Os corantes reativos possuem cores brilhantes e cromatogramas completos. É conhecido pela simplicidade de aplicação, baixo custo e excelente solidez. Especialmente com o desenvolvimento das fibras de celulose nos últimos anos, os corantes reativos tornaram-se o tipo de corante mais importante para o tingimento de fibras têxteis de celulose.
Mas o problema mais proeminente dos corantes reativos é a baixa taxa de exaustão e taxa de fixação. No processo de tingimento tradicional da fibra de celulose, para melhorar a absorção do corante e a taxa de fixação dos corantes reativos, deve-se adicionar grande quantidade de sal inorgânico (cloreto de sódio ou sulfato de sódio). Dependendo da estrutura e da cor do corante, a quantidade de sal utilizada é geralmente de 30 a 150 g/L. Embora tenham sido feitos grandes progressos no tratamento de compostos orgânicos em águas residuais de impressão e tingimento, a adição de uma grande quantidade de sais inorgânicos no processo de tingimento não pode ser tratada por métodos físicos e bioquímicos simples.
Pesquisa sobre a tecnologia de corantes reativos e corantes sem sal
Do ponto de vista ecológico, a descarga de águas residuais de impressão e tingimento com alta salinidade altera diretamente a qualidade da água dos rios e lagos e destrói o ambiente ecológico.
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A alta permeabilidade do sal causará a salinização do solo ao redor dos rios e lagos, reduzindo o rendimento das culturas. Em suma, a utilização de uma grande quantidade de sais inorgânicos não pode ser degradada nem reciclada e, ao mesmo tempo, tem um grande impacto negativo na qualidade da água e do solo. Com base nisso, este artigo analisa o progresso recente da pesquisa em tecnologia de tingimento sem sal e discute sistematicamente as mudanças estruturais de corantes reativos com baixo teor de sal, tecnologia de enxerto e tecnologia de reticulação.
Corantes reativos para tingimento sem sal
As características marcantes dos corantes reativos são a pequena estrutura molecular, boa hidrofilicidade e fácil lavagem da cor flutuante após a fixação. Esta é uma inovação importante no design de moléculas de corantes. Mas isso também faz com que a taxa de exaustão do corante e a taxa de fixação sejam baixas, e uma grande quantidade de sal precisa ser adicionada durante o tingimento. Leva à perda de uma grande quantidade de águas residuais salgadas e corantes, aumentando assim o custo do tratamento de águas residuais. A poluição ambiental é grave. Algumas empresas de corantes começaram a prestar atenção à triagem e melhoria de precursores de corantes e grupos reativos, e a desenvolver corantes reativos para tingimento com baixo teor de sal. CibacronLs lançado pela Ciba é um tipo de corante com baixo teor de sal que utiliza diferentes grupos ativos para se combinar. A característica desse corante é que a quantidade de sal utilizada no tingimento é de 1/4 a 1/2 daquela dos corantes reativos gerais. Não é sensível a alterações na proporção do banho e possui boa reprodutibilidade. Este tipo de corante é principalmente tingimento por imersão e pode ser usado junto com corantes dispersos para tingimento rápido em um banho de misturas de poliéster/algodão.
A Sumitomo Corporation do Japão propôs um conjunto de métodos de tingimento adequados para os corantes da série Sumifux Supra. É chamado de método de coloração LETfS. A quantidade de sal inorgânico utilizada neste método é de apenas 1/2 a 1/3 do processo tradicional, e a proporção do banho pode chegar a 1:10. E lançou uma série de corantes reativos compatíveis com o processo. Esta série de corantes são corantes heterobi-reativos compostos de monocloros-triazina e sulfato de B-etilsulfona. A quantidade de corante residual nas águas residuais de tingimento desta série de corantes é de apenas 25% -30% do conteúdo de corante nas águas residuais de tingimento reativo geral. É recomendado para o tingimento de fibras Tencel. Apresenta excelente desempenho de aplicação em termos de taxa de fixação, fácil lavagem e diversas solidezes de produtos tingidos.
