Рэактыўныя фарбавальнікі вельмі добра раствараюцца ў вадзе. Для растварэння ў вадзе рэактыўныя фарбавальнікі ў асноўным абапіраюцца на сульфонавую кіслотную групу ў малекуле фарбавальніка. Для мезатэмпературных рэактыўных фарбавальнікаў, якія змяшчаюць вінілсульфонавыя групы, акрамя сульфонавай кіслаты, вельмі добрай растваральнай групай таксама з'яўляецца β-этылсульфанілсульфанілсульфат.

У водным растворы іоны натрыю ў сульфонакіслотнай групе і β-этылсульфонсульфатнай групе падвяргаюцца рэакцыі гідратацыі, у выніку чаго фарбавальнік утварае аніён і раствараецца ў вадзе. Фарбаванне рэактыўнага фарбавальніка залежыць ад аніёна фарбавальніка, якім фарбуецца валакно.

Растваральнасць рэакцыйных фарбавальнікаў перавышае 100 г/л, большасць фарбавальнікаў маюць растваральнасць 200-400 г/л, а некаторыя фарбавальнікі могуць дасягаць нават 450 г/л. Аднак падчас працэсу фарбавання растваральнасць фарбавальніка памяншаецца па розных прычынах (ці нават цалкам становіцца нерастваральнай). Калі растваральнасць фарбавальніка памяншаецца, частка фарбавальніка ператвараецца з аднаго свабоднага аніёна ў часціцы з-за вялікага адштурхвання зарадаў паміж часціцамі. Пры памяншэнні растваральнасці часціцы і часціцы прыцягваюцца адна да адной, утвараючы агламерацыю. Гэты від агламерацыі спачатку збірае часціцы фарбавальніка ў агламераты, затым ператвараецца ў агламераты і, нарэшце, у флокулы. Нягледзячы на ​​тое, што флокулы ўяўляюць сабой друзлую структуру, з-за навакольнага падвойнага электрычнага слоя, утворанага станоўчымі і адмоўнымі зарадамі, звычайна цяжка раскласці пад уздзеяннем сілы зруху пры цыркуляцыі фарбавальнага раствора, і флокулы лёгка асядаюць на тканіне, што прыводзіць да паверхневага фарбавання або плям.

Пасля такой агламерацыі фарбавальніка ўстойлівасць колеру значна зніжаецца, і ў той жа час гэта можа выклікаць розную ступень плям, плям і плям. Для некаторых фарбавальнікаў флокуляцыя яшчэ больш паскарае зборку пад уздзеяннем сілы зруху раствора фарбавальніка, што прыводзіць да абязводжвання і высалівання. Пасля высалівання колер стане надзвычай светлым або нават не будзе афарбаваным, нават калі ён афарбаваны, гэта будуць сур'ёзныя каляровыя плямы і плямы.

Прычыны агрэгацыі фарбавальнікаў

Асноўная прычына — электраліт. У працэсе фарбавання асноўным электралітам з'яўляецца паскаральнік фарбавання (натрыевая соль і соль). Паскаральнік фарбавання змяшчае іоны натрыю, і эквівалент іонаў натрыю ў малекуле фарбавальніка значна меншы, чым у паскаральніка фарбавання. Эквівалентная колькасць іонаў натрыю, нармальная канцэнтрацыя паскаральніка фарбавання ў звычайным працэсе фарбавання, не будзе мець вялікага ўплыву на растваральнасць фарбавальніка ў фарбавальнай ванне.

Аднак, калі колькасць паскаральніка фарбавання павялічваецца, адпаведна павялічваецца канцэнтрацыя іонаў натрыю ў растворы. Лішак іонаў натрыю будзе перашкаджаць іянізацыі іонаў натрыю на растваральнай групе малекулы фарбавальніка, тым самым зніжаючы растваральнасць фарбавальніка. Пасля канцэнтрацыі больш за 200 г/л большасць фарбавальнікаў будуць мець розную ступень агрэгацыі. Калі канцэнтрацыя паскаральніка фарбавання перавышае 250 г/л, ступень агрэгацыі будзе ўзмацняцца, спачатку ўтвараючы агламераты, а затым у растворы фарбавальніка. Агламераты і флокулы ўтвараюцца хутка, а некаторыя фарбавальнікі з нізкай растваральнасцю часткова высальваюцца або нават абязводжаюцца. Фарбавальнікі з рознай малекулярнай структурай маюць розныя ўласцівасці супраць агламерацыі і высальвання. Чым ніжэйшая растваральнасць, тым вышэй уласцівасці супраць агламерацыі і солеўстойлівасці. Тым горшыя аналітычныя паказчыкі.

