Sulfidiväriaineet ovat rikkiä sisältäviä väriaineita, joilla on monimutkainen molekyylirakenne. Ne on yleensä valmistettu aromaattisista amiineista, aminofenoleista ja muista orgaanisista yhdisteistä, joita kuumennetaan rikillä tai natriumpolysulfidilla eli vulkanoidaan.
Sulfidiväriaineet ovat enimmäkseen veteen liukenemattomia, ja värjättäessä ne on liuotettava natriumsulfidiin tai emäksiseen vakuutusjauheliuokseen huuhtoutumiseksi ja sitten hapetettava värin näyttämiseksi kuidun imeytymisen jälkeen.
Yleiskatsaus rikkiväriaineista
Vulkanoituja väriaineita on valmistettu selluloosakuitujen värjäykseen ensimmäistä kertaa vuodesta 1873 lähtien, ja niiden tuotantoprosessi on suhteellisen yksinkertainen. Yleensä ne valmistetaan aromaattisista amiineista tai fenoliyhdisteistä, jotka on sekoitettu rikkiin tai natriumpolysulfidiin ja kuumennettu. Edullinen, helppokäyttöinen, ei syöpää ehkäisevä, hyvä pesunkestävyys ja auringonkesto, joten se on suosittu väriaine. Koska se on kuitenkin veteen liukenemattomien väriaineiden luokka, ne pelkistyvät värjättäessä alkalisulfidiliuoksessa liukoiseksi sitruunaiseksi natriumsuolaksi. Ihmiskuidun värjäyksen jälkeen ne hapettumisen jälkeen kiinnittyvät kuituun liukenemattomaan tilaan, joten värjäysprosessi on monimutkainen, eikä sitä voida käyttää vahvoissa emäksisissä olosuhteissa villalle, silkille ja muille proteiinikuiduille.
Siksi vulkanoituja väriaineita käytetään enimmäkseen selluloosakuitujen värjäyksessä, erityisesti puuvillakankaiden tummien tuotteiden värjäyksessä, ja sulfidivärien kaksi väriä ovat rikkiä sisältäviä väriaineita, joilla on monimutkainen molekyylirakenne. Ne on yleensä valmistettu aromaattisista amiineista, aminofenoleista ja muista orgaanisista yhdisteistä, joita kuumennetaan rikillä tai natriumpolysulfidilla, eli vulkanoidaan.
Sulfidiväriaineet ovat enimmäkseen veteen liukenemattomia, ja värjättäessä ne on liuotettava natriumsulfidiin tai emäksiseen vakuutusjauheliuokseen huuhtoutumiseksi ja sitten hapetettava värin näyttämiseksi kuidun imeytymisen jälkeen.
Yleiskatsaus rikkiväriaineista
Vulkanoituja väriaineita on valmistettu selluloosakuitujen värjäykseen ensimmäistä kertaa vuodesta 1873 lähtien, ja niiden tuotantoprosessi on suhteellisen yksinkertainen. Yleensä ne valmistetaan aromaattisista amiineista tai fenoliyhdisteistä, jotka on sekoitettu rikkiin tai natriumpolysulfidiin ja kuumennettu. Edullinen, helppokäyttöinen, ei syöpää ehkäisevä, hyvä pesunkestävyys ja auringonkesto, joten se on suosittu väriaine. Koska se on kuitenkin veteen liukenemattomien väriaineiden luokka, ne pelkistyvät värjättäessä alkalisulfidiliuoksessa liukoiseksi sitruunaiseksi natriumsuolaksi. Ihmiskuidun värjäyksen jälkeen ne hapettumisen jälkeen kiinnittyvät kuituun liukenemattomaan tilaan, joten värjäysprosessi on monimutkainen, eikä sitä voida käyttää vahvoissa emäksisissä olosuhteissa villalle, silkille ja muille proteiinikuiduille.
Siksi vulkanoituja väriaineita käytetään enimmäkseen selluloosakuitujen värjäyksessä, erityisesti puuvillakankaiden tummien tuotteiden värjäyksessä, joista useita värejärikki mustajarikinsininen
rikki tummanruskea gd rikki ruskea väriaine
rikinpunainen väri punainen lgf
rikinruskea 10 keltaisenruskea väri
rikki keltainen 2 keltainen jauhe
rikki bordeaux 3b rikkipunainen jauhe
ovat yleisimmin käytettyjä.
