Hvarfgjarnir litarefni eru bjartir og hafa fullkomna litrófsgreiningu. Þeir eru þekktir fyrir einfalda notkun, lágan kostnað og framúrskarandi endingu. Sérstaklega með þróun sellulósatrefja á undanförnum árum hafa hvarfgjarnir litarefni orðið mikilvægasta tegund litarefnis fyrir litun á textíl úr sellulósatrefjum.

En helsta vandamálið með hvarfgjörn litarefni er lágt tæmingarhlutfall og festingarhlutfall. Í hefðbundnu litunarferli sellulósaþráða þarf að bæta við miklu magni af ólífrænu salti (natríumklóríði eða natríumsúlfati) til að bæta upptöku og festingarhraða hvarfgjörn litarefna. Magn salts sem notað er er almennt 30 til 150 g/L, allt eftir litarefnabyggingu og lit. Þó að miklar framfarir hafi orðið í meðhöndlun lífrænna efnasambanda í prentunar- og litunarvatni, er ekki hægt að meðhöndla viðbót mikils magns af ólífrænum söltum í litunarferlinu með einföldum eðlisfræðilegum og lífefnafræðilegum aðferðum.

Rannsóknir á tækni hvarfgjarnra litarefna og saltlausra litarefna

Frá vistfræðilegu sjónarmiði hefur losun prent- og litunarvatns með háu saltinnihaldi bein áhrif á vatnsgæði áa og vatna og eyðilagt vistfræðilegt umhverfið.
mynd
Mikil gegndræpi salts veldur söltun jarðvegsins í kringum ár og vötn, sem dregur úr uppskeru. Í stuttu máli er notkun mikils magns af ólífrænum söltum hvorki hægt að brjóta niður né endurvinna og hefur jafnframt mikil neikvæð áhrif á vatnsgæði og jarðveg. Byggt á þessu fer þessi grein yfir nýlegar rannsóknarframfarir á saltlausri litunartækni og fjallar kerfisbundið um byggingarbreytingar á lágsalts hvarfgefnum litarefnum, ígræðslutækni og þvertengingartækni.

Hvarfgjarn litarefni fyrir saltlausa litun

Einkennandi eiginleikar hvarfgjarnra litarefna eru lítil sameindabygging, góð vatnssækni og auðveld þvottur á fljótandi lit eftir festingu. Þetta er mikilvæg nýjung í hönnun litarefnasameinda. En þetta veldur einnig lágum tæmingar- og festingarhraða litarefnisins og þarf að bæta við miklu magni af salti við litun. Þetta leiðir til taps á miklu magni af saltvatni og litarefnum, sem eykur kostnað við meðhöndlun skólps. Umhverfismengun er alvarleg. Sum litarefnafyrirtæki fóru að huga að skimun og umbótum á forverum litarefna og hvarfgjarnra hópa og þróa hvarfgjarna litarefni fyrir litun með litun með lituðu saltinnihaldi. Cibacron, sem Ciba setur á markað, er tegund af litarefnum með lituðu saltinnihaldi sem notar mismunandi virka hópa til að sameina. Einkenni þessa litarefnis er að magn salts sem notað er við litun er 1/4 til 1/2 af magni almennra hvarfgjarnra litarefna. Það er ekki viðkvæmt fyrir breytingum á baðhlutfalli og hefur góða endurtekningarhæfni. Þessi tegund litarefna er aðallega dýfingarlitun og er hægt að nota ásamt dreifðum litarefnum fyrir hraða einbaðslitun á pólýester/bómullarblöndum.

Sumitomo Corporation í Japan lagði til safn litunaraðferða sem henta fyrir Sumifux Supra seríuna af litarefnum. Þetta kallast LETfS litunaraðferð. Magn ólífræns salts sem notað er í þessari aðferð er aðeins 1/2 til 1/3 af hefðbundnu ferli og baðhlutfallið getur náð 1:10. Og setti á markað röð hvarfgjarnra litarefna sem eru samhæfð ferlinu. Þessi sería af litarefnum eru tvíhvarfgjarnir litarefni sem samanstanda af mónóklórtríazíni og B-etýlsúlfónsúlfati. Magn leifarlitarefnis í litunarvatni þessarar seríu af litarefnum er aðeins 25%-30% af litarefnisinnihaldi í almennu hvarfgjarnu litunarvatni. Það er mælt með fyrir litun Tencel trefja. Það sýnir framúrskarandi notkunargetu hvað varðar festingarhraða, auðvelda þvott og mismunandi þol litaðra vara.