Растваральнасць фарбавальніка ў асноўным вызначаецца колькасцю сульфонакіслотных груп у малекуле фарбавальніка і колькасцю β-этылсульфонсульфатаў. Пры гэтым, чым большая гідрафільнасць малекулы фарбавальніка, тым вышэйшая растваральнасць і тым ніжэйшая гідрафільнасць. Чым ніжэйшая растваральнасць. (Напрыклад, фарбавальнікі азаструктуры больш гідрафільныя, чым фарбавальнікі гетэрацыклічнай структуры.) Акрамя таго, чым большая малекулярная структура фарбавальніка, тым ніжэйшая растваральнасць, і чым меншая малекулярная структура, тым вышэйшая растваральнасць.

Растваральнасць рэактыўных фарбавальнікаў
Яго можна ўмоўна падзяліць на чатыры катэгорыі:

Найвышэйшую растваральнасць маюць фарбавальнікі класа А, якія змяшчаюць дыэтылсульфонсульфат (г.зн. вінілсульфон) і тры рэактыўныя групы (монахлортрыазін + дывінілсульфон), такія як Yuan Qing B, Navy GG, Navy RGB, Golden: RNL. А ўсе рэактыўныя чорныя фарбавальнікі, атрыманыя шляхам змешвання Yuanqing B, трохрэактыўных фарбавальнікаў, такіх як тып ED, тып Ciba s і г.д. Растваральнасць гэтых фарбавальнікаў у асноўным складае каля 400 г/л.

Клас B, фарбавальнікі, якія змяшчаюць гетэрабірэактыўныя групы (манахлортрыазін + вінілсульфон), такія як жоўты 3RS, чырвоны 3BS, чырвоны 6B, чырвоны GWF, тры асноўныя колеры RR, тры асноўныя колеры RGB і г.д. Іх растваральнасць разлічана на 200～300 грамаў. Растваральнасць мета-эфіру вышэйшая, чым у пара-эфіру.

Тып C: цёмна-сіні, які таксама з'яўляецца гетэрабірэактыўнай групай: BF, цёмна-сіні 3GF, цёмна-сіні 2GFN, чырвоны RBN, чырвоны F2B і г.д., з-за меншай колькасці сульфонакіслотных груп або большай малекулярнай масы яго растваральнасць таксама нізкая, усяго 100-200 г/л. Клас D: фарбавальнікі з монавінілсульфонавай групай і гетэрацыклічнай структурай, з найменшай растваральнасцю, такія як бліскучы сіні KN-R, бірузовы сіні G, ярка-жоўты 4GL, фіялетавы 5R, сіні BRF, бліскучы аранжавы F2R, бліскучы чырвоны F2G і г.д. Растваральнасць гэтага тыпу фарбавальніка складае ўсяго каля 100 г/л. Гэты тып фарбавальніка асабліва адчувальны да электралітаў. Пасля таго, як гэты тып фарбавальніка агламеруецца, яму нават не трэба праходзіць працэс флокуляцыі, непасрэдна высаліваецца.

У звычайным працэсе фарбавання максімальная колькасць паскаральніка фарбавальніка складае 80 г/л. Толькі цёмныя колеры патрабуюць такой высокай канцэнтрацыі паскаральніка фарбавальніка. Калі канцэнтрацыя фарбавальніка ў ванне для фарбавання меншая за 10 г/л, большасць рэакцыйных фарбавальнікаў усё яшчэ добра раствараюцца пры гэтай канцэнтрацыі і не будуць агрэгаваць. Але праблема заключаецца ў ванне. Згодна з звычайным працэсам фарбавання, спачатку дадаецца фарбавальнік, а пасля таго, як фарбавальнік цалкам разводзіцца ў ванне для фарбавання да аднароднай масы, дадаецца паскаральнік фарбавальніка. Паскаральнік фарбавальніка ў асноўным завяршае працэс растварэння ў ванне.