Toiseksi, sulfidiväriaineiden värjäysmekanismi
Sulfidiväriaine pelkistetään ja liuotetaan väriliuokseen, ja muodostunut väriaineleukokromia adsorboidaan selluloosakuituihin ja käsitellään ilmahapetuksella, jotta selluloosakuidut näyttävät halutun värin. Sen kemiallinen reaktiokaava on
DS-SO3Na + Na2S→D-SNa + Na2S2O3
Sulfidiväriaineella ei ole affiniteettia kuituun, ja sen rakenne sisältää rikkisidoksia (1S1), disulfidisidoksia (1s—S) tai polysulfidisidoksia (1Sx1), jotka pelkistyvät natriumsulfidipelkistimien vaikutuksesta rikkivetyryhmäksi (1SNa) ja muuttuvat veteen liukenevaksi leukokromiseksi natriumsuolaksi. Leukokromien hyvä affiniteetti selluloosakuituihin johtuu väriaineiden suurempien molekyylien koosta, mikä puolestaan tuottaa suurempia van der Waalsin voimia ja vetysidosvoimia kuitujen välille.
Iii. Rikkivärien luokittelu
Sulfidiväriaineet voidaan jakaa neljään luokkaan:
1, jauhemainen sulfidiväriaine
Väriaineen yleinen kaava: DSSD, yleensä natriumsulfidin kiehumispisteessä, liuotetaan levityksen jälkeen.
2, hydrolyyttiset sulfidiväriaineet
Väriaineen yleinen kaava: D-SSO3Na. Tämän tyyppinen väriaine on valmistettu perinteisistä sulfidiväreistä, jotka on käsitelty natriumsulfiitilla tai natriumbisulfiitilla. Väriaine sisältää vesiliukoisia ryhmiä, joten se on vesiliukoinen, mutta väriaine ei sisällä pelkistäviä aineita eikä sillä ole affiniteettia kuituihin. Yleisesti käytetty suspensiovärjäysmenetelmä on kangasvärjäys.
3, nestemäinen sulfidiväriaine
Väriaineen yleinen rakennekaava on: D-SNa, joka sisältää tietyn määrän pelkistävää ainetta, väriaine esipelkistetään liukoiseksi leptokromaksi.
Ennen vuotta 1936 vulkanoitu väriaine oli kaupallisessa muodossaan jauheena. Käytettäessä jauhemaista vulkanoitua väriainetta kuumennettiin kiehuvaksi yhdessä vulkanoidun soodan vesiliuoksen kanssa sen liuottamiseksi. Vuonna 1936 yhdysvaltalainen John Le Clester valmisti esipelkistettyä, melko stabiilia sulfidiväriaineväkevöityä liuosta ja sai patentin, joka tunnetaan nyt nestemäisenä sulfidiväriaineena.
4, ympäristöystävällinen sulfidiväriaine
Tuotantoprosessissa se jalostetaan väriaineuutoiksi, mutta sen rikki- ja polysulfidipitoisuus on paljon alhaisempi kuin tavallisilla sulfidiväreillä. Väriaineella on korkea puhtausaste, vakaa pelkistysaste ja hyvä läpäisevyys. Samaan aikaan värikylvyssä käytetään glukoosin ja vakuutusjauheen binääristä pelkistysainetta, joka ei ainoastaan pelkistä sulfidiväriä, vaan myös edistää ympäristönsuojelua.
Neljänneksi, sulfidiväriaineiden värjäysprosessi
Vulkanointivärjäysprosessi voidaan jakaa seuraaviin neljään vaiheeseen:
1. Väriaineiden vähentäminen
Sulfidiväriaineiden pelkistäminen ja liuottaminen on suhteellisen helppoa, ja natriumsulfidia käytetään yleisesti pelkistävänä aineena, joka toimii myös alkaliaineena. Leukoforin hydrolysoitumisen estämiseksi voidaan lisätä sopivasti aineita, kuten soodaa, mutta pelkistyskylvyn emäksisyys ei saa olla liian voimakasta, muuten väriaineen pelkistysnopeus on hidas.
