Реактивті бояғыштардың суда өте жақсы еритіндігі бар. Реактивті бояғыштар негізінен суда еритін бояғыш молекуласындағы сульфон қышқылы тобына тәуелді. Винилсульфон топтарын қамтитын мезотемпературалы реактивті бояғыштар үшін, сульфон қышқылы тобынан басқа, β-этилсульфонилсульфаты да өте жақсы еритін топ болып табылады.

Сулы ерітіндіде сульфон қышқылы тобындағы және -этилсульфон сульфаты тобындағы натрий иондары гидратация реакциясына түсіп, бояғыштың анион түзіп, суда еруіне әкеледі. Реактивті бояғыштың бояуы боялатын бояғыштың талшыққа анионына байланысты.

Реактивті бояғыштардың ерігіштігі 100 г/л-ден асады, бояғыштардың көпшілігінің ерігіштігі 200-400 г/л, ал кейбір бояғыштар тіпті 450 г/л-ге жетуі мүмкін. Дегенмен, бояу процесінде бояғыштың ерігіштігі әртүрлі себептерге байланысты төмендейді (немесе тіпті толығымен ерімейді). Бояғыштың ерігіштігі төмендеген кезде, бөлшектер арасындағы үлкен заряд итерілуіне байланысты бояғыштың бір бөлігі бір бос анионнан бөлшектерге айналады. Азайған сайын бөлшектер мен бөлшектер бір-бірін тартып, агломерацияны тудырады. Агломерацияның бұл түрі алдымен бояғыш бөлшектерін агломераттарға жинайды, содан кейін агломераттарға айналады және ақырында флоктарға айналады. Флоктар бос жиналыс түрі болғанымен, олардың айналасындағы электрлік қос қабат бояғыш сұйықтық айналымы кезінде ығысу күшімен ыдырауы қиын, ал флоктар матаға оңай тұнып, бетінің бояуына немесе дақ түсуіне әкеледі.

Бояғыш осындай агломерацияға ие болғаннан кейін, түстің беріктігі айтарлықтай төмендейді және сонымен бірге әртүрлі дәрежедегі дақтардың, дақтар мен дақтардың пайда болуына әкеледі. Кейбір бояғыштар үшін флокуляция бояғыш ерітіндісінің ығысу күші әсерінен жиналуды одан әрі жеделдетеді, бұл сусыздануға және тұздануға әкеледі. Тұздану пайда болғаннан кейін, боялған түс өте ашық болады немесе тіпті боялмайды, тіпті боялса да, бұл ауыр түсті дақтардың пайда болуына әкеледі.

Бояғыштардың агрегациясының себептері

Негізгі себеп - электролит. Бояу процесінде негізгі электролит - бояғыш үдеткіші (натрий тұзы және тұз). Бояғыш үдеткішінің құрамында натрий иондары бар, ал бояғыш молекуласындағы натрий иондарының баламасы бояғыш үдеткішіне қарағанда әлдеқайда төмен. Натрий иондарының баламалы саны, қалыпты бояу процесіндегі бояғыш үдеткішінің қалыпты концентрациясы бояғыш ваннасындағы бояғыштың ерігіштігіне көп әсер етпейді.

Дегенмен, бояғыш үдеткішінің мөлшері артқан кезде, ерітіндідегі натрий иондарының концентрациясы сәйкесінше артады. Натрий иондарының шамадан тыс көп болуы бояғыш молекуласының еріткіш тобындағы натрий иондарының иондануын тежейді, осылайша бояғыштың ерігіштігін төмендетеді. 200 г/л-ден асқаннан кейін бояғыштардың көпшілігінде агрегация дәрежесі әртүрлі болады. Бояғыш үдеткішінің концентрациясы 250 г/л-ден асқан кезде, агрегация дәрежесі күшейіп, алдымен агломераттар, содан кейін бояғыш ерітіндісінде пайда болады. Агломераттар мен флокулалар тез түзіледі, ал ерігіштігі төмен кейбір бояғыштар ішінара тұзданады немесе тіпті сусыздандырылады. Әртүрлі молекулалық құрылымдары бар бояғыштардың агломерацияға қарсы және тұздануға төзімділік қасиеттері әртүрлі. Ерігіштігі неғұрлым төмен болса, агломерацияға қарсы және тұзға төзімділік қасиеттері соғұрлым жоғары болады. Аналитикалық көрсеткіштер соғұрлым нашар болады.

