Barwniki kationowe są specjalnymi barwnikami do barwienia włókien poliakrylonitrylowych i mogą być również stosowane do barwienia modyfikowanego poliestru (CDP).Dzisiaj podzielę się podstawową wiedzą na temat barwników kationowych.
Przegląd barwników kationowych
1. Historia
Barwniki kationowe są jednymi z najwcześniej produkowanych barwników syntetycznych.Fiolet anilinowy zsyntetyzowany przez WHPerkin w Stanach Zjednoczonych w 1856 roku, a następnie fiolet krystaliczny i zieleń malachitowa są barwnikami kationowymi.Barwniki te były wcześniej znane jako barwniki zasadowe, które mogą barwić włókna białkowe i włókna celulozowe poddane obróbce taniną i kamieniem nazębnym.Mają jasne kolory, ale nie są odporne na światło i zostały później opracowane przez bezpośrednie barwniki i barwniki kadziowe.i barwniki kwasowe.
Po przemysłowej produkcji włókien akrylowych w latach 50. stwierdzono, że na włóknach poliakrylonitrylowych barwniki kationowe mają nie tylko wysoką bezpośredniość i jasny kolor, ale także mają znacznie wyższą trwałość koloru niż włókna białkowe i włókna celulozowe.wzbudzić zainteresowanie ludzi.W celu dalszego dostosowania do zastosowania włókien akrylowych i innych włókien syntetycznych, zsyntetyzowano wiele nowych odmian o wysokiej trwałości, takich jak struktura polimetyny, struktura polimetyny podstawionej azotem i struktura pernalaktamu itp., dzięki czemu barwniki kationowe stają się poliakrylonitrylem.Klasa głównych barwników do barwienia włókien.
2. Cechy:
Barwniki kationowe generują dodatnio naładowane kolorowe jony w roztworze i tworzą sole z anionami kwasowymi, takimi jak jon chlorkowy, grupa octanowa, grupa fosforanowa, grupa metylosiarczanowa itp., barwiąc w ten sposób włókna poliakrylonitrylowe.W rzeczywistym barwieniu w celu uzyskania określonego koloru powszechnie stosuje się kilka barwników kationowych.Jednak mieszane barwienie barwników kationowych jest często trudne do równomiernego zabarwienia na światło o tym samym kolorze, co skutkuje plamistością i warstwami.Dlatego przy produkcji barwników kationowych, oprócz poszerzania odmiany i ilości, musimy również zwrócić uwagę na dopasowanie odmian barwników;aby nie dopuścić do wybarwienia, musimy zwrócić uwagę na rozwój odmian o dobrej wyrównaniu, a także zwrócić uwagę na poprawę odporności na parę barwników kationowych.i światłotrwałość.
Po drugie, klasyfikacja barwników kationowych
Dodatnio naładowana grupa w cząsteczce barwnika kationowego jest w pewien sposób połączona z układem sprzężonym, a następnie tworzy sól z grupą anionową.Zgodnie z pozycją grupy naładowanej dodatnio w układzie sprzężonym, barwniki kationowe można podzielić na dwie kategorie: izolowane i sprzężone.
1. Izolowane barwniki kationowe
Izolujący prekursor kationowego barwnika i dodatnio naładowana grupa są połączone przez grupę izolującą, a ładunek dodatni jest zlokalizowany, podobnie do wprowadzenia czwartorzędowej grupy amoniowej na końcu cząsteczkowym barwników dyspersyjnych.Można go przedstawić za pomocą następującego wzoru:
Ze względu na koncentrację ładunków dodatnich łatwo łączy się z włóknami, a procent wybarwienia i szybkość wybarwienia są stosunkowo wysokie, ale poziom jest słaby.Generalnie odcień jest ciemny, absorbancja molowa jest niska, a odcień nie jest wystarczająco mocny, ale ma doskonałą odporność na ciepło i światło oraz wysoką trwałość.Jest często używany do barwienia średnich i jasnych kolorów.Typowe odmiany to:
2. Sprzężone barwniki kationowe
Dodatnio naładowana grupa sprzężonego barwnika kationowego jest bezpośrednio połączona ze sprzężonym układem barwnika, a ładunek dodatni jest zdelokalizowany.Barwa tego typu barwnika jest bardzo jasna, a chłonność molowa wysoka, ale niektóre odmiany mają słabą światłoodporność i odporność na ciepło.Wśród użytych typów, typ sprzężony stanowi ponad 90%.Istnieje wiele odmian sprzężonych barwników kationowych, głównie obejmujących struktury triarylometanowe, oksazynowe i polimetynowe.
