Кіслотныя фарбавальнікі, прамыя фарбавальнікі і рэактыўныя фарбавальнікі - гэта вадарастваральныя фарбавальнікі. Вытворчасць у 2001 годзе склала 30 тыс. т, 20 тыс. т і 45 тыс. т адпаведна. Аднак на працягу доўгага часу прадпрыемствы маёй краіны па вытворчасці фарбавальнікаў надавалі больш увагі распрацоўцы і даследаванні новых структурных фарбавальнікаў, у той час як даследаванні па наступнай апрацоўцы фарбавальнікаў былі адносна слабымі. Звычайна выкарыстоўваюцца стандартызуючыя рэагенты для водарастваральных фарбавальнікаў ўключаюць сульфат натрыю (сульфат натрыю), дэкстрын, вытворныя крухмалу, цукрозу, мачавіну, нафталінфармальдэгідсульфанат і г. д. Гэтыя стандартызуючыя рэагенты змешваюць з зыходным фарбавальнікам у прапорцыі для атрымання неабходнай трываласці. але яны не могуць задаволіць патрэбы розных працэсаў друку і фарбавання ў паліграфічнай і фарбавальнай прамысловасці. Хоць вышэйзгаданыя разбаўляльнікі фарбавальнікаў адносна нізкія па кошце, яны маюць дрэнную змочвальнасць і растваральнасць у вадзе, што абцяжарвае адаптацыю да патрэбаў міжнароднага рынку і можа экспартавацца толькі ў якасці арыгінальных фарбавальнікаў. Такім чынам, пры камерцыялізацыі вадараспушчальных фарбавальнікаў змочвальнасць і растваральнасць у вадзе фарбавальнікаў - гэта праблемы, якія неабходна вырашыць у тэрміновым парадку, і трэба разлічваць на адпаведныя дабаўкі.

Апрацоўка змочвання фарбавальніка
Шырока кажучы, змочванне - гэта замена вадкасці (павінна быць газам) на паверхні іншай вадкасцю. У прыватнасці, парашок або грануляваны інтэрфейс павінен быць газам/цвёрдым рэчывам, а працэс змочвання - гэта калі вадкасць (вада) замяняе газ на паверхні часціц. Відаць, што змочванне - гэта фізічны працэс паміж рэчывамі на паверхні. Пры наступнай апрацоўцы фарбавальніка змочванне часта гуляе важную ролю. Як правіла, фарбавальнік ператвараецца ў цвёрды стан, напрыклад, парашок або гранулы, якія неабходна змочваць падчас выкарыстання. Такім чынам, змочвальнасць фарбавальніка будзе непасрэдна ўплываць на эфект нанясення. Напрыклад, у працэсе растварэння фарбавальнік цяжка змочваецца і ўсплываць на вадзе непажадана. З пастаянным удасканаленнем патрабаванняў да якасці фарбавальнікаў сёння прадукцыйнасць змочвання стала адным з паказчыкаў для вымярэння якасці фарбавальнікаў. Павярхоўная энергія вады складае 72,75 мН/м пры 20 ℃, і яна памяншаецца з павышэннем тэмпературы, у той час як павярхоўная энергія цвёрдых цел практычна не змяняецца і звычайна ніжэй за 100 мН/м. Звычайна металы і іх аксіды, неарганічныя солі і г.д. лёгка змочваюцца Мокрай, што называецца высокай павярхоўнай энергіяй. Павярхоўная энергія цвёрдай арганікі і палімераў параўнальная з энергіяй звычайных вадкасцей, што называецца нізкай павярхоўнай энергіяй, але яна змяняецца ў залежнасці ад памеру часціц цвёрдага рэчыва і ступені сітаватасці. Чым менш памер часціц, тым больш ступень сітаватасці, а паверхня Чым вышэй энергія, памер залежыць ад падкладкі. Такім чынам, памер часціц фарбавальніка павінен быць невялікім. Пасля апрацоўкі фарбавальніка камерцыйнай апрацоўкай, такой як высаливание і драбненне ў розных асяроддзях, памер часціц фарбавальніка становіцца больш дробным, крышталічнасць зніжаецца, а фаза крышталя змяняецца, што паляпшае павярхоўную энергію фарбавальніка і палягчае змочванне.

