Coloranții cationici sunt coloranți speciali pentru vopsirea fibrelor de poliacrilonitril și pot fi utilizați și pentru vopsirea poliesterului modificat (CDP).Astăzi, voi împărtăși cunoștințele de bază despre coloranții cationici.
O prezentare generală a coloranților cationici
1. Istorie
Coloranții cationici sunt unul dintre cei mai timpurii coloranți sintetici produși.Violetul de anilină sintetizat de WHPerkin în Statele Unite în 1856 și cristalul violet și verdele de malachit ulterioare sunt toți coloranți cationici.Acești coloranți erau cunoscuți anterior ca coloranți de bază, care pot vopsi fibrele proteice și fibrele celulozice tratate cu tanin și tartru.Ele au culori strălucitoare, dar nu sunt rezistente la lumină și au fost dezvoltate ulterior prin coloranți direcți și coloranți în cuvă.și coloranți acizi.
După producția industrială a fibrelor acrilice în anii 1950, s-a constatat că pe fibrele de poliacrilonitril, coloranții cationici nu numai că au o directie mare și o culoare strălucitoare, dar au și o rezistență a culorii mult mai mare decât fibrele proteice și fibrele celulozice.trezesc interesul oamenilor.Pentru a se adapta în continuare la aplicarea fibrelor acrilice și a altor fibre sintetice, au fost sintetizate multe varietăți noi cu rezistență ridicată, cum ar fi structura polimetină, structura polimetină substituită cu azot și structura pernalactamă etc., astfel încât coloranții cationici devin poliacrilonitril.O clasă de coloranți principali pentru vopsirea fibrelor.
2. Caracteristici:
Coloranții cationici generează ioni colorați încărcați pozitiv în soluție și formează săruri cu anioni acizi, cum ar fi ionul de clorură, gruparea acetat, gruparea fosfat, gruparea metil sulfat etc., vopsind astfel fibrele de poliacrilonitril.În vopsirea efectivă, mai mulți coloranți cationici sunt utilizați în mod obișnuit pentru a forma o culoare specifică.Cu toate acestea, vopsirea mixtă a coloranților cationici este adesea dificil de vopsit uniform în aceeași lumină de culoare, rezultând pete și stratificate.Prin urmare, în producția de coloranți cationici, pe lângă extinderea varietatii și cantității, trebuie să acordăm atenție și potrivirii soiurilor de coloranți;pentru a preveni vopsirea, trebuie să acordăm atenție dezvoltării de soiuri cu o nivelare bună și, de asemenea, să acordăm atenție îmbunătățirii rezistenței la abur a coloranților cationici.si rezistenta la lumina.
În al doilea rând, clasificarea coloranților cationici
Gruparea încărcată pozitiv din molecula de colorant cationic este conectată cu sistemul conjugat într-un anumit fel și apoi formează o sare cu gruparea anionica.În funcție de poziția grupului încărcat pozitiv în sistemul conjugat, coloranții cationici pot fi împărțiți în două categorii: izolați și conjugați.
1. Coloranți cationici izolați
Precursorul colorantului cationic izolator și gruparea încărcată pozitiv sunt conectate prin gruparea izolatoare, iar sarcina pozitivă este localizată, similar cu introducerea grupării de amoniu cuaternar la capătul molecular al coloranților dispersi.Poate fi reprezentat prin următoarea formulă:
Datorită concentrației de sarcini pozitive, este ușor de combinat cu fibrele, iar procentul de vopsire și rata de vopsire sunt relativ mari, dar nivelarea este slabă.În general, nuanța este întunecată, absorbanța molară este scăzută și nuanța nu este suficient de puternică, dar are o rezistență excelentă la căldură și rezistență la lumină și rezistență ridicată.Este adesea folosit la vopsirea culorilor medii și deschise.Soiurile tipice sunt:
2. Coloranți cationici conjugați
Grupul încărcat pozitiv al colorantului cationic conjugat este conectat direct la sistemul conjugat al colorantului, iar sarcina pozitivă este delocalizată.Culoarea acestui tip de colorant este foarte strălucitoare, iar absorbanța molară este mare, dar unele soiuri au rezistență scăzută la lumină și rezistență la căldură.Dintre tipurile utilizate, tipul conjugat reprezintă mai mult de 90%.Există multe varietăți de coloranți cationici conjugați, incluzând în principal structurile triarilmetan, oxazină și polimetină.
