Kationska barvila so posebna barvila za barvanje poliakrilonitrilnih vlaken, uporabljajo pa se lahko tudi za barvanje modificiranega poliestra (CDP).Danes bom delil osnovno znanje o kationskih barvilih.
Pregled kationskih barvil
1. Zgodovina
Kationska barvila so ena izmed prvih proizvedenih sintetičnih barvil.Anilinska vijolična, ki jo je leta 1856 sintetiziral WHPerkin v Združenih državah Amerike, in poznejša kristalna vijolična in malahitno zelena sta vsa kationska barvila.Ta barvila so bila prej znana kot osnovna barvila, ki lahko barvajo beljakovinska vlakna in celulozna vlakna, obdelana s taninom in vinskim kamnom.Imajo svetle barve, vendar niso svetlobno obstojne in so jih kasneje razvile direktne barve in kadne barve.in kislinska barvila.
Po industrijski proizvodnji akrilnih vlaken v petdesetih letih 20. stoletja je bilo ugotovljeno, da kationska barvila na poliakrilonitrilnih vlaknih nimajo samo visoke direktnosti in svetle barve, ampak imajo tudi veliko večjo barvno obstojnost kot proteinska vlakna in celulozna vlakna.vzbuditi zanimanje ljudi.Da bi se dodatno prilagodili uporabi akrilnih vlaken in drugih sintetičnih vlaken, je bilo sintetiziranih veliko novih sort z visoko obstojnostjo, kot so polimetinska struktura, z dušikom substituirana polimetinska struktura in pernalaktamska struktura itd., tako da kationska barvila postanejo poliakrilonitril.Razred glavnih barvil za barvanje vlaken.
2. Lastnosti:
Kationska barvila ustvarjajo pozitivno nabite obarvane ione v raztopini in tvorijo soli s kislinskimi anioni, kot so kloridni ion, acetatna skupina, fosfatna skupina, metilsulfatna skupina itd., s čimer obarvajo poliakrilonitrilna vlakna.Pri dejanskem barvanju se za oblikovanje določene barve običajno uporablja več kationskih barvil.Vendar pa je mešano barvanje s kationskimi barvili pogosto težko enakomerno obarvati v isto barvno svetlobo, kar ima za posledico lisasto in večplastno barvo.Zato moramo pri proizvodnji kationskih barvil poleg širitve sorte in količine paziti tudi na ujemanje sort barvil;da bi preprečili barvanje, moramo biti pozorni na razvoj sort z dobro ravnostjo in paziti tudi na izboljšanje parne obstojnosti kationskih barvil.in svetlobno obstojnost.
Drugič, razvrstitev kationskih barvil
Pozitivno nabita skupina v molekuli kationskega barvila je na določen način povezana s konjugiranim sistemom in nato z anionsko skupino tvori sol.Glede na položaj pozitivno nabite skupine v konjugiranem sistemu lahko kationska barvila razdelimo v dve kategoriji: izolirana in konjugirana.
1. Izolirana kationska barvila
Prekurzor izolacijskega kationskega barvila in pozitivno nabita skupina sta povezana preko izolacijske skupine, pozitivni naboj pa je lokaliziran, podobno kot pri uvedbi kvaterne amonijeve skupine na molekularnem koncu disperznih barvil.Lahko se predstavi z naslednjo formulo:
Zaradi koncentracije pozitivnih nabojev ga je enostavno kombinirati z vlakni, odstotek in stopnja barvanja sta razmeroma visoka, vendar je enakomernost slaba.Na splošno je odtenek temen, molarna absorbanca je nizka in odtenek ni dovolj močan, vendar ima odlično odpornost na toploto in svetlobo ter visoko obstojnost.Pogosto se uporablja pri barvanju srednjih in svetlih barv.Tipične sorte so:
2. Konjugirana kationska barvila
Pozitivno nabita skupina konjugiranega kationskega barvila je neposredno povezana s konjugiranim sistemom barvila, pozitivni naboj pa je delokaliziran.Barva te vrste barvila je zelo svetla in molarna absorbanca je visoka, vendar imajo nekatere sorte slabo svetlobno obstojnost in toplotno odpornost.Med uporabljenimi vrstami predstavlja konjugirana vrsta več kot 90 %.Obstaja veliko vrst konjugiranih kationskih barvil, vključno s strukturami triarilmetana, oksazina in polimetana.