2, väriaine liuoksessa adsorboituu kuituun
Sulfidväriaineen leukofori esiintyy väriliuoksessa anionimuodossa, sillä on suoria ominaisuuksia selluloosakuituun, se voi adsorboitua kuidun pintaan ja diffundoitua kuidun sisään. Rikkiväriaineiden suora vaikutus selluloosakuituun on heikko, yleensä käyttämällä pientä kylpysuhdetta, kun taas sopivien elektrolyyttien lisääminen korkeammassa lämpötilassa voi parantaa värjäytymisnopeutta, tasoittumista ja läpäisevyyttä.
3, hapetuskäsittely
Kuidun värjäyksen jälkeen rikkiväriaine leuko on hapetettava halutun värin aikaansaamiseksi. Hapetus on tärkeä vaihe vulkanoitujen väriaineiden värjäyksen jälkeen. Helposti hapettuva vulkanoitu väriaine voidaan hapettaa ilmassa pesun ja tuuletuksen avulla värjäyksen jälkeen eli ilmahapetusmenetelmällä. Joillekin vaikeasti hapettuville sulfidiväreille käytetään hapettimia hapettumisen edistämiseksi.
4. Jälkikäsittely
Jälkikäsittelyyn kuuluu puhdistus, öljyäminen, haurastumisen esto ja värin kiinnitys. Rikkivärit on pestävä huolellisesti värjäyksen jälkeen, jotta kankaaseen jäänyt rikki vähenee ja kankaan haurastuminen estyy. Väriaineen rikki ja alkalisulfidin rikki hapettuvat helposti ilmassa muodostaen rikkihappoa, joka aiheuttaa selluloosakuidun happohydrolyysin ja vähentää kuidun haurautta. Siksi niitä voidaan käsitellä haurastumisenestoaineilla, kuten urealla, trinatriumfosfaatilla, luuliimalla, natriumasetaatilla jne. Vulkanoitujen väriaineiden solarisaatio- ja saippuankestävyyden parantamiseksi väri voidaan kiinnittää värjäyksen jälkeen. Värin kiinnityskäsittelyyn on kaksi menetelmää: metallisuolakäsittely (kuten kaliumdikromaatti, kuparisulfaatti, kupariasetaatti ja näiden suolojen seos) ja kationinen värin kiinnitysainekäsittely.
musta ja vulkanoitu sininen ovat yleisimmin käytettyjä.
Toiseksi, sulfidiväriaineiden värjäysmekanismi
Sulfidiväriaine pelkistetään ja liuotetaan väriliuokseen, ja muodostunut väriaineleukokromia adsorboidaan selluloosakuituihin ja käsitellään ilmahapetuksella, jotta selluloosakuidut näyttävät halutun värin. Sen kemiallinen reaktiokaava on
DS-SO3Na + Na2S→D-SNa + Na2S2O3
Sulfidiväriaineella ei ole affiniteettia kuituun, ja sen rakenne sisältää rikkisidoksia (1S1), disulfidisidoksia (1s—S) tai polysulfidisidoksia (1Sx1), jotka pelkistyvät natriumsulfidipelkistimien vaikutuksesta rikkivetyryhmäksi (1SNa) ja muuttuvat veteen liukenevaksi leukokromiseksi natriumsuolaksi. Leukokromien hyvä affiniteetti selluloosakuituihin johtuu väriaineiden suurempien molekyylien koosta, mikä puolestaan tuottaa suurempia van der Waalsin voimia ja vetysidosvoimia kuitujen välille.
Iii. Rikkivärien luokittelu
Sulfidiväriaineet voidaan jakaa neljään luokkaan:
1, jauhemainen sulfidiväriaine
Väriaineen yleinen kaava: DSSD, yleensä natriumsulfidin kiehumispisteessä, liuotetaan levityksen jälkeen.
2, hydrolyyttiset sulfidiväriaineet
Väriaineen yleinen kaava: D-SSO3Na. Tämän tyyppinen väriaine on valmistettu perinteisten sulfidiväriaineiden natriumsulfiitista tai natriumbisulfiitista. Väriaineet sisältävät vesiliukoisia ryhmiä, joten ne ovat vesiliukoisia, mutta eivät sisällä pelkistäviä aineita eikä niillä ole affiniteettia kuituihin. Yleisesti hyväksytty suspensiovärjäysmenetelmä on nestemäinen sulfidiväriaine, jota käytetään kankaaseen.