Бояғыштың ерігіштігі негізінен бояғыш молекуласындағы сульфон қышқылы топтарының санымен және β-этилсульфон сульфаттарының санымен анықталады. Сонымен қатар, бояғыш молекуласының гидрофильділігі неғұрлым жоғары болса, ерігіштігі соғұрлым жоғары және гидрофильділігі төмен болады. Ерігіштігі соғұрлым төмен болады. (Мысалы, азо құрылымды бояғыштар гетероциклді құрылымды бояғыштарға қарағанда гидрофильдірек.) Сонымен қатар, бояғыштың молекулалық құрылымы неғұрлым үлкен болса, ерігіштігі соғұрлым төмен болады, ал молекулалық құрылымы неғұрлым кіші болса, ерігіштігі соғұрлым жоғары болады.

Реактивті бояғыштардың ерігіштігі
Оны шамамен төрт санатқа бөлуге болады:

А класындағы, диэтилсульфон сульфатын (яғни винилсульфон) және үш реактивті топты (монохлор-триазин + дивинилсульфон) қамтитын бояғыштар ең жоғары ерігіштікке ие, мысалы, Yuan Qing B, Navy GG, Navy RGB, Golden: RNL. Және Yuanqing B, ED типті, Ciba s типті және т.б. сияқты үш реактивті топтық бояғыштарды араластыру арқылы алынған барлық реактивті қара бояғыштар. Бұл бояғыштардың ерігіштігі негізінен шамамен 400 г/л құрайды.

В класы, құрамында гетеробиреактивті топтар (монохлор-триазин+винилсульфон) бар бояғыштар, мысалы, сары 3RS, қызыл 3BS, қызыл 6B, қызыл GWF, RR үш негізгі түс, RGB үш негізгі түс және т.б. Олардың ерігіштігі 200-300 граммға негізделген. Мета-эфирдің ерігіштігі пара-эфирге қарағанда жоғары.

C түрі: гетеробиреактивті топ болып табылатын көкшіл көк: BF, көкшіл көк 3GF, қою көк 2GFN, қызыл RBN, қызыл F2B және т.б., сульфон қышқылы топтарының аздығына немесе молекулалық салмағының үлкендігіне байланысты оның ерігіштігі де төмен, тек 100-200 г/көтеріліс. D класы: моновинилсульфон тобы және гетероциклді құрылымы бар, ең төмен ерігіштігі бар бояғыштар, мысалы, Brilliant Blue KN-R, Turkuase Blue G, Bright Yellow 4GL, Violet 5R, Blue BRF, Brilliant Orange F2R, Brilliant Red F2G және т.б. Бұл бояғыш түрінің ерігіштігі шамамен 100 г/л құрайды. Бұл бояғыш түрі электролиттерге ерекше сезімтал. Бұл бояғыш түрі агломерацияланғаннан кейін, оған тіпті флокуляция процесінен өтудің қажеті жоқ, тікелей тұзданады.

Қалыпты бояу процесінде бояғыш үдеткішінің максималды мөлшері 80 г/л құрайды. Тек қара түстер ғана бояғыш үдеткішінің осындай жоғары концентрациясын қажет етеді. Бояғыш ваннадағы бояғыш концентрациясы 10 г/л-ден аз болған кезде, көптеген реактивті бояғыштар бұл концентрацияда жақсы ерігіштікке ие және агрегацияланбайды. Бірақ мәселе ыдыста жатыр. Қалыпты бояу процесіне сәйкес, алдымен бояғыш қосылады, ал бояғыш бояғыш ваннада біркелкілікке дейін толығымен сұйылтылғаннан кейін, бояғыш үдеткіш қосылады. Бояғыш үдеткіш негізінен ыдыстағы еріту процесін аяқтайды.

Келесі процесс бойынша жұмыс істеңіз

Болжам: бояу концентрациясы 5%, сұйықтық қатынасы 1:10, мата салмағы 350 кг (қос құбырлы сұйықтық ағыны), су деңгейі 3,5 Т, натрий сульфаты 60 г/литр, натрий сульфатының жалпы мөлшері 200 кг (50 кг/қаптамада барлығы 4 қаптама)) (Материал ыдысының сыйымдылығы әдетте шамамен 450 литр). Натрий сульфатын еріту процесінде бояғыш ыдыстың кері сұйықтығы жиі қолданылады. Кері сұйықтықта бұрын қосылған бояғыш болады. Әдетте, алдымен материал ыдысына 300 л кері сұйықтық салынады, содан кейін екі қаптама натрий сульфаты (100 кг) құйылады.