A empresa DyStar lançou os corantes da série RemazolEF adequados para tingimento sem sal, o grupo ativo é principalmente sulfato de B-hidroxietilsulfona e lançou um processo de tingimento sem sal ecologicamente correto. A quantidade de sal inorgânico utilizada é 1/3 do processo convencional. O processo de tingimento é encurtado. Além disso, o sistema abrange uma ampla gama de cromatogramas. Uma variedade de três cores primárias pode ser combinada para obter cores brilhantes. A empresa Clariant (Clariant) lançou a série DrimareneHF de corantes reativos, principalmente em 4 variedades: DrimareneBlueHF-RL, 戡ownHF-2RL, NavyHF-G, RedHF-G, usado para tingimento por exaustão e tingimento contínuo de fibras de celulose, desempenho de aplicação e bom rapidez. A taxa de fixação é bastante alta, baixa proporção de sal e licor. Fixação neutra, boa lavabilidade.
Alguns corantes reativos recentemente desenvolvidos podem aumentar a diretividade dos corantes, aumentando o volume das moléculas do corante e reduzindo a quantidade de sais inorgânicos. Por exemplo, a introdução de grupos ureia pode aumentar a diretividade dos grupos ativos e reduzir a quantidade de sais inorgânicos. Melhorar a taxa de fixação; existem também precursores de corantes poliazo (como trisazo, tetraazo) para aumentar a diretividade do corante e atingir o objetivo de tingimento sem sal. O alto efeito de impedimento estérico de alguns corantes na estrutura também pode alterar significativamente a reatividade dos grupos reativos dos corantes reativos e a quantidade de sal utilizado no tingimento. Estes efeitos de impedimento estérico são geralmente a introdução de substituintes alquil em diferentes posições na matriz corante. Suas características estruturais básicas são resumidas pelos estudiosos da seguinte forma:
O grupo ativo um SO: CH2CH: oS03Na pode estar na posição meta ou para do anel benzênico;
R3 pode estar na posição orto, inter ou para do anel de benzeno. A fórmula estrutural são corantes reativos à vinilsulfona.
Diferentes substituintes ou diferentes posições de substituição nos corantes podem atingir o mesmo valor de tingimento sob as mesmas condições de tingimento, mas as suas quantidades de sais de tingimento são bastante diferentes.
Excelentes corantes reativos com baixo teor de sal devem ter as seguintes características: 1) A quantidade de sal utilizada no tingimento é bastante reduzida; 2) Tingimento em banho de tingimento com baixa proporção de banho, estabilidade do banho de tingimento; 3) Boa lavabilidade. Reduza o tempo de pós-processamento; 4) Excelente reprodutibilidade. Em termos de melhoria do corante, além da melhoria acima mencionada da estrutura da matriz do corante e da combinação razoável de grupos ativos, algumas pessoas sintetizaram os chamados corantes reativos catiônicos, que podem ser tingidos sem adição de sal. Por exemplo, corantes reativos catiônicos com a seguinte estrutura:
Pode-se observar pela fórmula acima que o corpo colorido está ligado ao grupo ativo da monoclorotriazina. Um grupo piridina amônio quaternário também está ligado ao anel s-triazina. O corante tem carga positiva e o grupo amônio quaternário é um grupo solúvel em água. Como não apenas não há repulsão de carga entre as moléculas do corante e a fibra, mas também a atração de cargas positivas e negativas, o corante é fácil de se aproximar da superfície da fibra e de ser adsorvido na fibra tingida. A presença de eletrólitos na solução de tingimento não só não produzirá o efeito promotor do corante, mas também enfraquecerá a atração entre o corante e a fibra, de modo que este tipo de tingimento pode ser tingido sem adição de eletrólitos para tingimento sem sal. O processo de tingimento é semelhante aos corantes reativos comuns. Para corantes reativos à monocloros-triazina, ainda é adicionado carbonato de sódio como agente fixador. A temperatura de fixação é em torno de 85°C. A taxa de absorção do corante pode chegar a 90% a 94% e a taxa de fixação é de 80% a 90%. Possui boa solidez à luz e à lavagem. Corantes reativos catiônicos semelhantes também relataram o uso de monofluoro-s-triazina como grupo ativo. A atividade da monofluoro-s-triazina é superior à da monocloro-s-triazina.
Esses corantes também podem ser tingidos em misturas de algodão/acrílico, e outras propriedades dos corantes (como nivelamento e compatibilidade, etc.) precisam ser mais estudadas. Mas fornece uma nova maneira para a fibra de celulose realizar tingimento sem sal.
Horário da postagem: 12 de janeiro de 2021