentes alcalinos a 60°C. Para evitar la fijación instantánea del color y un color desigual, puede agregar previamente 1/4 del agente alcalino a baja temperatura.

En el proceso de teñido por transferencia, sólo el agente alcalino necesita controlar la velocidad de alimentación. El proceso de teñido por transferencia no solo es aplicable al método de calentamiento, sino también al método de temperatura constante. El método de temperatura constante puede aumentar la solubilidad del tinte y acelerar la difusión y penetración del tinte. La tasa de hinchamiento del área amorfa de la fibra a 60°C es aproximadamente el doble que a 30°C. Por tanto, el proceso a temperatura constante es más adecuado para queso y madeja. Las vigas de urdimbre incluyen métodos de teñido con bajas proporciones de licor, como el teñido con plantilla, que requieren alta penetración y difusión o una concentración de tinte relativamente alta.

Tenga en cuenta que el sulfato de sodio actualmente disponible en el mercado es a veces relativamente alcalino y su valor de PH puede alcanzar 9-10. Esto es muy peligroso. Si se compara el sulfato de sodio puro con la sal pura, la sal tiene un mayor efecto sobre la agregación del colorante que el sulfato de sodio. Esto se debe a que el equivalente de iones de sodio en la sal de mesa es mayor que el del sulfato de sodio con el mismo peso.

La agregación de colorantes está bastante relacionada con la calidad del agua. Generalmente, los iones de calcio y magnesio por debajo de 150 ppm no tendrán mucho impacto en la agregación de tintes. Sin embargo, los iones de metales pesados ​​en el agua, como los iones férricos y los iones de aluminio, incluidos algunos microorganismos de algas, acelerarán la agregación del tinte. Por ejemplo, si la concentración de iones férricos en el agua supera las 20 ppm, la capacidad anticohesión del tinte puede reducirse significativamente y la influencia de las algas es más grave.

Adjunto con prueba de resistencia a la aglomeración y a la salinidad del tinte:

Determinación 1: Pesar 0,5 g de colorante, 25 g de sulfato de sodio o sal y disolverlos en 100 ml de agua purificada a 25°C durante unos 5 minutos. Utilice un tubo de goteo para aspirar la solución y deje caer 2 gotas continuamente en la misma posición del papel de filtro.

Determinación 2: Pesar 0,5 g de colorante, 8 g de sulfato o sal de sodio y 8 g de carbonato de sodio y disolverlos en 100 ml de agua purificada a unos 25°C durante unos 5 minutos. Utilice un gotero para aspirar la solución del papel de filtro continuamente. 2 gotas.

El método anterior se puede utilizar para juzgar simplemente la capacidad antiaglomeración y decapado del tinte, y básicamente puede juzgar qué proceso de teñido se debe utilizar.