Дзейнічайце ў адпаведнасці з наступным працэсам

Дапушчэнне: канцэнтрацыя фарбавальніка складае 5%, суадносіны раствора 1:10, вага тканіны — 350 кг (падвойны паток вадкасці ў трубе), узровень вады — 3,5 т, сульфат натрыю — 60 г/л, агульная колькасць сульфату натрыю — 200 кг (50 кг/упакоўка, усяго 4 упакоўкі)). (Ёмістасць рэзервуара для матэрыялу звычайна складае каля 450 літраў). У працэсе растварэння сульфату натрыю часта выкарыстоўваецца зваротная вадкасць з фарбавальнай ванне. Рэфлюксная вадкасць змяшчае раней дададзены фарбавальнік. Звычайна ў чан з матэрыялам спачатку заліваюць 300 літраў зваротнай вадкасці, а затым заліваюць два пакеты сульфату натрыю (100 кг).

Праблема ў тым, што пры такой канцэнтрацыі сульфату натрыю большасць фарбавальнікаў агламеруюцца ў рознай ступені. Сярод іх фарбавальнікі тыпу С будуць моцна агламераваць, а фарбавальнік тыпу D не толькі агламеруецца, але і нават высальваецца. Нягледзячы на ​​тое, што звычайны аператар будзе прытрымлівацца працэдуры павольнага папаўнення раствора сульфату натрыю з матэрыяльнай ёмістасці ў ёмістасць для фарбавання праз галоўны цыркуляцыйны помпа, фарбавальнік у 300 літрах раствора сульфату натрыю ўтварыў шматкі і нават высальваецца.

Калі ўвесь раствор з чана для матэрыялу заліваецца ў фарбавальную чан, добра бачны пласт тлустых часціц фарбавальніка на сценках і дне чана. Калі гэтыя часціцы фарбавальніка саскрабці і апусціць у чыстую ваду, звычайна цяжка растварыць іх зноў. Фактычна, 300 літраў раствора, якія паступаюць у фарбавальную чан, выглядаюць вось так.

Памятайце, што ёсць таксама дзве ўпакоўкі парашка Yuanming, якія таксама будуць растварацца і зноў засыпацца ў фарбавальнік такім чынам. Пасля гэтага абавязкова з'явяцца плямы, плямы і яшчэ раз плямы, і ўстойлівасць колеру сур'ёзна зніжаецца з-за павярхоўнага фарбавання, нават калі няма бачных флокуляцый або высальвання. Для класа А і класа В з больш высокай растваральнасцю таксама будзе адбывацца агрэгацыя фарбавальніка. Нягледзячы на ​​тое, што гэтыя фарбавальнікі яшчэ не ўтварылі флокуляцый, прынамсі частка фарбавальнікаў ужо ўтварыла агламераты.

Гэтыя агрэгаты цяжка пранікаюць у валакно. Паколькі аморфная зона баваўнянага валакна дазваляе пранікненню і дыфузіі толькі монаіённых фарбавальнікаў, агрэгаты не могуць пранікаць у аморфную зону валакна. Яны могуць адсарбавацца толькі на паверхні валакна. Устойлівасць колеру таксама значна зніжаецца, а ў сур'ёзных выпадках могуць узнікаць каляровыя плямы і разводы.

Ступень растворанасці рэактыўных фарбавальнікаў звязана са шчолачнымі агентамі

Пры даданні шчолачнага агента β-этылсульфонсульфат рэактыўнага фарбавальніка падвяргаецца рэакцыі элімінацыі з утварэннем рэальнага вінілсульфону, які вельмі добра раствараецца ў генах. Паколькі для рэакцыі элімінацыі патрабуецца вельмі мала шчолачных агентаў (часта гэта складае менш за 1/10 ад тэхналагічнай дозы), чым большая доза шчолачы дадаецца, тым больш фарбавальнікаў элімінуе рэакцыю. Пасля пачатку рэакцыі элімінацыі растваральнасць фарбавальніка таксама зніжаецца.