Väriaineen yleinen rakennekaava on: D-SNa, joka sisältää tietyn määrän pelkistävää ainetta, väriaine esipelkistetään liukoiseksi leptokromaksi.
Ennen vuotta 1936 vulkanoitu väriaine oli kaupallisessa muodossaan jauheena. Käytettäessä jauhemaista vulkanoitua väriainetta kuumennettiin kiehuvaksi yhdessä vulkanoidun soodan vesiliuoksen kanssa sen liuottamiseksi. Vuonna 1936 yhdysvaltalainen John Le Clester valmisti esipelkistettyä, melko stabiilia sulfidiväriaineväkevöityä liuosta ja sai patentin, joka tunnetaan nyt nestemäisenä sulfidiväriaineena.
4, ympäristöystävällinen sulfidiväriaine
Tuotantoprosessissa se jalostetaan väriaineuutoiksi, mutta sen rikki- ja polysulfidipitoisuus on paljon alhaisempi kuin tavallisilla sulfidiväreillä. Väriaineella on korkea puhtausaste, vakaa pelkistysaste ja hyvä läpäisevyys. Samaan aikaan värikylvyssä käytetään glukoosin ja vakuutusjauheen binääristä pelkistysainetta, joka ei ainoastaan pelkistä sulfidiväriä, vaan myös edistää ympäristönsuojelua.
Neljänneksi, sulfidiväriaineiden värjäysprosessi
Vulkanointivärjäysprosessi voidaan jakaa seuraaviin neljään vaiheeseen:
1. Väriaineiden vähentäminen
Sulfidiväriaineiden pelkistäminen ja liuottaminen on suhteellisen helppoa, ja natriumsulfidia käytetään yleisesti pelkistävänä aineena, joka toimii myös alkaliaineena. Leukoforin hydrolysoitumisen estämiseksi voidaan lisätä sopivasti aineita, kuten soodaa, mutta pelkistyskylvyn emäksisyys ei saa olla liian voimakasta, muuten väriaineen pelkistysnopeus on hidas.
2, väriaine liuoksessa adsorboituu kuituun
Sulfidväriaineen leukofori esiintyy väriliuoksessa anionimuodossa, sillä on suoria ominaisuuksia selluloosakuituun, se voi adsorboitua kuidun pintaan ja diffundoitua kuidun sisään. Rikkiväriaineiden suora vaikutus selluloosakuituun on heikko, yleensä käyttämällä pientä kylpysuhdetta, kun taas sopivien elektrolyyttien lisääminen korkeammassa lämpötilassa voi parantaa värjäytymisnopeutta, tasoittumista ja läpäisevyyttä.
3, hapetuskäsittely
Kuidun värjäyksen jälkeen rikkiväriaine leuko on hapetettava halutun värin aikaansaamiseksi. Hapetus on tärkeä vaihe vulkanoitujen väriaineiden värjäyksen jälkeen. Helposti hapettuva vulkanoitu väriaine voidaan hapettaa ilmassa pesun ja tuuletuksen avulla värjäyksen jälkeen eli ilmahapetusmenetelmällä. Joillekin vaikeasti hapettuville sulfidiväreille käytetään hapettimia hapettumisen edistämiseksi.
4. Jälkikäsittely
Jälkikäsittelyyn kuuluu puhdistus, öljyäminen, haurastumisen esto ja värin kiinnitys. Rikkivärit on pestävä huolellisesti värjäyksen jälkeen, jotta kankaaseen jäänyt rikki vähenee ja kankaan haurastuminen estyy. Väriaineen rikki ja alkalisulfidin rikki hapettuvat helposti ilmassa muodostaen rikkihappoa, joka aiheuttaa selluloosakuidun happohydrolyysin ja vähentää kuidun haurautta. Siksi niitä voidaan käsitellä haurastumisenestoaineilla, kuten urealla, trinatriumfosfaatilla, luuliimalla, natriumasetaatilla jne. Vulkanoitujen väriaineiden solarisaatio- ja saippuankestävyyden parantamiseksi väri voidaan kiinnittää värjäyksen jälkeen. Värin kiinnityskäsittelyyn on kaksi menetelmää: metallisuolakäsittely (kuten kaliumdikromaatti, kuparisulfaatti, kupariasetaatti ja näiden suolojen seos) ja kationinen värin kiinnitysainekäsittely.
Julkaisun aika: 19.12.2023