Апрацоўка растваральнасцю кіслотных фарбавальнікаў
З выкарыстаннем малога каэфіцыента ванны і тэхналогіі бесперапыннага фарбавання ступень аўтаматызацыі друку і фарбавання пастаянна паляпшалася. З'яўленне аўтаматычных напаўняльнікаў і паст, а таксама ўкараненне вадкіх фарбавальнікаў патрабуюць падрыхтоўкі высокаканцэнтраваных і высокастабільных фарбавальных раствораў і друкарскіх паст. Аднак растваральнасць кіслотных, рэактыўных і прамых фарбавальнікаў у бытавых фарбавальніках складае толькі каля 100 г/л, асабліва для кіслотных фарбавальнікаў. У некаторых гатунках нават каля 20 г/л. Растваральнасць фарбавальніка звязана з малекулярнай структурай фарбавальніка. Чым вышэй малекулярная маса і менш груп сульфокислот, тым ніжэй растваральнасць; у адваротным выпадку, чым вышэй. Акрамя таго, камерцыйная апрацоўка фарбавальнікаў надзвычай важная, уключаючы спосаб крышталізацыі фарбавальніка, ступень драбнення, памер часціц, даданне дабавак і г.д., што будзе ўплываць на растваральнасць фарбавальніка. Чым лягчэй фарбавальнік іянізуецца, тым вышэй яго растваральнасць у вадзе. Аднак камерцыялізацыя і стандартызацыя традыцыйных фарбавальнікаў заснаваныя на вялікай колькасці электралітаў, такіх як сульфат натрыю і соль. Вялікая колькасць Na+ у вадзе зніжае растваральнасць фарбавальніка ў вадзе. Такім чынам, каб палепшыць растваральнасць вадараспушчальных фарбавальнікаў, спачатку не дадавайце электраліт у камерцыйныя фарбавальнікі.

Дабаўкі і растваральнасць
⑴ Злучэнне спірту і сурастваральнік мачавіны
Паколькі водарастваральныя фарбавальнікі ўтрымліваюць пэўную колькасць груп сульфонавай кіслаты і груп карбонавай кіслаты, часціцы фарбавальніка лёгка дысацыююць у водным растворы і нясуць пэўную колькасць адмоўнага зарада. Пры даданні сурастваральніка, які змяшчае групу, якая ўтварае вадародную сувязь, на паверхні іёнаў фарбавальніка ўтвараецца ахоўны пласт з гідратаваных іёнаў, які спрыяе іянізацыі і растварэнню малекул фарбавальніка для паляпшэння растваральнасці. У якасці дапаможных растваральнікаў для водарастваральных фарбавальнікаў звычайна выкарыстоўваюцца полиолы, такія як эфір диэтиленгликоля, тиодиэтанол, полиэтиленгликоль і інш. Паколькі яны могуць утвараць вадародную сувязь з фарбавальнікам, паверхня іёна фарбавальніка ўтварае ахоўны пласт з гідратаваных іёнаў, які прадухіляе агрэгацыю і міжмалекулярнае ўзаемадзеянне малекул фарбавальніка, а таксама спрыяе іянізацыі і дысацыяцыі фарбавальніка.
⑵Неіённае павярхоўна-актыўнае рэчыва
Даданне пэўнага неіённага павярхоўна-актыўнага рэчыва ў фарбавальнік можа аслабіць сілу сувязі паміж малекуламі фарбавальніка і паміж малекуламі, паскорыць іянізацыю і прымусіць малекулы фарбавальніка ўтвараць міцэлы ў вадзе, якая мае добрую дысперсійнасць. Палярныя фарбавальнікі ўтвараюць міцэлы. Солюбилизирующие малекулы ўтвараюць сетку сумяшчальнасці паміж малекуламі для паляпшэння растваральнасці, напрыклад, просты або складаны эфір полиоксиэтилена. Аднак, калі ў малекуле сурастваральніка адсутнічае моцная гідрафобная група, эфект дысперсіі і солюбілізацыі міцэлы, утворанай фарбавальнікам, будзе слабым, і растваральнасць істотна не павялічыцца. Таму старайцеся выбіраць растваральнікі, якія змяшчаюць араматычныя кольцы, здольныя ўтвараць гідрафобныя сувязі з фарбавальнікамі. Напрыклад, алкилфенолполиоксиэтиленовый эфір, полиоксиэтиленсорбитановый эфірны эмульгатор і іншыя, такія як полиалкилфенилфенолполиоксиэтиленовый эфір.
