Thuốc nhuộm hoạt tính có khả năng hòa tan rất tốt trong nước.Thuốc nhuộm hoạt tính chủ yếu dựa vào nhóm axit sulfonic trên phân tử thuốc nhuộm để hòa tan trong nước.Đối với thuốc nhuộm hoạt tính ở nhiệt độ trung bình có chứa các nhóm vinylsulfone, ngoài nhóm axit sulfonic, β -Ethylsulfonyl sulfate cũng là một nhóm hòa tan rất tốt.

Trong dung dịch nước, các ion natri trên nhóm axit sulfonic và nhóm -ethylsulfone sulfat trải qua phản ứng hydrat hóa để làm cho thuốc nhuộm tạo thành anion và hòa tan trong nước.Sự nhuộm màu của thuốc nhuộm hoạt tính phụ thuộc vào anion của thuốc nhuộm được nhuộm vào xơ.

Độ hòa tan của thuốc nhuộm hoạt tính là hơn 100 g/L, hầu hết các loại thuốc nhuộm có độ hòa tan 200-400 g/L, thậm chí một số loại thuốc nhuộm có thể đạt tới 450 g/L.Tuy nhiên, trong quá trình nhuộm, độ hòa tan của thuốc nhuộm sẽ giảm do nhiều nguyên nhân (hoặc thậm chí không hòa tan hoàn toàn).Khi độ hòa tan của thuốc nhuộm giảm, một phần thuốc nhuộm sẽ chuyển từ dạng anion tự do thành các hạt do lực đẩy điện tích lớn giữa các hạt.Giảm, các hạt và hạt sẽ hút lẫn nhau để tạo ra sự kết tụ.Loại kết tụ này trước tiên tập hợp các hạt thuốc nhuộm thành chất kết tụ, sau đó biến thành chất kết tụ và cuối cùng biến thành bông cặn.Mặc dù flocs là một loại lắp ráp lỏng lẻo, nhưng do lớp kép điện xung quanh được hình thành bởi các điện tích dương và âm thường khó bị phân hủy bởi lực cắt khi dung dịch thuốc nhuộm lưu thông và flocs rất dễ kết tủa trên vải, dẫn đến nhuộm hoặc nhuộm bề mặt.

Một khi thuốc nhuộm có sự kết tụ như vậy, độ bền màu sẽ giảm đi đáng kể, đồng thời sẽ gây ra các mức độ loang, ố, ố khác nhau.Đối với một số thuốc nhuộm, quá trình keo tụ sẽ đẩy nhanh quá trình lắp ráp dưới lực cắt của dung dịch thuốc nhuộm, gây mất nước và tạo muối.Một khi xảy ra hiện tượng muối ra, màu nhuộm sẽ trở nên cực kỳ nhạt, thậm chí không nhuộm, dù có nhuộm cũng sẽ bị ố màu và ố nghiêm trọng.

Nguyên nhân của sự kết tụ thuốc nhuộm

Lý do chính là chất điện phân.Trong quá trình nhuộm, chất điện phân chính là chất xúc tiến thuốc nhuộm (muối natri và muối).Chất tăng tốc thuốc nhuộm có chứa các ion natri và tương đương với các ion natri trong phân tử thuốc nhuộm thấp hơn nhiều so với chất tăng tốc thuốc nhuộm.Số lượng ion natri tương đương, nồng độ bình thường của chất tăng tốc thuốc nhuộm trong quy trình nhuộm thông thường sẽ không ảnh hưởng nhiều đến độ hòa tan của thuốc nhuộm trong dung dịch nhuộm.

Tuy nhiên, khi lượng chất xúc tiến thuốc nhuộm tăng lên, nồng độ của các ion natri trong dung dịch cũng tăng theo.Ion natri dư thừa sẽ ức chế quá trình ion hóa của ion natri trên nhóm hòa tan của phân tử thuốc nhuộm, do đó làm giảm khả năng hòa tan của thuốc nhuộm.Sau hơn 200 g/L, hầu hết thuốc nhuộm sẽ có mức độ kết tụ khác nhau.Khi nồng độ của chất tăng tốc thuốc nhuộm vượt quá 250 g/L, mức độ kết tụ sẽ được tăng cường, đầu tiên hình thành các chất kết tụ, sau đó là trong dung dịch thuốc nhuộm.Các chất kết tụ và kết bông được hình thành nhanh chóng, và một số thuốc nhuộm có độ hòa tan thấp bị muối ra một phần hoặc thậm chí bị mất nước.Thuốc nhuộm có cấu trúc phân tử khác nhau có đặc tính chống kết tụ và kháng muối khác nhau.Độ hòa tan càng thấp thì khả năng chống kết tụ và chịu mặn càng cao.Hiệu suất phân tích càng kém.