3. Noi coloranți cationici
1. Coloranți cationici de migrație
Așa-numiții coloranți cationici migratori se referă la o clasă de coloranți cu structură relativ simplă, greutate moleculară mică și volum molecular și performanță bună de difuzivitate și nivelare, care au devenit acum o categorie mare de coloranți cationici.Avantajele sale sunt următoarele:
Are proprietăți bune de migrare și nivelare și nu are selectivitate față de fibrele acrilice.Poate fi aplicat pe diferite grade de fibre acrilice și rezolvă mai bine problema vopsirii uniforme a fibrelor acrilice.Cantitatea de retarder este mică (de la 2 la 3% la 0,1 la 0,5%) și este chiar posibilă vopsirea unei singure culori fără a adăuga retarder, astfel încât utilizarea poate reduce costul vopsirii.Poate simplifica procesul de vopsire și poate scurta foarte mult timpul de vopsire de la (originalul 45 până la 90 de minute la 10 până la 25 de minute).
2. Coloranți cationici pentru modificare:
Pentru a se adapta la vopsirea fibrelor sintetice modificate, a fost cernut și sintetizat un lot de coloranți cationici.Următoarele structuri sunt potrivite pentru fibrele de poliester modificate.Galbenul este în principal coloranți de metină conjugați, roșu este coloranți azoici pe bază de triazol sau tiazol și coloranți azoici izolatori, iar albastrul este coloranți azoici și coloranți azoici pe bază de tiazol.Coloranți cu oxazină.
3. Coloranți cationici dispersi:
Pentru a se adapta la vopsirea fibrelor sintetice modificate, a fost cernut și sintetizat un lot de coloranți cationici.Următoarele structuri sunt potrivite pentru fibrele de poliester modificate.Galbenul este în principal coloranți de metină conjugați, roșu este coloranți azoici pe bază de triazol sau tiazol și coloranți azoici izolatori, iar albastrul este coloranți azoici și coloranți azoici pe bază de tiazol.Coloranți cu oxazină.
4. Coloranți cationici reactivi:
Coloranții cationici reactivi sunt o nouă clasă de coloranți cationici.După ce gruparea reactivă este introdusă în molecula de colorant conjugată sau izolată, acestui tip de colorant i se oferă proprietăți speciale, în special fibrei amestecate, nu numai că menține culoarea strălucitoare, dar poate și vopsi o varietate de fibre.
În al patrulea rând, proprietățile coloranților cationici
1. Solubilitate:
Grupările alchil și anionice care formează sare din molecula de colorant cationic au fost descrise mai sus pentru a afecta solubilitatea colorantului.În plus, dacă în mediul de vopsire există compuși anionici, cum ar fi agenții tensioactivi anionici și coloranții anionici, aceștia se vor combina și cu coloranții cationici pentru a forma precipitate.Lână/nitril, poliester/nitril și alte țesături amestecate nu pot fi vopsite în aceeași baie cu coloranți cationici obișnuiți și coloranți acizi, reactivi și dispersați, altfel va avea loc precipitarea.În general, se adaugă agenți anti-precipitări pentru a rezolva astfel de probleme.
2. Sensibilitate la pH:
În general, coloranții cationici sunt stabili în intervalul de pH de la 2,5 la 5,5.Atunci când valoarea pH-ului este scăzută, gruparea amino din molecula de colorant este protonată, iar grupul donator de electroni este transformat într-un grup atrăgător de electroni, determinând schimbarea culorii colorantului;Are loc precipitarea, decolorarea sau decolorarea vopselei.De exemplu, coloranții cu oxazină sunt transformați în coloranți necationici într-un mediu alcalin, care își pierde afinitatea pentru fibrele acrilice și nu poate fi vopsit.