Гэты ж шчолачны агент з'яўляецца моцным электралітам і змяшчае іоны натрыю. Такім чынам, празмерная канцэнтрацыя шчолачнага агента таксама прывядзе да агламерацыі або нават высалення фарбавальніка, які ўтварыў вінілсульфон. Такая ж праблема ўзнікае ў матэрыяльным баку. Калі шчолачны агент раствараецца (напрыклад, кальцынаваная сода), калі выкарыстоўваецца зваротны раствор, у гэты час зваротная вадкасць ужо змяшчае паскаральнік фарбавання і фарбавальнік у нармальнай канцэнтрацыі працэсу. Нягледзячы на ​​тое, што частка фарбавальніка магла быць вычарпана валакном, прынамсі больш за 40% астатняга фарбавальніка знаходзіцца ў фарбавальным растворы. Дапусцім, што падчас працы ўпакоўку кальцынаванай соды засыпалі, і канцэнтрацыя кальцынаванай соды ў баку перавышае 80 г/л. Нават калі паскаральнік фарбавання ў зваротнай вадкасці ў гэты час складае 80 г/л, фарбавальнік у баку таксама будзе кандэнсавацца. Фарбавальнікі C і D могуць нават высалівацца, асабліва для фарбавальнікаў D, нават калі канцэнтрацыя кальцынаванай соды знізіцца да 20 г/л, адбудзецца лакальнае высаліванне. Сярод іх найбольш адчувальныя бліскучы сіні KN.R, бірузовы сіні G і Supervisor BRF.

Агламерацыя або нават высаліванне фарбавальніка не азначае, што фарбавальнік цалкам гідралізаваны. Калі агламерацыя або высаліванне выклікана паскаральнікам фарбавальніка, яго ўсё яшчэ можна фарбаваць, пакуль ён можа быць зноў раствараны. Але каб ён зноў растварыўся, неабходна дадаць дастатковую колькасць дапаможніка фарбавальніка (напрыклад, мачавіны 20 г/л або больш), і тэмпературу трэба павысіць да 90°C або больш пры належным перамешванні. Відавочна, што гэта вельмі складана ў рэальным працэсе.
Каб прадухіліць агламерацыю або высаліванне фарбавальнікаў у ванне, пры атрыманні глыбокіх і канцэнтраваных колераў для фарбавальнікаў C і D з нізкай растваральнасцю, а таксама для фарбавальнікаў A і B неабходна выкарыстоўваць працэс пераноснага фарбавання.

Працэс эксплуатацыі і аналіз

1. Вярніце паскаральнік фарбавання ў фарбавальную чан і нагрэйце яго ў чан да растварэння (60～80℃). Паколькі ў прэснай вадзе няма фарбавальніка, паскаральнік фарбавання не мае сувязі з тканінай. Раствораны паскаральнік фарбавання можна як мага хутчэй заліць у фарбавальную чан.

2. Пасля цыркуляцыі расольнага раствора на працягу 5 хвілін, паскаральнік фарбавання практычна цалкам аднародны, а затым дадаецца загадзя раствор фарбавальніка. Раствор фарбавальніка неабходна развесці растворам зваротнага кіпення, паколькі канцэнтрацыя паскаральніка фарбавання ў растворы зваротнага кіпення складае ўсяго 80 г/л, фарбавальнік не будзе зліпацца. У той жа час, паколькі фарбавальнік не будзе падвяргацца ўздзеянню паскаральніка фарбавання (адносна нізкай канцэнтрацыі), узнікнуць праблемы з фарбаваннем. У гэты час не трэба кантраляваць час напаўнення фарбавальнай ванне растворам фарбавальніка, і звычайна гэта займае 10-15 хвілін.