3. Nova kationska barvila
1. Migracijska kationska barvila
Tako imenovana selitvena kationska barvila se nanašajo na razred barvil z relativno preprosto strukturo, majhno molekulsko maso in molekulskim volumnom ter dobro difuznostjo in izravnalno zmogljivostjo, ki so zdaj postala velika kategorija kationskih barvil.Njegove prednosti so naslednje:
Ima dobre migracijske in izravnalne lastnosti ter ni selektiven za akrilna vlakna.Uporablja se lahko za različne vrste akrilnih vlaken in bolje reši problem enakomernega barvanja akrilnih vlaken.Količina zaviralca je majhna (od 2 do 3 % do 0,1 do 0,5 %), možno pa je celo enobarvno barvanje brez dodajanja zaviralca, s čimer lahko z uporabo znižamo stroške barvanja.Lahko poenostavi postopek barvanja in močno skrajša čas barvanja s (prvotnih 45 do 90 minut na 10 do 25 minut).
2. Kationska barvila za modifikacijo:
Da bi se prilagodili barvanju modificiranih sintetičnih vlaken, je bila serija kationskih barvil presejana in sintetizirana.Naslednje strukture so primerne za modificirana poliestrska vlakna.Rumena so predvsem konjugirana metinska barvila, rdeča so azobarvila na osnovi triazola ali tiazola in izolacijska azobarvila, modra pa azobarvila in azobarvila na osnovi tiazola.Oksazinska barvila.
3. Disperzna kationska barvila:
Da bi se prilagodili barvanju modificiranih sintetičnih vlaken, je bila serija kationskih barvil presejana in sintetizirana.Naslednje strukture so primerne za modificirana poliestrska vlakna.Rumena so predvsem konjugirana metinska barvila, rdeča so azobarvila na osnovi triazola ali tiazola in izolacijska azobarvila, modra pa azobarvila in azobarvila na osnovi tiazola.Oksazinska barvila.
4. Reaktivna kationska barvila:
Reaktivna kationska barvila so nov razred kationskih barvil.Ko je reaktivna skupina vnesena v konjugirano ali izolirano molekulo barvila, ta vrsta barvila dobi posebne lastnosti, zlasti na mešanih vlaknih, ne samo da ohranja svetlo barvo, ampak lahko tudi obarva različna vlakna.
Četrtič, lastnosti kationskih barvil
1. Topnost:
Alkilne in anionske skupine, ki tvorijo sol, v molekuli kationskega barvila so bile opisane zgoraj, da vplivajo na topnost barvila.Poleg tega, če so v mediju za barvanje anionske spojine, kot so anionske površinsko aktivne snovi in anionska barvila, se bodo tudi združile s kationskimi barvili in tvorile oborine.Volne/nitrila, poliestra/nitrila in drugih mešanih tkanin ni mogoče barvati v isti kopeli z običajnimi kationskimi barvili ter kislimi, reaktivnimi in disperznimi barvili, sicer lahko pride do padavin.Za reševanje takšnih težav se na splošno dodajajo sredstva proti padavinam.
2. Občutljivost na pH:
Na splošno so kationska barvila stabilna v območju pH od 2,5 do 5,5.Ko je vrednost pH nizka, se amino skupina v molekuli barvila protonira in skupina, ki daje elektrone, se pretvori v skupino, ki odvzema elektrone, kar povzroči spremembo barve barvila;Pride do padavin, razbarvanja ali bledenja barvila.Na primer, oksazinska barvila se v alkalnem mediju pretvorijo v nekationska barvila, ki izgubijo afiniteto za akrilna vlakna in jih ni mogoče barvati.
