Thuốc nhuộm hoạt tính có màu sắc tươi sáng và sắc ký đồ đầy đủ. Nó được biết đến với ứng dụng đơn giản, chi phí thấp và độ bền tuyệt vời. Đặc biệt với sự phát triển của sợi xenlulo trong những năm gần đây, thuốc nhuộm hoạt tính đã trở thành loại thuốc nhuộm quan trọng nhất để nhuộm sợi xenlulo.

Nhưng vấn đề nổi bật nhất của thuốc nhuộm hoạt tính là tỷ lệ cạn kiệt và tỷ lệ cố định thấp. Trong quy trình nhuộm sợi xenlulo truyền thống, để cải thiện tốc độ hấp thu và cố định thuốc nhuộm của thuốc nhuộm hoạt tính, phải thêm một lượng lớn muối vô cơ (natri clorua hoặc natri sunfat). Tùy thuộc vào cấu trúc và màu sắc của thuốc nhuộm, lượng muối sử dụng thường từ 30 đến 150 g/L. Mặc dù đã đạt được tiến bộ lớn trong việc xử lý các hợp chất hữu cơ trong nước thải in và nhuộm, nhưng việc bổ sung một lượng lớn muối vô cơ vào quá trình nhuộm không thể xử lý được bằng các phương pháp vật lý và sinh hóa đơn giản.

Nghiên cứu công nghệ thuốc nhuộm hoạt tính và thuốc nhuộm không chứa muối

Từ góc độ sinh thái, việc xả nước thải in nhuộm có độ mặn cao trực tiếp làm thay đổi chất lượng nước sông hồ và phá hủy môi trường sinh thái.
hình ảnh
Tính thấm cao của muối sẽ làm đất xung quanh sông hồ bị nhiễm mặn, làm giảm năng suất cây trồng. Tóm lại, việc sử dụng một lượng lớn muối vô cơ không thể bị phân hủy hay tái chế, đồng thời có tác động tiêu cực rất lớn đến chất lượng nước và đất. Dựa trên cơ sở đó, bài viết này đánh giá tiến độ nghiên cứu gần đây về công nghệ nhuộm không muối và thảo luận một cách có hệ thống về sự thay đổi cấu trúc của thuốc nhuộm hoạt tính có hàm lượng muối thấp, công nghệ ghép và công nghệ liên kết ngang.

Thuốc nhuộm hoạt tính để nhuộm không có muối

Đặc điểm nổi bật của thuốc nhuộm hoạt tính là cấu trúc phân tử nhỏ, tính ưa nước tốt, dễ rửa sạch màu nổi sau khi cố định. Đây là một sự đổi mới quan trọng trong việc thiết kế các phân tử thuốc nhuộm. Nhưng điều này cũng làm cho tốc độ cạn kiệt thuốc nhuộm và tốc độ cố định thấp, cần thêm một lượng lớn muối trong quá trình nhuộm. Dẫn đến thất thoát một lượng lớn nước thải nhiễm mặn và thuốc nhuộm, do đó làm tăng chi phí xử lý nước thải. Ô nhiễm môi trường là nghiêm trọng. Một số công ty thuốc nhuộm bắt đầu chú ý đến việc sàng lọc và cải tiến tiền chất thuốc nhuộm và nhóm phản ứng, đồng thời phát triển thuốc nhuộm hoạt tính để nhuộm ít muối. CibacronLs do Ciba tung ra là loại thuốc nhuộm nhuộm ít muối sử dụng các nhóm hoạt tính khác nhau để kết hợp. Đặc điểm của loại thuốc nhuộm này là lượng muối sử dụng trong nhuộm chỉ bằng 1/4 đến 1/2 lượng muối sử dụng trong thuốc nhuộm hoạt tính thông thường. Nó không nhạy cảm với những thay đổi về tỷ lệ dung dịch và có độ tái lập tốt. Loại thuốc nhuộm này chủ yếu là nhuộm nhúng và có thể được sử dụng cùng với thuốc nhuộm phân tán để nhuộm nhanh hỗn hợp polyester/cotton trong một lần tắm.

Tập đoàn Sumitomo của Nhật Bản đề xuất một bộ phương pháp nhuộm phù hợp với dòng thuốc nhuộm Sumifux Supra. Nó được gọi là phương pháp nhuộm LETfS. Lượng muối vô cơ sử dụng trong phương pháp này chỉ bằng 1/2 đến 1/3 so với quy trình truyền thống và tỷ lệ tắm có thể đạt tới 1:10. Và đưa ra một loạt thuốc nhuộm hoạt tính tương thích với quy trình này. Loạt thuốc nhuộm này là thuốc nhuộm phản ứng dị thể bao gồm monochloros-triazine và B-ethylsulfone sulfate. Lượng thuốc nhuộm còn sót lại trong nước thải nhuộm của loạt thuốc nhuộm này chỉ bằng 25% -30% hàm lượng thuốc nhuộm trong nước thải nhuộm hoạt tính nói chung. Đó là khuyến khích cho việc nhuộm sợi Tencel. Nó cho thấy hiệu suất ứng dụng tuyệt vời về tốc độ cố định, dễ giặt và độ bền khác nhau của sản phẩm nhuộm.