DyStar fyrirtækið setti á markað RemazolEF seríuna af litarefnum sem henta fyrir saltlausa litun, þar sem virki hópurinn er aðallega B-hýdroxýetýlsúlfónsúlfat, og setti á markað umhverfisvæna saltlausa litunaraðferð. Magn ólífræns salts sem notaður er er 1/3 af hefðbundnu ferli. Litunarferlið er styttra. Að auki nær kerfið yfir fjölbreytt úrval af litrófum. Hægt er að sameina þrjá grunnliti til að fá bjarta liti. Clariant (Clariant) fyrirtækið setti á markað DrimareneHF seríuna af hvarfgjörnum litarefnum, aðallega í fjórum gerðum: DrimareneBlueHF-RL, SownHF-2RL, NavyHF-G, RedHF-G, sem notuð eru til útþurrkunarlitunar og samfelldrar litunar á sellulósatrefjum, með góða notkunargetu og góða festu. Festingarhraðinn er nokkuð hár, salt- og vökvunarhlutfallið er lágt. Hlutlaus festing, góð þvottaþol.

Sum nýþróuð hvarfgjörn litarefni geta aukið beinskeyttni litarefna með því að auka rúmmál litarefnasameinda og minnka magn ólífrænna salta. Til dæmis getur innleiðing þvagefnishópa aukið beinskeyttni virkra hópa og minnkað magn ólífrænna salta. Bætir festingarhraða; það eru einnig til forverar pólýasólitarefna (eins og tríasó, tetraasó) til að auka beinskeyttni litarefnisins og ná markmiði saltlausrar litunar. Mikil sterísk hindrunaráhrif sumra litarefna í uppbyggingu geta einnig breytt verulega hvarfgirni hvarfgjarnra hópa hvarfgjarnra litarefna og magni salts sem notað er við litun. Þessi sterísk hindrunaráhrif eru almennt innleiðing alkýlskiptihópa á mismunandi stöðum á litarefnisgrunninum. Fræðimenn draga saman helstu byggingareiginleika þeirra sem hér segir:

Virki hópurinn SO: CH2CH: oS03Na getur verið í meta- eða para-stöðu bensenhringsins;

R3 getur verið í orto-, inter- eða para-stöðu bensenhringsins. Byggingarformúlan er vínýlsúlfón hvarfgjörn litarefni.

Mismunandi skiptihópar eða mismunandi skiptistöður á litarefnunum geta náð sama litunargildi við sömu litunarskilyrði, en magn litunarsalts þeirra er nokkuð mismunandi.

Framúrskarandi lágsalt hvarfgjörn litarefni verða að hafa eftirfarandi eiginleika: 1) Magn salts sem notað er við litun er verulega minnkað; 2) Litun í litarefnisbaði með lágu baðhlutfalli, stöðugleiki litarefnisbaðsins; 3) Góð þvottanleiki. Stytting á eftirvinnslutíma; 4) Framúrskarandi endurtekningarhæfni. Hvað varðar litarbætur, auk ofangreindra úrbóta á litarefnisgrunnbyggingu og sanngjarnrar samsetningar virkra hópa, hafa sumir búið til svokölluð katjónísk hvarfgjörn litarefni, sem hægt er að lita án þess að bæta við salti. Til dæmis katjónísk hvarfgjörn litarefni með eftirfarandi uppbyggingu:

Af formúlunni hér að ofan má sjá að litarefnið er tengt virka hópnum í mónóklór-tríazíni. Pýridín fjórgildur ammóníumhópur er einnig tengdur við s-tríazínhringinn. Litarefnið er jákvætt hlaðið og fjórgildur ammóníumhópurinn er vatnsleysanlegur hópur. Þar sem ekki aðeins er engin fráhrinding milli litarefnissameindanna og trefjarinnar, heldur einnig aðdráttarafl jákvæðra og neikvæðra hleðslna, er auðvelt fyrir litarefnið að nálgast trefjayfirborðið og aðsogast við litaða trefjann. Nærvera raflausna í litunarlausninni mun ekki aðeins ekki framleiða litunarörvandi áhrif, heldur einnig veikja aðdráttarafl litarefnisins og trefjarinnar, þannig að hægt er að lita þessa tegund litunar án þess að bæta við raflausnum fyrir saltlausa litun. Litunarferlið er svipað og venjuleg hvarfgjörn litarefni. Fyrir mónóklór-tríazín hvarfgjörn litarefni er natríumkarbónat bætt við sem festiefni. Festingarhitastigið er um 85 ℃. Upptökuhraði litarefnisins getur náð 90% til 94% og festingarhraðinn er 80% til 90%. Það hefur góða ljósþol og þvottþol. Svipuð katjónísk hvarfgjörn litarefni hafa einnig verið greind með því að nota mónóflúor-s-tríazín sem virka hópinn. Virkni mónóflúor-s-tríazíns er meiri en virkni mónóklór-s-tríazíns.

Þessi litarefni er einnig hægt að lita í bómull/akrýl blöndum og aðrir eiginleikar litarefnanna (eins og jöfnun og samhæfni o.s.frv.) þarfnast frekari rannsókna. En þetta býður upp á nýja leið fyrir sellulósaþræði til að framkvæma saltlausa litun.