⑶ лигносульфонат диспергатора
диспергатор аказвае вялікі ўплыў на растваральнасць фарбавальніка. Выбар добрага дыспергатара ў адпаведнасці са структурай фарбавальніка значна дапаможа палепшыць растваральнасць фарбавальніка. У водарастваральных фарбавальніках ён адыгрывае пэўную ролю ў прадухіленні ўзаемнай адсорбцыі (сіла Ван-дэр-Ваальса) і агрэгацыі паміж малекуламі фарбавальніка. Лигносульфонат з'яўляецца найбольш эфектыўным диспергатором, і ў Кітаі праводзяцца даследаванні па гэтым пытанні.
Малекулярная структура дысперсных фарбавальнікаў не ўтрымлівае моцных гідрафільных груп, а толькі слабапалярныя групы, таму яна мае толькі слабую гідрафільнасць, а фактычная растваральнасць вельмі малая. Большасць дысперсных фарбавальнікаў могуць растварацца толькі ў вадзе пры тэмпературы 25 ℃. 1 ~ 10 мг/л.
Растваральнасць дысперсных фарбавальнікаў звязана з наступнымі фактарамі:
Малекулярная структура
«Растваральнасць дысперсных фарбавальнікаў у вадзе павялічваецца па меры памяншэння гідрафобнай часткі малекулы фарбавальніка і павелічэння гідрафільнай часткі (якасці і колькасці палярных груп). Гэта значыць, растваральнасць фарбавальнікаў з адносна невялікай адноснай малекулярнай масай і больш слабымі палярнымі групамі, такімі як -OH і -NH2, будзе вышэй. Фарбавальнікі з большай адноснай малекулярнай масай і меншай колькасцю слабапалярных груп маюць адносна нізкую растваральнасць. Напрыклад, дысперсны чырвоны (I), яго M=321, растваральнасць складае менш за 0,1 мг/л пры 25 ℃, а растваральнасць складае 1,2 мг/л пры 80 ℃. Дысперсны чырвоны (II), M=352, растваральнасць пры 25 ℃ складае 7,1 мг/л, а растваральнасць пры 80 ℃ складае 240 мг/л.
Дысперсант
У порошкообразных дысперсных фарбавальніках утрыманне чыстых фарбавальнікаў звычайна складае ад 40% да 60%, а астатняе складаюць дыспергатары, пыленепроницаемые агенты, ахоўныя агенты, сульфат натрыю і г. д. Сярод іх дыспергатары складаюць большую долю.
Дыспегатар (дыфузійны агент) можа пакрываць дробныя крышталічныя зярняткі фарбавальніка ў гідрафільныя калоідныя часціцы і стабільна диспергировать іх у вадзе. Пасля перавышэння крытычнай канцэнтрацыі міцэл таксама будуць утварацца міцэлы, што прывядзе да памяншэння часткі дробных крышталяў фарбавальніка. Пры растварэнні ў міцэлы адбываецца так званая з'ява «растваральнасці», што павялічвае растваральнасць фарбавальніка. Больш за тое, чым лепшая якасць дыспергатара і вышэйшая канцэнтрацыя, тым большы эфект растваральнасці і солюбілізацыі.
Варта адзначыць, што солюбилизирующий эфект диспергатора на дысперсныя фарбавальнікі рознай структуры розны, і розніца вельмі вялікая; солюбилизирующий эфект диспергатора на дысперсныя фарбавальнікі памяншаецца з павышэннем тэмпературы вады, што сапраўды гэтак жа, як і ўплыў тэмпературы вады на дысперсныя фарбавальнікі. Эфект растваральнасці супрацьлеглы.