Độ hòa tan của thuốc nhuộm chủ yếu được xác định bởi số lượng nhóm axit sulfonic trong phân tử thuốc nhuộm và số lượng sulfat-ethylsulfone.Đồng thời, độ ưa nước của phân tử thuốc nhuộm càng lớn thì độ hòa tan càng cao và độ ưa nước càng thấp.độ hòa tan càng thấp.(Ví dụ, thuốc nhuộm có cấu trúc azo ưa nước hơn thuốc nhuộm có cấu trúc dị vòng.) Ngoài ra, cấu trúc phân tử của thuốc nhuộm càng lớn thì độ hòa tan càng thấp và cấu trúc phân tử càng nhỏ thì độ hòa tan càng cao.

Độ hòa tan của thuốc nhuộm hoạt tính
Nó có thể được tạm chia thành bốn loại:

Loại A, thuốc nhuộm có chứa diethylsulfone sulfat (tức là vinyl sulfone) và ba nhóm phản ứng (monochloros-triazine + divinyl sulfone) có độ hòa tan cao nhất, chẳng hạn như Yuan Qing B, Navy GG, Navy RGB, Golden: RNL Và tất cả các màu đen phản ứng được sản xuất bởi trộn Yuanqing B, thuốc nhuộm nhóm ba phản ứng như loại ED, loại Ciba s, v.v. Độ hòa tan của các loại thuốc nhuộm này chủ yếu là khoảng 400 g/L.

Loại B, thuốc nhuộm có chứa các nhóm dị hợp chất (monochloros-triazine+vinylsulfone), chẳng hạn như vàng 3RS, đỏ 3BS, đỏ 6B, đỏ GWF, ba màu cơ bản RR, ba màu cơ bản RGB, v.v. Độ hòa tan của chúng dựa trên 200～300 gam Độ tan của meta-este cao hơn para-este.

Loại C: Màu xanh hải quân, cũng là nhóm dị hợp tử: BF, 3GF xanh hải quân, 2GFN xanh đậm, RBN đỏ, F2B đỏ, v.v., do có ít nhóm axit sulfonic hơn hoặc khối lượng phân tử lớn hơn nên độ hòa tan cũng thấp, chỉ 100 -200 g/ Tăng.Loại D: Thuốc nhuộm có nhóm monovinylsulfone và cấu trúc dị vòng, có độ hòa tan thấp nhất, chẳng hạn như Brilliant Blue KN-R, Turquoise Blue G, Bright Yellow 4GL, Violet 5R, Blue BRF, Brilliant Orange F2R, Brilliant Red F2G, v.v. của loại thuốc nhuộm này chỉ khoảng 100 g/L.Loại thuốc nhuộm này đặc biệt nhạy cảm với chất điện phân.Loại thuốc nhuộm này một khi đã kết tụ, thậm chí không cần trải qua quá trình keo tụ, trực tiếp muối ra ngoài.

Trong quy trình nhuộm thông thường, lượng thuốc nhuộm tăng tốc tối đa là 80 g/L.Chỉ những màu tối mới cần nồng độ thuốc nhuộm cao như vậy.Khi nồng độ thuốc nhuộm trong bể nhuộm nhỏ hơn 10 g/L, hầu hết thuốc nhuộm hoạt tính vẫn có khả năng hòa tan tốt ở nồng độ này và sẽ không kết tụ lại.Nhưng vấn đề nằm ở cái thùng.Theo quy trình nhuộm thông thường, thuốc nhuộm được thêm vào trước và sau khi thuốc nhuộm được pha loãng hoàn toàn trong dung dịch nhuộm đến độ đồng nhất, chất tăng tốc thuốc nhuộm mới được thêm vào.Chất tăng tốc thuốc nhuộm về cơ bản hoàn thành quá trình hòa tan trong thùng.

