Kationiset väriaineet ovat polyakryylinitriilikuitujen värjäykseen tarkoitettuja erikoisvärejä, ja niitä voidaan käyttää myös modifioidun polyesterin (CDP) värjäykseen.Tänään jaan perustiedot kationisista väriaineista.
Yleiskatsaus kationisista väriaineista
1. Historia
Kationiset väriaineet ovat yksi varhaisimmista synteettisistä väriaineista.WHPerkinin Yhdysvalloissa vuonna 1856 syntetisoima aniliinivioletti ja sitä seurannut kristallivioletti ja malakiittivihreä ovat kaikki kationisia väriaineita.Nämä väriaineet tunnettiin aiemmin perusväreinä, joilla voidaan värjätä proteiinikuituja ja tanniinilla ja hammaskivellä käsiteltyjä selluloosakuituja.Niissä on kirkkaita värejä, mutta ne eivät ole valonkestäviä, ja ne kehitettiin myöhemmin suorilla väriaineilla ja alv-väreillä.ja happamat väriaineet.
Akryylikuitujen teollisen tuotannon jälkeen 1950-luvulla havaittiin, että polyakryylinitriilikuiduissa kationisilla väriaineilla ei ole vain korkea suoraviivaisuus ja kirkas väri, vaan niillä on myös paljon parempi värinkesto kuin proteiinikuiduilla ja selluloosakuiduilla.herättää ihmisten kiinnostusta.Akryylikuitujen ja muiden synteettisten kuitujen käyttöön sopeuttamiseksi edelleen on syntetisoitu monia uusia erittäin kestäviä lajikkeita, kuten polymetiinirakenne, typpisubstituoitu polymetiinirakenne ja pernalaktaamirakenne jne., jolloin kationisista väriaineista tulee polyakryylinitriiliä.Päävärien luokka kuitujen värjäykseen.
2. Ominaisuudet:
Kationiset väriaineet synnyttävät positiivisesti varautuneita värillisiä ioneja liuoksessa ja muodostavat suoloja happoanionien, kuten kloridi-ionin, asetaattiryhmän, fosfaattiryhmän, metyylisulfaattiryhmän jne., kanssa, värjääden siten polyakryylinitriilikuituja.Varsinaisessa värjäyksessä käytetään yleisesti useita kationisia värejä tietyn värin muodostamiseksi.Kationisten väriaineiden sekavärjäystä on kuitenkin usein vaikea värjätä tasaisesti samanväriseksi valoksi, mikä johtaa täpläiseen ja kerroksiseen.Siksi kationisten väriaineiden tuotannossa on lajikkeen ja määrän laajentamisen lisäksi kiinnitettävä huomiota myös väriainelajikkeiden yhteensovittamiseen;värjäytymisen estämiseksi on kiinnitettävä huomiota hyvän tasaisuuden omaavien lajikkeiden kehittämiseen sekä kationisten väriaineiden höyrynkeston parantamiseen.ja valonkestävyys.
Toiseksi kationisten väriaineiden luokittelu
Positiivisesti varautunut ryhmä kationisessa väriainemolekyylissä liittyy tietyllä tavalla konjugoituun järjestelmään ja muodostaa sitten suolan anionisen ryhmän kanssa.Positiivisesti varautuneen ryhmän sijainnin mukaan konjugoidussa järjestelmässä kationiset väriaineet voidaan jakaa kahteen luokkaan: eristettyyn ja konjugoituun.
1. Eristetyt kationiset väriaineet
Eristävä kationinen väriaineen esiaste ja positiivisesti varautunut ryhmä on yhdistetty eristävän ryhmän kautta, ja positiivinen varaus on paikallinen, samoin kuin kvaternäärisen ammoniumryhmän lisääminen dispersiovärien molekyylipäähän.Se voidaan esittää seuraavalla kaavalla:
Positiivisten varausten pitoisuuden ansiosta se on helppo yhdistää kuituihin ja värjäysprosentti ja värjäysnopeus ovat suhteellisen korkeat, mutta tasoisuus on heikko.Yleensä sävy on tumma, molaarinen absorbanssi on alhainen ja sävy ei ole tarpeeksi vahva, mutta sillä on erinomainen lämmönkestävyys ja valonkestävyys sekä korkea kestävyys.Sitä käytetään usein keskisuurten ja vaaleiden värien värjäykseen.Tyypillisiä lajikkeita ovat:
2. Konjugoidut kationiset väriaineet
Konjugoidun kationisen väriaineen positiivisesti varautunut ryhmä on kytketty suoraan väriaineen konjugoituun järjestelmään, ja positiivinen varaus siirretään.Tämän tyyppisen väriaineen väri on erittäin kirkas ja molaarinen absorbanssi on korkea, mutta joillakin lajikkeilla on huono valonkesto ja lämmönkestävyys.Käytetyistä tyypeistä konjugoitu tyyppi on yli 90 %.Konjugoituja kationisia väriaineita on monia erilaisia, mukaan lukien pääasiassa triaryylimetaani-, oksatsiini- ja polymetiinirakenteet.
