Катионните багрила са специални багрила за боядисване на полиакрилонитрилни влакна и могат да се използват и за боядисване на модифициран полиестер (CDP).Днес ще споделя основните познания за катионните багрила.
Преглед на катионните багрила
1. История
Катионните багрила са едни от най-ранните произведени синтетични багрила.Анилиново виолетово, синтезирано от WHPerkin в Съединените щати през 1856 г., и последвалите кристално виолетово и малахитово зелено са всички катионни багрила.Тези багрила преди са били известни като основни багрила, които могат да боядисват протеинови влакна и целулозни влакна, третирани с танин и зъбен камък.Те имат ярки цветове, но не са светлоустойчиви и по-късно са разработени от директни багрила и багрила за багрила.и киселинни багрила.
След промишленото производство на акрилни влакна през 50-те години на миналия век беше установено, че върху полиакрилонитрилните влакна катионните багрила не само имат висока директност и ярък цвят, но също така имат много по-висока устойчивост на цвета от протеиновите влакна и целулозните влакна.събуди интереса на хората.За по-нататъшно адаптиране към приложението на акрилни влакна и други синтетични влакна са синтезирани много нови разновидности с висока устойчивост, като например полиметинова структура, азот-заместена полиметинова структура и структура на перналактам и т.н., така че катионните багрила стават полиакрилонитрил.Клас основни багрила за боядисване на влакна.
2. Характеристики:
Катионните багрила генерират положително заредени цветни йони в разтвор и образуват соли с киселинни аниони като хлориден йон, ацетатна група, фосфатна група, метилсулфатна група и т.н., като по този начин оцветяват полиакрилонитрилните влакна.При действителното боядисване обикновено се използват няколко катионни багрила за формиране на специфичен цвят.Въпреки това, смесеното боядисване на катионни багрила често е трудно за равномерно боядисване в една и съща цветна светлина, което води до петна и напластяване.Следователно, при производството на катионни багрила, в допълнение към разширяването на разнообразието и количеството, трябва да обърнем внимание и на съвпадението на сортовете багрила;за да предотвратим боядисване, трябва да обърнем внимание на разработването на сортове с добра изравненост и също така да обърнем внимание на подобряването на устойчивостта на пара на катионните багрила.и устойчивост на светлина.
Второ, класификацията на катионните багрила
Положително заредената група в молекулата на катионното багрило е свързана с конюгираната система по определен начин и след това образува сол с анионната група.Според позицията на положително заредената група в конюгираната система, катионните багрила могат да бъдат разделени на две категории: изолирани и конюгирани.
1. Изолирани катионни багрила
Изолиращият катионен прекурсор на багрилото и положително заредената група са свързани чрез изолиращата група и положителният заряд е локализиран, подобно на въвеждането на кватернерна амониева група в молекулярния край на дисперсни багрила.Може да се представи със следната формула:
Поради концентрацията на положителни заряди, лесно се комбинира с влакна, а процентът на боядисване и скоростта на боядисване са сравнително високи, но равномерността е лоша.Обикновено сянката е тъмна, моларната абсорбция е ниска и сянката не е достатъчно здрава, но има отлична топлоустойчивост и устойчивост на светлина и висока устойчивост.Често се използва при боядисване на средни и светли цветове.Типичните разновидности са:
2. Конюгирани катионни багрила
Положително заредената група на спрегнатото катионно багрило е директно свързана с конюгираната система на багрилото и положителният заряд е делокализиран.Цветът на този вид багрило е много ярък и моларната абсорбция е висока, но някои разновидности имат лоша устойчивост на светлина и топлина.Сред използваните видове конюгираният тип представлява повече от 90%.Има много разновидности на конюгирани катионни багрила, главно включващи триарилметанови, оксазинови и полиметинови структури.
3. Нови катионни багрила
1. Миграционни катионни багрила
Така наречените мигриращи катионни багрила се отнасят до клас багрила с относително проста структура, малко молекулно тегло и молекулен обем и добра дифузивност и изравняване, които сега са се превърнали в голяма категория катионни багрила.Предимствата му са следните:
Има добра миграция и изравняващи свойства и няма селективност към акрилни влакна.Може да се прилага към различни степени на акрилни влакна и по-добре да реши проблема с равномерното боядисване на акрилни влакна.Количеството забавител е малко (от 2 до 3% до 0,1 до 0,5%) и дори е възможно да се боядисва един цвят без добавяне на забавител, така че използването може да намали разходите за боядисване.Може да опрости процеса на боядисване и значително да съкрати времето за боядисване от (първоначалните 45 до 90 минути на 10 до 25 минути).
2. Катионни багрила за модификация:
За да се адаптира към боядисването на модифицирани синтетични влакна, партида от катионни багрила беше скринирана и синтезирана.Следните структури са подходящи за модифицирани полиестерни влакна.Жълтото е основно конюгирани метинови багрила, червеното е азобагрила на базата на триазол или тиазол и изолиращи азобагрила, а синьото е базирано на тиазол азобагрило и азобагрила.Оксазинови багрила.
3. Дисперсни катионни багрила:
За да се адаптира към боядисването на модифицирани синтетични влакна, партида от катионни багрила беше скринирана и синтезирана.Следните структури са подходящи за модифицирани полиестерни влакна.Жълтото е основно конюгирани метинови багрила, червеното е азобагрила на базата на триазол или тиазол и изолиращи азобагрила, а синьото е базирано на тиазол азобагрило и азобагрила.Оксазинови багрила.