Vận hành theo quy trình sau

Giả định: nồng độ thuốc nhuộm là 5%, tỷ lệ rượu là 1:10, trọng lượng vải là 350Kg (dòng chất lỏng ống kép), mực nước là 3,5T, natri sunfat là 60 g/lít, tổng lượng natri sunfat là 200Kg (50Kg /gói tổng cộng 4 gói) ) (Dung tích thùng nguyên liệu thường khoảng 450 lít).Trong quá trình hòa tan natri sulfat, chất lỏng hồi lưu của thùng thuốc nhuộm thường được sử dụng.Chất lỏng hồi lưu chứa thuốc nhuộm được thêm vào trước đó.Nói chung, chất lỏng hồi lưu 300L trước tiên được đưa vào thùng nguyên liệu, sau đó hai gói natri sulfat (100 kg) được đổ vào.

Vấn đề là ở đây, hầu hết thuốc nhuộm sẽ kết tụ ở các mức độ khác nhau ở nồng độ natri sulfat này.Trong số đó, loại C sẽ bị kết tụ nghiêm trọng, còn loại thuốc nhuộm D không chỉ bị kết tụ mà thậm chí còn bị muối ra ngoài.Mặc dù người vận hành chung sẽ làm theo quy trình để bổ sung từ từ dung dịch natri sulfat trong thùng nguyên liệu vào thùng thuốc nhuộm thông qua bơm tuần hoàn chính.Nhưng thuốc nhuộm trong 300 lít dung dịch natri sunfat đã hình thành bông cặn và thậm chí bị muối.

Khi tất cả dung dịch trong thùng nguyên liệu được đổ đầy vào thùng nhuộm, có thể quan sát rõ ràng rằng có một lớp hạt thuốc nhuộm nhờn trên thành thùng và đáy thùng.Nếu cạo bỏ những hạt thuốc nhuộm này và cho vào nước sạch thì nói chung là khó.Lại hòa tan.Trên thực tế, 300 lít dung dịch đi vào thùng thuốc nhuộm đều như thế này.

Hãy nhớ rằng cũng có hai gói Bột Yuanming cũng sẽ được hòa tan và đổ đầy lại vào thùng thuốc nhuộm theo cách này.Sau khi điều này xảy ra, các vết bẩn, vết ố và vết ố chắc chắn sẽ xảy ra, độ bền màu giảm nghiêm trọng do nhuộm bề mặt, ngay cả khi không có hiện tượng keo tụ hoặc muối hóa rõ ràng.Đối với loại A và loại B có độ hòa tan cao hơn, sự kết tụ thuốc nhuộm cũng sẽ xảy ra.Mặc dù những thuốc nhuộm này chưa hình thành keo tụ, nhưng ít nhất một phần thuốc nhuộm đã hình thành kết tụ.

Những cốt liệu này rất khó xâm nhập vào sợi.Bởi vì khu vực vô định hình của sợi bông chỉ cho phép sự xâm nhập và khuếch tán của thuốc nhuộm mono-ion.Không có cốt liệu nào có thể xâm nhập vào vùng vô định hình của sợi.Nó chỉ có thể được hấp phụ trên bề mặt của sợi.Độ bền màu cũng sẽ bị giảm đi đáng kể, đồng thời các vết ố, ố màu cũng sẽ xảy ra trong những trường hợp nghiêm trọng.

Độ dung dịch của thuốc nhuộm hoạt tính liên quan đến tác nhân kiềm

Khi chất kiềm được thêm vào, β-ethylsulfone sulfat của thuốc nhuộm hoạt tính sẽ trải qua phản ứng loại bỏ để tạo thành vinyl sulfone thực sự của nó, chất này rất dễ hòa tan trong gen.Vì phản ứng loại bỏ cần rất ít tác nhân kiềm, (thường chỉ chiếm dưới 1/10 liều lượng quy trình), liều lượng kiềm càng được thêm vào, càng nhiều thuốc nhuộm phản ứng loại bỏ.Một khi phản ứng loại bỏ xảy ra, độ hòa tan của thuốc nhuộm cũng sẽ giảm.