3. Nowe barwniki kationowe
1. Migracja barwników kationowych
Tak zwane migrujące barwniki kationowe odnoszą się do klasy barwników o stosunkowo prostej strukturze, małej masie cząsteczkowej i objętości cząsteczkowej oraz dobrej dyfuzyjności i wyrównywaniu, które obecnie stały się dużą kategorią barwników kationowych.Jego zalety są następujące:
Posiada dobre właściwości migracyjne i wyrównujące oraz nie wykazuje selektywności w stosunku do włókien akrylowych.Może być stosowany do różnych gatunków włókien akrylowych i lepiej rozwiązuje problem równomiernego barwienia włókien akrylowych.Ilość opóźniacza jest niewielka (od 2 do 3% do 0,1 do 0,5%), a nawet możliwe jest barwienie jednego koloru bez dodawania opóźniacza, dzięki czemu można obniżyć koszty barwienia.Może uprościć proces barwienia i znacznie skrócić czas barwienia (od 45 do 90 minut do 10 do 25 minut).
2. Barwniki kationowe do modyfikacji:
W celu dostosowania do barwienia modyfikowanych włókien syntetycznych przebadano i zsyntetyzowano partię barwników kationowych.Następujące struktury są odpowiednie dla modyfikowanych włókien poliestrowych.Żółty to głównie sprzężone barwniki metinowe, czerwony to barwniki azowe na bazie triazolu lub tiazolu i izolujące barwniki azowe, a niebieski to barwniki azowe i barwniki azowe na bazie tiazolu.Barwniki oksazynowe.
3. Rozproszone barwniki kationowe:
W celu dostosowania do barwienia modyfikowanych włókien syntetycznych przebadano i zsyntetyzowano partię barwników kationowych.Następujące struktury są odpowiednie dla modyfikowanych włókien poliestrowych.Żółty to głównie sprzężone barwniki metinowe, czerwony to barwniki azowe na bazie triazolu lub tiazolu i izolujące barwniki azowe, a niebieski to barwniki azowe i barwniki azowe na bazie tiazolu.Barwniki oksazynowe.
4. Reaktywne barwniki kationowe:
Reaktywne barwniki kationowe to nowa klasa barwników kationowych.Po wprowadzeniu grupy reaktywnej do sprzężonej lub wyizolowanej cząsteczki barwnika, ten rodzaj barwnika otrzymuje specjalne właściwości, szczególnie na mieszanym włóknie, nie tylko utrzymuje jasny kolor, ale także może barwić różne włókna.
Po czwarte, właściwości barwników kationowych
1. Rozpuszczalność:
Grupy alkilowe i anionowe tworzące sól w cząsteczce kationowego barwnika zostały opisane powyżej, aby wpływać na rozpuszczalność barwnika.Ponadto, jeśli w środku barwiącym znajdują się związki anionowe, takie jak anionowe środki powierzchniowo czynne i anionowe barwniki, będą one również łączyć się z barwnikami kationowymi, tworząc osady.Wełna/nitryl, poliester/nitryl i inne tkaniny mieszane nie mogą być barwione w tej samej kąpieli przy użyciu zwykłych barwników kationowych i kwasowych, reaktywnych i dyspersyjnych, w przeciwnym razie nastąpi wytrącenie.W celu rozwiązania takich problemów zazwyczaj dodaje się środki zapobiegające wytrącaniu.
2. Wrażliwość na pH:
Na ogół barwniki kationowe są stabilne w zakresie pH od 2,5 do 5,5.Gdy wartość pH jest niska, grupa aminowa w cząsteczce barwnika ulega protonowaniu, a grupa elektronodawców przekształca się w grupę odbierającą elektrony, powodując zmianę koloru barwnika;Występują opady, przebarwienia lub blaknięcie barwnika.Na przykład barwniki oksazynowe są przekształcane w barwniki niekationowe w środowisku alkalicznym, które traci powinowactwo do włókien akrylowych i nie może być barwione.