4. Реактивни катионни багрила:
Реактивните катионни багрила са нов клас катионни багрила.След като реактивната група се въведе в конюгираната или изолирана молекула на багрилото, на този вид багрило се придават специални свойства, особено върху смесените влакна, то не само поддържа яркия цвят, но също така може да боядисва различни влакна.
Четвърто, свойствата на катионните багрила
1. Разтворимост:
Солеобразуващите алкилови и анионни групи в молекулата на катионното багрило са описани по-горе, за да повлияят на разтворимостта на багрилото.Освен това, ако има анионни съединения в боядисващата среда, като анионни повърхностно активни вещества и анионни багрила, те също ще се комбинират с катионни багрила, за да образуват утайки.Вълна/нитрил, полиестер/нитрил и други смесени тъкани не могат да се боядисват в една и съща вана с обикновени катионни багрила и киселинни, реактивни и дисперсни багрила, в противен случай ще се получи утаяване.Средства против утаяване обикновено се добавят за решаване на такива проблеми.
2. Чувствителност към pH:
Като цяло катионните багрила са стабилни в диапазона на pH от 2,5 до 5,5.Когато стойността на pH е ниска, аминогрупата в молекулата на багрилото се протонира и групата, донорна на електрони, се превръща в група, изтегляща електрони, което води до промяна на цвета на багрилото;Получава се утаяване, обезцветяване или избледняване на багрилото.Например оксазиновите багрила се превръщат в некатионни багрила в алкална среда, които губят афинитета си към акрилните влакна и не могат да бъдат боядисани.
3. Съвместимост:
Катионните багрила имат сравнително голям афинитет към акрилните влакна и имат слаба миграционна производителност във влакната, което затруднява изравняването на багрилото.Различните багрила имат различен афинитет към едно и също влакно и техните скорости на дифузия във влакното също са различни.Когато багрила с много различни скорости на боядисване се смесят заедно, има вероятност да настъпят промени в цвета и неравномерно боядисване по време на процеса на боядисване.Когато се смесват бои с подобни нива, съотношението им на концентрация в багрилната баня е основно непроменено, така че цветът на продукта да остане постоянен и боядисването да е по-равномерно.Ефективността на тази комбинация от багрила се нарича съвместимост на багрилата.
За удобство на употреба хората използват числени стойности, за да изразят съвместимостта на багрилата, обикновено изразени като K стойност.Използва се един набор от жълти и сини стандартни багрила, всеки комплект се състои от пет багрила с различни скорости на боядисване и има пет стойности на съвместимост (1, 2, 3, 4, 5) и стойността на съвместимост на багрилото с най-голям процент на боядисване Малък, миграцията и равномерността на багрилото са лоши, а багрилото с малка скорост на боядисване има голяма стойност на съвместимост, а миграцията и равномерността на багрилото са по-добри.Багрилото, което трябва да се тества, и стандартното багрило се боядисват едно по едно и след това ефектът на боядисване се оценява, за да се определи стойността на съвместимостта на багрилото, което ще се тества.
Съществува определена връзка между стойността на съвместимост на багрилата и техните молекулни структури.Хидрофобните групи се въвеждат в молекулите на багрилото, разтворимостта във вода намалява, афинитетът на багрилото към влакното се увеличава, скоростта на боядисване се увеличава, стойността на съвместимостта намалява, миграцията и равномерността на влакното намаляват и доставката на цвят се увеличава.Някои групи в молекулата на багрилото причиняват пространствени бариери поради геометрична конфигурация, което също намалява афинитета на багрилото към влакната и повишава стойността на съвместимост.
4. Светлоустойчивост:
Светлоустойчивостта на багрилата е свързана с тяхната молекулярна структура.Катионната група в молекулата на спрегнатото катионно багрило е относително чувствителна част.Той лесно се активира от позицията на катионната група след въздействие от светлинна енергия и след това се прехвърля към цялата хромофорна система, причинявайки нейното разрушаване и избледняване.Конюгиран триарилметан Светлоустойчивостта на оксазин, полиметин и оксазин не е добра.Катионната група в изолираната катионна молекула на багрилото е отделена от конюгираната система чрез свързващата група.Дори и да се активира под действието на светлинна енергия, не е лесно да се прехвърли енергията към спрегнатата система на цвета, така че да се запази добре.Устойчивостта на светлина е по-добра от конюгирания тип.
5. Разширено четене: Катионни тъкани
Катионната тъкан е 100% полиестерна тъкан, която е изтъкана от две различни изцяло полиестерни суровини, но съдържа модифицирани полиестерни влакна.Това модифицирано полиестерно влакно и обикновеното полиестерно влакно се оцветяват с различни багрила и се боядисват два пъти.Цвят, еднократно полиестерно боядисване, еднократно катионно боядисване, обикновено се използва катионна прежда в посока на основата и обикновена полиестерна прежда в посока на вътъка.При боядисването се използват две различни багрила: обикновени дисперсни багрила за полиестерни прежди и катионни багрила за катионни прежди (известни също като катионни багрила).Могат да се използват дисперсни катионни багрила), ефектът на кърпата ще има двуцветен ефект.
Време на публикуване: 21 юли 2022 г