3. Compatibilitate:
Coloranții cationici au o afinitate relativ mare pentru fibrele acrilice și au performanțe slabe de migrare în fibre, ceea ce face dificilă nivelarea vopselei.Diferiți coloranți au afinități diferite pentru aceeași fibră, iar ratele lor de difuzie în interiorul fibrei sunt, de asemenea, diferite.Atunci când coloranții cu rate de vopsire foarte diferite sunt amestecați împreună, este posibil să apară schimbări de culoare și vopsire neuniformă în timpul procesului de vopsire.Atunci când coloranții cu rate similare sunt amestecați, raportul lor de concentrație în baia de colorant este practic neschimbat, astfel încât culoarea produsului să rămână consistentă și vopsirea să fie mai uniformă.Performanța acestei combinații de coloranți se numește compatibilitatea coloranților.
Pentru comoditatea utilizării, oamenii folosesc valori numerice pentru a exprima compatibilitatea coloranților, de obicei exprimate ca valoare K.Se folosește un set de coloranți standard galbeni și albaștri, fiecare set este compus din cinci coloranți cu rate diferite de vopsire și există cinci valori de compatibilitate (1, 2, 3, 4, 5) și valoarea de compatibilitate a colorantului cu cea mai mare rată de vopsire Mici, migrarea și nivelarea vopselei sunt slabe, iar colorantul cu o rată mică de vopsire are o valoare mare de compatibilitate, iar migrarea și nivelarea vopselei sunt mai bune.Colorantul de testat și colorantul standard sunt vopsiți unul câte unul, apoi efectul de vopsire este evaluat pentru a determina valoarea de compatibilitate a colorantului de testat.
Există o anumită relație între valoarea de compatibilitate a coloranților și structurile lor moleculare.Grupele hidrofobe sunt introduse în moleculele de colorant, solubilitatea în apă scade, afinitatea colorantului față de fibră crește, viteza de vopsire crește, scade valoarea de compatibilitate, scade migrația și uniformitatea pe fibre, iar oferta de culoare crește.Unele grupuri din molecula de colorant provoacă bariere sterice datorită configurației geometrice, ceea ce reduce, de asemenea, afinitatea colorantului pentru fibre și crește valoarea de compatibilitate.
4. Rezistenta la lumina:
Rezistența la lumină a coloranților este legată de structura sa moleculară.Gruparea cationică din molecula de colorant cationic conjugat este o parte relativ sensibilă.Se activează cu ușurință din poziția grupului cationic după ce a fost acționat de energia luminii și apoi este transferat în întregul sistem cromofor, determinând distrugerea și estomparea acestuia.Triarilmetan conjugat Rezistența la lumină a oxazinei, polimetinei și oxazinei nu este bună.Gruparea cationică din molecula de colorant cationic izolată este separată de sistemul conjugat prin gruparea de legătură.Chiar dacă este activată sub acțiunea energiei luminoase, nu este ușor să transferați energia în sistemul conjugat al culorii, pentru ca aceasta să fie bine conservată.Rezistența la lumină este mai bună decât tipul conjugat.
5. Lectură extinsă: Țesături cationice
Țesătura cationică este țesătură 100% poliester, care este țesută din două materii prime diferite din poliester, dar conține fibre de poliester modificate.Această fibră de poliester modificată și fibră de poliester obișnuită sunt colorate cu diferiți coloranți și vopsite de două ori.Culoare, vopsire unică din poliester, vopsire unică cationică, în general, se utilizează fire cationice în direcția urzelii și fire obișnuite de poliester în direcția bătăturii.La vopsire sunt utilizați doi coloranți diferiți: coloranți obișnuiți dispersi pentru firele de poliester și coloranți cationici pentru fire cationice (cunoscute și sub denumirea de coloranți cationici).Pot fi utilizați coloranți cationici dispersi), efectul de cârpă va avea un efect de două culori.
Ora postării: 21-iul-2022