3. Združljivost:
Kationska barvila imajo relativno veliko afiniteto za akrilna vlakna in imajo slabo migracijsko zmogljivost v vlaknih, kar otežuje izravnavo barvila.Različna barvila imajo različne afinitete do istega vlakna, različne pa so tudi njihove stopnje difuzije znotraj vlakna.Ko med seboj mešamo barvila z zelo različnimi stopnjami barvanja, lahko med postopkom barvanja pride do sprememb barve in neenakomernega barvanja.Pri mešanju barvil s podobnimi stopnjami je njihovo koncentracijsko razmerje v barvni kopeli v osnovi nespremenjeno, tako da barva izdelka ostane dosledna in je barvanje bolj enakomerno.Delovanje te kombinacije barvil se imenuje združljivost barvil.
Za udobje uporabe ljudje uporabljajo številčne vrednosti za izražanje združljivosti barvil, običajno izražene kot vrednost K.Uporablja se en komplet rumenih in modrih standardnih barvil, vsak komplet je sestavljen iz petih barvil z različnimi stopnjami barvanja in obstaja pet vrednosti združljivosti (1, 2, 3, 4, 5) in vrednost združljivosti barvila z največjo stopnjo barvanja Majhna, migracija in ravnost barvila sta slaba, barvilo z majhno stopnjo barvanja pa ima veliko združljivostno vrednost, migracija in ravnost barvila pa sta boljši.Barvilo, ki ga je treba testirati, in standardno barvilo se obarvata enega za drugim, nato pa se ovrednoti učinek barvanja, da se določi vrednost združljivosti barvila, ki ga je treba testirati.
Obstaja določena povezava med vrednostjo združljivosti barvil in njihovimi molekularnimi strukturami.V molekule barvila se vnesejo hidrofobne skupine, topnost v vodi se zmanjša, afiniteta barvila do vlakna se poveča, stopnja barvanja se poveča, vrednost združljivosti se zmanjša, migracija in ravnost na vlaknu se zmanjšata, oskrba z barvo pa se poveča.Nekatere skupine v molekuli barvila povzročajo sterične ovire zaradi geometrijske konfiguracije, kar tudi zmanjša afiniteto barvila do vlaken in poveča vrednost združljivosti.
4. Svetlobna obstojnost:
Svetlobna obstojnost barvil je povezana z njihovo molekularno strukturo.Kationska skupina v molekuli konjugiranega kationskega barvila je razmeroma občutljiv del.Po delovanju svetlobne energije se zlahka aktivira s položaja kationske skupine, nato pa se prenese na celoten sistem kromoforjev, zaradi česar se uniči in zbledi.Konjugirani triarilmetan Svetlobna obstojnost oksazina, polimetana in oksazina ni dobra.Kationska skupina v izolirani kationski molekuli barvila je ločena od konjugiranega sistema z vezno skupino.Tudi če se aktivira pod delovanjem svetlobne energije, energije ni lahko prenesti v konjugirani sistem barve, tako da se dobro ohrani.Svetlobna obstojnost je boljša od konjugiranega tipa.
5. Razširjeno branje: Kationske tkanine
Kationska tkanina je 100% poliestrska tkanina, ki je tkana iz dveh različnih poliestrskih surovin, vendar vsebuje modificirana poliestrska vlakna.Ta modificirana poliestrska vlakna in navadna poliestrska vlakna so obarvana z različnimi barvili in obarvana dvakrat.Barva, enkratno poliestrsko barvanje, enkratno kationsko barvanje, na splošno uporablja kationsko prejo v smeri osnove in navadno poliestrsko prejo v smeri votka.Pri barvanju uporabljamo dve različni barvili: navadna disperzna barvila za poliestrske niti in kationska barvila za kationske niti (znana tudi kot kationska barvila).Uporabite lahko disperzna kationska barvila), učinek tkanine bo imel dvobarvni učinek.
Čas objave: 21. julij 2022