Công ty DyStar đã cho ra mắt dòng thuốc nhuộm RemazolEF thích hợp cho nhuộm không muối, nhóm hoạt chất chủ yếu là B-hydroxyethyl sulfone sulfate và đưa ra quy trình nhuộm không muối thân thiện với môi trường. Lượng muối vô cơ sử dụng bằng 1/3 so với quy trình thông thường. Quá trình nhuộm được rút ngắn. Ngoài ra, hệ thống này còn bao gồm nhiều loại sắc ký đồ. Có thể kết hợp ba màu cơ bản khác nhau để thu được màu sáng. Công ty Clariant (Clariant) đã tung ra dòng thuốc nhuộm hoạt tính DrimareneHF, chủ yếu có 4 loại: DrimareneBlueHF-RL, 戡ownHF-2RL, NavyHF-G, RedHF-G, dùng để nhuộm tận trích và nhuộm liên tục sợi cellulose, hiệu suất ứng dụng Và tốt lâu phai. Tỷ lệ cố định khá cao, tỷ lệ muối và dung dịch thấp. Cố định trung tính, khả năng giặt tốt.

Một số thuốc nhuộm hoạt tính mới được phát triển có thể làm tăng tính trực tiếp của thuốc nhuộm bằng cách tăng thể tích phân tử thuốc nhuộm và giảm lượng muối vô cơ. Ví dụ, việc đưa vào các nhóm urê có thể làm tăng tính trực tiếp của các nhóm hoạt động và giảm lượng muối vô cơ. Cải thiện tỷ lệ cố định; Ngoài ra còn có tiền chất thuốc nhuộm polyazo (như trisazo, tetraazo) để tăng độ trực tiếp của thuốc nhuộm và đạt được mục đích nhuộm không có muối. Hiệu ứng cản trở không gian cao của một số thuốc nhuộm trong cấu trúc cũng có thể thay đổi đáng kể khả năng phản ứng của các nhóm phản ứng của thuốc nhuộm hoạt tính và lượng muối sử dụng trong nhuộm. Những tác động cản trở không gian này nói chung là việc đưa các nhóm thế alkyl vào các vị trí khác nhau trên nền thuốc nhuộm. Đặc điểm cấu trúc cơ bản của chúng được các học giả tóm tắt như sau:

Nhóm hoạt động 1 SO: CH2CH: oS03Na có thể ở vị trí meta hoặc para của vòng benzen;

R3 có thể ở vị trí ortho, inter hoặc para của vòng benzen. Công thức cấu trúc là thuốc nhuộm hoạt tính vinyl sulfone.

Các nhóm thế khác nhau hoặc các vị trí thay thế khác nhau trên thuốc nhuộm có thể đạt được cùng một giá trị nhuộm trong cùng điều kiện nhuộm, nhưng lượng muối nhuộm của chúng khá khác nhau.

Thuốc nhuộm hoạt tính ít muối xuất sắc phải có các đặc điểm sau: 1) Lượng muối sử dụng trong nhuộm giảm đi rất nhiều; 2) Nhuộm trong dung dịch nhuộm có tỷ lệ dung dịch nhuộm thấp, độ ổn định của dung dịch nhuộm; 3) Khả năng giặt tốt. Giảm thời gian xử lý hậu kỳ; 4) Khả năng tái tạo tuyệt vời. Về mặt cải tiến thuốc nhuộm, ngoài việc cải thiện cấu trúc nền thuốc nhuộm và sự kết hợp hợp lý giữa các nhóm hoạt tính nêu trên, một số người đã tổng hợp ra cái gọi là thuốc nhuộm hoạt tính cation, có thể nhuộm mà không cần thêm muối. Ví dụ: Thuốc nhuộm hoạt tính cation có cấu trúc sau:

Từ công thức trên có thể thấy khối màu được kết nối với nhóm hoạt tính monochloro-triazine. Một nhóm amoni bậc bốn pyridin cũng được gắn vào vòng s-triazine. Thuốc nhuộm tích điện dương và nhóm amoni bậc bốn là nhóm tan trong nước. Vì không những không có lực đẩy điện tích giữa các phân tử thuốc nhuộm và sợi mà còn có lực hút của điện tích dương và âm nên thuốc nhuộm dễ dàng tiếp cận bề mặt sợi và hấp phụ vào sợi nhuộm. Sự có mặt của chất điện giải trong dung dịch nhuộm không những không tạo ra tác dụng thúc đẩy thuốc nhuộm mà còn làm suy yếu lực hút giữa thuốc nhuộm và sợi, do đó, kiểu nhuộm thuốc nhuộm này có thể được nhuộm mà không cần thêm chất điện phân để nhuộm không có muối. Quá trình nhuộm tương tự như thuốc nhuộm hoạt tính thông thường. Đối với thuốc nhuộm hoạt tính monochloros-triazine, natri cacbonat vẫn được thêm vào làm chất cố định. Nhiệt độ cố định là khoảng 85oC. Tỷ lệ hấp thu thuốc nhuộm có thể đạt 90% đến 94% và tỷ lệ cố định là 80% đến 90%. Nó có độ bền ánh sáng tốt và độ bền giặt. Thuốc nhuộm phản ứng cation tương tự cũng đã được báo cáo sử dụng monofluoro-s-triazine làm nhóm hoạt động. Hoạt tính của monofluoro-s-triazine cao hơn monochloro-s-triazine.

Những thuốc nhuộm này cũng có thể được nhuộm bằng hỗn hợp bông/acrylic và các đặc tính khác của thuốc nhuộm (chẳng hạn như độ đều màu và khả năng tương thích, v.v.) cần được nghiên cứu thêm. Nhưng nó mang lại một phương pháp mới để sợi xenlulo thực hiện quá trình nhuộm không chứa muối.