Пасля таго, як гідрафобныя крышталічныя часціцы дысперсійнага фарбавальніка і дыспергатара ўтвараюць гідрафільныя калоідныя часціцы, яго дысперсійная стабільнасць значна палепшыцца. Больш за тое, гэтыя калоідныя часціцы фарбавальніка гуляюць ролю «пастаўшчыка» фарбавальнікаў у працэсе афарбоўвання. Таму што пасля таго, як малекулы фарбавальніка ў раствораным стане паглынаюцца валакном, фарбавальнік, які «захоўваецца» ў калоідных часціцах, своечасова вызваляецца для падтрымання балансу растварэння фарбавальніка.
Стан дысперснага фарбавальніка ў дысперсіі
1-малекула диспергатора
Крышталіт з 2 фарбавальнікамі (салюбілізацыя)
3-диспергатор міцэлы
Адзіная малекула 4 фарбавальнікаў (раствораны)
5-Зерне фарбавальніка
6-диспергатор липофильная аснова
7-дысперсант гідрафільнай асновы
8-іён натрыю (Na+)
9-агрэгаты крышталітаў фарбавальніка
Аднак, калі «згуртаванасць» паміж фарбавальнікам і диспергатором занадта вялікая, «прапанова» адной малекулы фарбавальніка будзе адставаць або з'ява «прапанова перавышае попыт». Такім чынам, гэта непасрэдна знізіць хуткасць афарбоўвання і збалансуе працэнт афарбоўвання, што прывядзе да павольнага афарбоўвання і светлага колеру.
Відаць, што пры выбары і выкарыстанні диспергаторов варта ўлічваць не толькі дысперсійную стабільнасць фарбавальніка, але і ўплыў на колер фарбавальніка.
(3) Тэмпература фарбавальнага раствора
Растваральнасць у вадзе дысперсных фарбавальнікаў павялічваецца з павышэннем тэмпературы вады. Напрыклад, растваральнасць дысперсійнага жоўтага ў вадзе з тэмпературай 80°C у 18 разоў вышэй, чым пры тэмпературы 25°C. Растваральнасць дысперснага чырвонага ў вадзе з тэмпературай 80°C у 33 разы больш, чым пры тэмпературы 25°C. Растваральнасць Disperse Blue ў вадзе з тэмпературай 80°C у 37 разоў перавышае растваральнасць пры 25°C. Калі тэмпература вады перавышае 100°С, то растваральнасць дысперсных фарбавальнікаў яшчэ больш узрастае.
Вось спецыяльны напамін: гэтая растваральная ўласцівасць дысперсных фарбавальнікаў прынясе схаваную небяспеку для практычнага прымянення. Напрыклад, калі фарбавальнік награваецца нераўнамерна, фарбавальнік з высокай тэмпературай цячэ ў месца, дзе тэмпература нізкая. Па меры паніжэння тэмпературы вады раствор фарбавальніка становіцца перанасычаным, і раствораны фарбавальнік выпадае ў асадак, выклікаючы рост крышталічных зерняў фарбавальніка і памяншэнне растваральнасці. , што прыводзіць да зніжэння паглынання фарбавальніка.
(чатыры) крышталічная форма фарбавальніка
Некаторыя дысперсныя фарбавальнікі валодаюць з'явай «ізамарфізму». Гэта значыць, адзін і той жа дысперсны фарбавальнік з-за рознай тэхналогіі дысперсіі ў працэсе вытворчасці будзе ўтвараць некалькі крышталічных формаў, такіх як іголкі, стрыжні, шматкі, гранулы і блокі. У працэсе нанясення, асабліва пры афарбоўванні пры 130°C, больш няўстойлівая крышталічная форма зменіцца на больш стабільную крышталічную форму.
Варта адзначыць, што больш стабільная форма крышталя мае большую растваральнасць, а менш стабільная форма крышталя мае адносна меншую растваральнасць. Гэта непасрэдна паўплывае на хуткасць паглынання фарбавальніка і працэнт паглынання фарбавальніка.
(5) Памер часціц
Як правіла, фарбавальнікі з дробнымі часціцамі валодаюць высокай растваральнасцю і добрай стабільнасцю дысперсіі. Фарбавальнікі з буйнымі часціцамі валодаюць меншай растваральнасцю і адносна нізкай стабільнасцю дысперсіі.
У цяперашні час памер часціц айчынных дысперсных фарбавальнікаў звычайна складае 0,5～2,0 мкм (заўвага: памер часціц пры фарбаванні акунаннем патрабуе 0,5～1,0 мкм).