3. Uudet kationiset väriaineet
1. Migraatiokationiset väriaineet
Niin sanotut migraatiokationiset väriaineet viittaavat luokkaan väriaineita, joilla on suhteellisen yksinkertainen rakenne, pieni molekyylipaino ja molekyylitilavuus sekä hyvä diffuusio- ja tasoituskyky, joista on nyt tullut suuri kationisten väriaineiden luokka.Sen edut ovat seuraavat:
Sillä on hyvät migraatio- ja tasoitusominaisuudet, eikä se ole selektiivinen akryylikuitujen suhteen.Sitä voidaan soveltaa eri luokkiin akryylikuituihin ja ratkaista paremmin akryylikuitujen tasaisen värjäyksen ongelma.Hidastusaineen määrä on pieni (2 - 3 % - 0,1 - 0,5 %), ja yksivärinen värjäys on mahdollista jopa ilman hidastusainetta, joten käyttö voi alentaa värjäyskustannuksia.Se voi yksinkertaistaa värjäysprosessia ja lyhentää huomattavasti värjäysaikaa (alkuperäisestä 45-90 minuutista 10-25 minuuttiin).
2. Kationiset väriaineet modifiointiin:
Modifioitujen synteettisten kuitujen värjäykseen sopeutumiseksi erä kationisia väriaineita seulottiin ja syntetisoitiin.Seuraavat rakenteet sopivat modifioiduille polyesterikuiduille.Keltainen on pääasiassa konjugoituja metiinivärejä, punainen triatsoli- tai tiatsolipohjaisia atsovärejä ja eristäviä atsovärejä ja sininen tiatsolipohjaisia atsovärejä ja atsovärejä.Oksatsiinivärit.
3. Dispersoivat kationiset värit:
Modifioitujen synteettisten kuitujen värjäykseen sopeutumiseksi erä kationisia väriaineita seulottiin ja syntetisoitiin.Seuraavat rakenteet sopivat modifioiduille polyesterikuiduille.Keltainen on pääasiassa konjugoituja metiinivärejä, punainen triatsoli- tai tiatsolipohjaisia atsovärejä ja eristäviä atsovärejä ja sininen tiatsolipohjaisia atsovärejä ja atsovärejä.Oksatsiinivärit.
4. Reaktiiviset kationiset väriaineet:
Reaktiiviset kationiset väriaineet ovat uusi kationisten väriaineiden luokka.Sen jälkeen kun reaktiivinen ryhmä on lisätty konjugoituun tai eristettyyn väriainemolekyyliin, tällaiselle väriaineelle annetaan erityisiä ominaisuuksia, erityisesti sekoitettuun kuituun, se ei vain säilytä kirkasta väriä, vaan voi myös värjätä erilaisia kuituja.
Neljänneksi kationisten väriaineiden ominaisuudet
1. Liukoisuus:
Suolaa muodostavien alkyyli- ja anionisten ryhmien kationisessa väriainemolekyylissä on kuvattu edellä vaikuttavan väriaineen liukoisuuteen.Lisäksi, jos värjäysväliaineessa on anionisia yhdisteitä, kuten anionisia pinta-aktiivisia aineita ja anionisia väriaineita, ne myös yhdistyvät kationisten väriaineiden kanssa muodostaen sakkaa.Villa/nitriili, polyesteri/nitriili ja muita sekoitettuja kankaita ei voi värjätä samassa kylvyssä tavallisilla kationisilla väriaineilla ja happamilla, reaktiivisilla ja dispersioväreillä, muuten tapahtuu saostumista.Saostumista estäviä aineita lisätään yleensä tällaisten ongelmien ratkaisemiseksi.
2. Herkkyys pH:lle:
Yleensä kationiset värit ovat stabiileja pH-alueella 2,5 - 5,5.Kun pH-arvo on alhainen, väriainemolekyylin aminoryhmä protonoituu ja elektroneja luovuttava ryhmä muuttuu elektroneja vetäväksi ryhmäksi, jolloin väriaineen väri muuttuu;Väriaineen saostumista, värimuutoksia tai haalistumista tapahtuu.Esimerkiksi oksatsiinivärit muunnetaan ei-kationisiksi väriaineiksi emäksisessä väliaineessa, joka menettää affiniteettinsa akryylikuituihin eikä niitä voida värjätä.