Chất kiềm tương tự cũng là chất điện ly mạnh và chứa các ion natri.Do đó, nồng độ chất kiềm quá cao cũng sẽ khiến thuốc nhuộm đã hình thành vinyl sulfone kết tụ hoặc thậm chí tạo muối.Vấn đề tương tự cũng xảy ra trong thùng nguyên liệu.Khi tác nhân kiềm được hòa tan (lấy tro soda làm ví dụ), nếu sử dụng dung dịch hồi lưu.Tại thời điểm này, chất lỏng hồi lưu đã chứa chất tăng tốc thuốc nhuộm và thuốc nhuộm ở nồng độ quy trình bình thường.Mặc dù một phần thuốc nhuộm có thể đã bị xơ sử dụng hết, nhưng ít nhất hơn 40% thuốc nhuộm còn lại nằm trong dung dịch thuốc nhuộm.Giả sử một gói tro soda được đổ trong quá trình vận hành và nồng độ tro soda trong bể vượt quá 80 g/L.Ngay cả khi máy gia tốc thuốc nhuộm trong chất lỏng hồi lưu là 80 g/L vào thời điểm này, thuốc nhuộm trong thùng cũng sẽ ngưng tụ.Thuốc nhuộm C và D thậm chí có thể bị muối, đặc biệt là đối với thuốc nhuộm D, ngay cả khi nồng độ tro xút giảm xuống 20 g/l, hiện tượng muối cục bộ sẽ xảy ra.Trong số đó, Brilliant Blue KN.R, Turquoise Blue G và Giám sát BRF là nhạy cảm nhất.

Thuốc nhuộm kết tụ hoặc thậm chí muối ra không có nghĩa là thuốc nhuộm đã được thủy phân hoàn toàn.Nếu nó bị kết tụ hoặc muối ra ngoài do thuốc nhuộm tăng tốc, nó vẫn có thể được nhuộm miễn là nó có thể được hòa tan lại.Nhưng để hòa tan lại, cần thêm một lượng vừa đủ chất trợ nhuộm (chẳng hạn như urê 20 g/l trở lên), và nhiệt độ phải được tăng lên 90°C trở lên với lượng khuấy vừa đủ.Rõ ràng là rất khó khăn trong quá trình vận hành thực tế.
Để ngăn thuốc nhuộm kết tụ hoặc tạo muối trong thùng, quy trình nhuộm chuyển phải được sử dụng khi tạo màu đậm và đậm đặc cho thuốc nhuộm C và D có độ hòa tan thấp, cũng như thuốc nhuộm A và B.

Vận hành và phân tích quy trình

1. Sử dụng thùng thuốc nhuộm để trả lại chất tăng tốc thuốc nhuộm và làm nóng nó trong thùng để hòa tan nó (60～80℃).Vì không có thuốc nhuộm trong nước ngọt nên chất xúc tác nhuộm không có ái lực với vải.Chất tăng tốc thuốc nhuộm hòa tan có thể được đổ vào thùng nhuộm càng nhanh càng tốt.

2. Sau khi dung dịch nước muối được lưu thông trong 5 phút, chất tăng tốc thuốc nhuộm về cơ bản hoàn toàn đồng nhất, sau đó thêm dung dịch thuốc nhuộm đã được hòa tan trước đó vào.Dung dịch thuốc nhuộm cần được pha loãng với dung dịch hồi lưu, vì nồng độ của chất tăng tốc thuốc nhuộm trong dung dịch hồi lưu chỉ là 80 gram / L, thuốc nhuộm sẽ không kết tụ.Đồng thời, do thuốc nhuộm sẽ không bị ảnh hưởng bởi chất xúc tiến thuốc nhuộm (nồng độ tương đối thấp), nên sẽ xảy ra vấn đề ra màu.Tại thời điểm này, dung dịch nhuộm không cần phải kiểm soát thời gian để đổ đầy thùng nhuộm và thường hoàn thành sau 10-15 phút.