3. Kompatybilność:
Barwniki kationowe mają stosunkowo duże powinowactwo do włókien akrylowych i mają słabą zdolność migracji we włóknach, co utrudnia wyrównanie barwnika.Różne barwniki mają różne powinowactwa do tego samego włókna, a ich szybkości dyfuzji wewnątrz włókna również są różne.Gdy miesza się ze sobą barwniki o bardzo różnych szybkościach barwienia, podczas procesu barwienia mogą wystąpić zmiany koloru i nierównomierne barwienie.Gdy miesza się barwniki z podobnymi szybkościami, ich stosunek stężeń w kąpieli barwiącej pozostaje w zasadzie niezmieniony, dzięki czemu kolor produktu pozostaje spójny, a wybarwienie jest bardziej równomierne.Wydajność tej kombinacji barwników nazywana jest kompatybilnością barwników.
Dla wygody użytkowania ludzie używają wartości liczbowych do wyrażenia zgodności barwników, zwykle wyrażanych jako wartość K.Stosuje się jeden zestaw żółtych i niebieskich standardowych barwników, każdy zestaw składa się z pięciu barwników o różnych szybkościach barwienia i jest pięć wartości kompatybilności (1, 2, 3, 4, 5) oraz wartość kompatybilności barwnika przy największej szybkości barwienia Mały, migracja i wypoziomowanie barwnika są słabe, a barwnik o małej szybkości barwienia ma dużą wartość kompatybilności, a migracja i wyrównanie barwnika są lepsze.Testowany barwnik i standardowy barwnik są barwione jeden po drugim, a następnie oceniany jest efekt barwienia w celu określenia wartości kompatybilności testowanego barwnika.
Istnieje pewien związek między wartością kompatybilności barwników a ich strukturą molekularną.Do cząsteczek barwnika wprowadzane są grupy hydrofobowe, zmniejsza się rozpuszczalność w wodzie, wzrasta powinowactwo barwnika do włókna, wzrasta szybkość barwienia, zmniejsza się wartość kompatybilności, zmniejsza się migracja i wypoziomowanie na włóknie, wzrasta podaż koloru.Niektóre grupy w cząsteczce barwnika powodują bariery steryczne ze względu na konfigurację geometryczną, co również zmniejsza powinowactwo barwnika do włókien i zwiększa wartość kompatybilności.
4. Odporność na światło:
Światłotrwałość barwników związana jest z ich strukturą molekularną.Grupa kationowa w sprzężonej cząsteczce barwnika kationowego jest stosunkowo wrażliwą częścią.Jest łatwo aktywowany z pozycji grupy kationowej pod wpływem energii świetlnej, a następnie przenoszony do całego układu chromoforowego, powodując jego zniszczenie i wyblaknięcie.Sprzężony triarylometan Odporność na światło oksazyny, polimetiny i oksazyny nie jest dobra.Grupa kationowa w wyizolowanej cząsteczce barwnika kationowego jest oddzielona od układu sprzężonego przez grupę łączącą.Nawet jeśli jest aktywowany pod wpływem energii świetlnej, nie jest łatwo przenieść energię do sprzężonego systemu koloru, aby była dobrze zachowana.Odporność na światło jest lepsza niż typu sprzężonego.
5. Rozszerzona lektura: Tkaniny kationowe
Tkanina kationowa to 100% tkanina poliestrowa, która jest tkana z dwóch różnych surowców całkowicie poliestrowych, ale zawiera zmodyfikowane włókno poliestrowe.To zmodyfikowane włókno poliestrowe i zwykłe włókno poliestrowe są barwione różnymi barwnikami i dwukrotnie barwione.Kolor, jednorazowe barwienie poliestrowe, jednorazowe barwienie kationowe, na ogół stosuje się przędzę kationową w kierunku osnowy i zwykłą przędzę poliestrową w kierunku wątku.Podczas barwienia stosuje się dwa różne barwniki: zwykłe barwniki dyspersyjne do przędz poliestrowych oraz barwniki kationowe do przędzy kationowych (znane również jako barwniki kationowe).Można stosować dyspersyjne barwniki kationowe), efekt tkaniny będzie miał efekt dwukolorowy.
Czas publikacji: 21 lipca-2022