3. Шчолачныя рэчывы павінны быць максімальна гідратаваны, асабліва фарбавальнікі C і D. Паколькі гэты тып фарбавальніка вельмі адчувальны да шчолачных рэчываў у прысутнасці рэчываў, якія стымулююць фарбаванне, растваральнасць шчолачных рэчываў адносна высокая (растваральнасць кальцынаванай соды пры тэмпературы 60°C складае 450 г/л). Колькасць чыстай вады, неабходнай для растварэння шчолачнага рэчыва, не павінна быць занадта вялікай, але хуткасць дадання шчолачнага раствора павінна адпавядаць патрабаванням працэсу, і звычайна лепш дадаваць яго паступова.

4. Для дывінілсульфонавых фарбавальнікаў катэгорыі А хуткасць рэакцыі адносна высокая, бо яны асабліва адчувальныя да шчолачных рэчываў пры тэмпературы 60°C. Каб пазбегнуць імгненнага замацавання колеру і яго нераўнамернага з'яўлення, можна загадзя дадаць 1/4 шчолачнага рэчыва пры нізкай тэмпературы.

У працэсе фарбавання пераносным спосабам хуткасць падачы кантралюецца толькі шчолачным агентам. Працэс фарбавання пераносным спосабам прымяняецца не толькі да метаду награвання, але і да метаду пастаяннай тэмпературы. Метад пастаяннай тэмпературы можа павялічыць растваральнасць фарбавальніка і паскорыць яго дыфузію і пранікненне. Хуткасць набракання аморфнай зоны валакна пры 60°C прыкладна ўдвая вышэйшая, чым пры 30°C. Такім чынам, працэс пастаяннай тэмпературы больш падыходзіць для сыру і кавалка. Да метадаў фарбавання асновы адносяцца метады з нізкім суадносінамі раствора, такія як фарбаванне джыгам, якія патрабуюць высокага пранікнення і дыфузіі або адносна высокай канцэнтрацыі фарбавальніка.

Звярніце ўвагу, што сульфат натрыю, які зараз даступны на рынку, часам мае адносна шчолачную рэакцыю, і яго значэнне pH можа дасягаць 9-10. Гэта вельмі небяспечна. Калі параўнаць чысты сульфат натрыю з чыстай соллю, то соль мае большы ўплыў на агрэгацыю фарбавальніка, чым сульфат натрыю. Гэта тлумачыцца тым, што эквівалент іонаў натрыю ў кухоннай солі вышэйшы, чым у сульфаце натрыю пры той жа вазе.

Агрэгацыя фарбавальнікаў у значнай ступені залежыць ад якасці вады. Як правіла, іоны кальцыя і магнію ў канцэнтрацыі ніжэй за 150 праміле не аказваюць істотнага ўплыву на агрэгацыю фарбавальнікаў. Аднак іоны цяжкіх металаў у вадзе, такія як іоны жалеза (III) і іоны алюмінію, у тым ліку некаторыя водарасці, паскараюць агрэгацыю фарбавальнікаў. Напрыклад, калі канцэнтрацыя іонаў жалеза (III) у вадзе перавышае 20 праміле, антыкагезійная здольнасць фарбавальніка можа значна знізіцца, і ўплыў водарасцяў стане больш сур'ёзным.

Прымацаваны да выпрабавання на ўстойлівасць да агламерацыі і высалівання фарбавальніка:

Вызначэнне 1: Узважце 0,5 г фарбавальніка, 25 г сульфату натрыю або солі і растварыце іх у 100 мл ачышчанай вады пры тэмпературы 25°C на працягу каля 5 хвілін. Выкарыстоўвайце кропельную трубку, каб адсмоктваць раствор і бесперапынна капаць 2 кроплі ў адно і тое ж месца на фільтравальнай паперы.

Вызначэнне 2: Узважце 0,5 г фарбавальніка, 8 г сульфату натрыю або солі і 8 г кальцынаванай соды і растварыце іх у 100 мл ачышчанай вады пры тэмпературы каля 25°C на працягу каля 5 хвілін. Выкарыстоўвайце кропельніцу, каб бесперапынна ўсмоктваць раствор на фільтравальную паперу. 2 кроплі.

Вышэйзгаданы метад можна выкарыстоўваць для простай ацэнкі здольнасці фарбавальніка да агламерацыі і высалівання, і ў асноўным можна вызначыць, які працэс фарбавання варта выкарыстоўваць.