3. Yhteensopivuus:
Kationisilla väriaineilla on suhteellisen suuri affiniteetti akryylikuituihin, ja niillä on huono migraatiokyky kuiduissa, mikä vaikeuttaa väriaineen tasoitusta.Eri väriaineilla on erilainen affiniteetti samaan kuituun, ja myös niiden diffuusionopeudet kuidun sisällä ovat erilaisia.Kun keskenään sekoitetaan värejä, joiden värjäysnopeus on hyvin erilainen, värjäysprosessin aikana tapahtuu todennäköisesti värimuutoksia ja epätasaista värjäytymistä.Kun samansuuruisia väriaineita sekoitetaan, niiden konsentraatiosuhde värikylvyssä pysyy periaatteessa muuttumattomana, jolloin tuotteen väri pysyy tasaisena ja värjäys on tasaisempaa.Tämän väriaineyhdistelmän suorituskykyä kutsutaan väriaineiden yhteensopivuudeksi.
Käytön helpottamiseksi ihmiset käyttävät numeerisia arvoja ilmaisemaan väriaineiden yhteensopivuutta, yleensä ilmaistuna K-arvona.Käytetään yhtä sarjaa keltaisia ja sinisiä vakiovärejä, jokainen sarja koostuu viidestä väriaineesta, joilla on eri värjäysaste, ja on viisi yhteensopivuusarvoa (1, 2, 3, 4, 5) ja väriaineen yhteensopivuusarvo. suurimmalla värjäysnopeudella Pieni, väriaineen migraatio ja tasoisuus ovat huonoja, ja pienellä värjäysnopeudella värillä on suuri yhteensopivuusarvo ja väriaineen migraatio ja tasoisuus ovat parempia.Testattava väriaine ja standardiväri värjätään yksitellen, minkä jälkeen värjäysvaikutus arvioidaan testattavan väriaineen yhteensopivuusarvon määrittämiseksi.
Väriaineiden yhteensopivuusarvon ja niiden molekyylirakenteiden välillä on tietty suhde.Hydrofobisia ryhmiä lisätään väriainemolekyyleihin, vesiliukoisuus heikkenee, väriaineen affiniteetti kuituun kasvaa, värjäysnopeus kasvaa, yhteensopivuusarvo laskee, kuitujen migraatio ja tasoisuus vähenevät ja värin tarjonta lisääntyy.Jotkut värimolekyylin ryhmät aiheuttavat steerisiä esteitä geometrisesta konfiguraatiosta johtuen, mikä myös vähentää väriaineen affiniteettia kuituihin ja lisää yhteensopivuusarvoa.
4. Valonkestävyys:
Väriaineiden valonkesto liittyy sen molekyylirakenteeseen.Kationinen ryhmä konjugoidussa kationisessa väriainemolekyylissä on suhteellisen herkkä osa.Se aktivoituu helposti kationisen ryhmän asemasta valoenergian vaikutuksesta ja siirtyy sitten koko kromoforijärjestelmään, jolloin se tuhoutuu ja haalistuu.Konjugoitu triaryylimetaani Oksatsiinin, polymetiinin ja oksatsiinin valonkesto ei ole hyvä.Kationinen ryhmä eristetyssä kationisessa väriainemolekyylissä on erotettu konjugoidusta järjestelmästä yhdistävällä ryhmällä.Vaikka se aktivoituu valoenergian vaikutuksesta, ei ole helppoa siirtää energiaa värin konjugoituun järjestelmään niin, että se säilyy hyvin.Valonkesto on parempi kuin konjugoidun tyypin.
5. Laajennettu luku: Kationiset kankaat
Kationinen kangas on 100 % polyesterikangasta, joka on kudottu kahdesta eri täyspolyesteriraaka-aineesta, mutta sisältää modifioitua polyesterikuitua.Tämä modifioitu polyesterikuitu ja tavallinen polyesterikuitu värjätään eri väriaineilla ja värjätään kahdesti.Väri, kertaluonteinen polyesterivärjäys, kertaluonteinen kationinen värjäys, yleensä käytetään kationista lankaa loimisuuntaan ja tavallista polyesterilankaa kudesuunnassa.Värjäykseen käytetään kahta eri väriainetta: tavallisia dispersiovärejä polyesterilangoille ja kationisia väriaineita kationisille langoille (tunnetaan myös kationisiksi väriaineiksi).Dispergoituja kationisia väriaineita voidaan käyttää), kangasvaikutuksella on kaksivärinen vaikutus.
Postitusaika: 21.7.2022