3. Các chất kiềm nên được ngậm nước càng nhiều càng tốt, đặc biệt là đối với thuốc nhuộm C và D.Vì loại thuốc nhuộm này rất nhạy cảm với các tác nhân kiềm khi có chất thúc đẩy thuốc nhuộm nên độ hòa tan của các tác nhân kiềm tương đối cao (độ hòa tan của tro xút ở 60°C là 450 g/L).Nước sạch cần thiết để hòa tan tác nhân kiềm không cần quá nhiều, nhưng tốc độ thêm dung dịch kiềm cần phù hợp với yêu cầu của quy trình, nói chung nên thêm theo phương pháp tăng dần.

4. Đối với thuốc nhuộm divinyl sulfone loại A, tốc độ phản ứng tương đối cao vì chúng đặc biệt nhạy cảm với các tác nhân kiềm ở 60°C.Để tránh cố định màu tức thời và màu không đồng đều, bạn có thể thêm trước 1/4 lượng chất kiềm ở nhiệt độ thấp.

Trong quy trình nhuộm chuyển, chỉ có tác nhân kiềm cần kiểm soát tốc độ cho ăn.Quy trình nhuộm chuyển không chỉ áp dụng cho phương pháp gia nhiệt mà còn áp dụng cho phương pháp nhiệt độ không đổi.Phương pháp nhiệt độ không đổi có thể làm tăng độ hòa tan của thuốc nhuộm và đẩy nhanh quá trình khuếch tán và thẩm thấu của thuốc nhuộm.Tốc độ trương nở của vùng vô định hình của sợi ở 60°C cao gấp đôi so với ở 30°C.Do đó, quy trình nhiệt độ không đổi phù hợp hơn cho phô mai, thịt bò.Chùm sợi dọc bao gồm các phương pháp nhuộm với tỷ lệ dung dịch thấp, chẳng hạn như nhuộm khuôn, đòi hỏi độ thâm nhập và khuếch tán cao hoặc nồng độ thuốc nhuộm tương đối cao.

Lưu ý rằng natri sulfat hiện có trên thị trường đôi khi tương đối kiềm và giá trị PH của nó có thể đạt tới 9-10.Điều này rất nguy hiểm.Nếu bạn so sánh natri sulfat tinh khiết với muối tinh khiết, thì muối có tác dụng kết tụ thuốc nhuộm cao hơn so với natri sulfat.Điều này là do đương lượng của các ion natri trong muối ăn cao hơn so với natri sulfat có cùng trọng lượng.

Sự kết tụ của thuốc nhuộm có liên quan khá nhiều đến chất lượng nước.Nói chung, các ion canxi và magiê dưới 150ppm sẽ không ảnh hưởng nhiều đến sự kết tụ của thuốc nhuộm.Tuy nhiên, các ion kim loại nặng trong nước, chẳng hạn như ion sắt và ion nhôm, bao gồm một số vi sinh vật tảo, sẽ đẩy nhanh quá trình kết tụ thuốc nhuộm.Ví dụ, nếu nồng độ ion sắt trong nước vượt quá 20 ppm, khả năng chống kết dính của thuốc nhuộm có thể giảm đáng kể và ảnh hưởng của tảo nghiêm trọng hơn.

Kèm theo test chống kết tụ thuốc nhuộm và kháng muối:

Cách xác định 1: Cân 0,5 g thuốc nhuộm, 25 g natri sulfat hoặc muối và hòa tan trong 100 ml nước tinh khiết ở 25°C trong khoảng 5 phút.Dùng ống nhỏ giọt hút dung dịch và nhỏ liên tục 2 giọt vào cùng một vị trí trên giấy lọc.

Cách xác định 2: Cân 0,5 g thuốc nhuộm, 8 g natri sulfat hoặc muối và 8 g tro soda, hòa tan trong 100 ml nước tinh khiết ở nhiệt độ khoảng 25°C trong khoảng 5 phút.Dùng ống nhỏ giọt hút liên tục dung dịch trên giấy lọc.2 giọt.

Phương pháp trên có thể được sử dụng để đánh giá đơn giản khả năng chống kết tụ và khử muối của thuốc nhuộm, và về cơ bản có thể đánh giá quy trình nhuộm nào nên được sử dụng.