Мәселе мынада, көптеген бояғыштар натрий сульфатының осы концентрациясында әртүрлі дәрежеде агломерацияланады. Олардың ішінде С типті бояғыштар қатты агломерацияға ұшырайды, ал D бояғыштары тек агломерацияланып қана қоймай, тіпті тұзданып кетеді. Дегенмен, жалпы оператор материал ыдысындағы натрий сульфаты ерітіндісін негізгі айналым сорғысы арқылы бояғыш ыдысына баяу толтыру процедурасын орындайды. Бірақ 300 литр натрий сульфаты ерітіндісіндегі бояғыш флоктар түзіп, тіпті тұзданып кеткен.

Материал ыдысындағы барлық ерітінді бояу ыдысына құйылған кезде, ыдыстың қабырғасында және ыдыстың түбінде майлы бояу бөлшектерінің қабаты бар екені айқын көрінеді. Егер бұл бояу бөлшектерін қырып алып, таза суға салса, бұл әдетте қиынға соғады. Қайта еріту керек. Шын мәнінде, бояу ыдысына түсетін 300 литр ерітіндінің барлығы осылай болады.

Сондай-ақ, Юаньмин ұнтағының екі қаптамасы бар екенін ұмытпаңыз, олар да осылайша ерітіліп, бояғыш ыдысқа қайта құйылады. Осыдан кейін дақтар, дақтар және тағы да дақтар пайда болады, ал беткі бояуға байланысты түстің беріктігі айтарлықтай төмендейді, тіпті айқын флокуляция немесе тұздану болмаса да. Ерігіштігі жоғары А және В кластары үшін бояғыштардың агрегациясы да орын алады. Бұл бояғыштар әлі флокуляция түзбегенімен, бояғыштардың кем дегенде бір бөлігі агломераттар түзген.

Бұл агрегаттардың талшыққа енуі қиын. Себебі мақта талшығының аморфты аймағы тек моно-ионды бояғыштардың енуіне және диффузиясына мүмкіндік береді. Ешқандай агрегат талшықтың аморфты аймағына ене алмайды. Ол тек талшықтың бетінде адсорбциялануы мүмкін. Түстің беріктігі де айтарлықтай төмендейді, ал ауыр жағдайларда түс дақтар мен дақтар пайда болады.

Реактивті бояғыштардың ерітінді дәрежесі сілтілі агенттермен байланысты

Сілтілік агент қосылған кезде, реактивті бояғыштың β-этилсульфон сульфаты гендерде өте еритін нақты винилсульфонын түзу үшін элиминация реакциясына түседі. Элиминация реакциясы үшін өте аз сілтілік агенттер қажет болғандықтан (көбінесе процестің дозасының 1/10 бөлігінен азын құрайды), сілтілік доза неғұрлым көп қосылса, реакцияны жоятын бояғыштар соғұрлым көп болады. Элиминация реакциясы орын алғаннан кейін, бояғыштың ерігіштігі де төмендейді.

Сол сілтілік агент күшті электролит болып табылады және құрамында натрий иондары бар. Сондықтан, сілтілік агенттің шамадан тыс концентрациясы винил сульфонын түзген бояғыштың агломерациялануына немесе тіпті тұздануына әкеледі. Дәл осындай мәселе материал ыдысында да орын алады. Сілтілік агент еріген кезде (мысал ретінде сода күлін алайық), егер кері ағызу ерітіндісі қолданылса. Осы уақытта кері ағызу сұйықтығында бояғышты жеделдететін агент және қалыпты процесс концентрациясындағы бояғыш бар. Бояғыштың бір бөлігі талшықпен сарқылған болуы мүмкін болса да, қалған бояғыштың кем дегенде 40%-дан астамы бояғыш ерітіндісінде болады. Жұмыс кезінде сода күлінің бір пакеті құйылғанын және ыдыстағы сода күлінің концентрациясы 80 г/л-ден асатынын ескеріңіз. Кері ағызу сұйықтығындағы бояғыш үдеткіші осы уақытта 80 г/л болса да, ыдыстағы бояғыш та конденсацияланады. C және D бояғыштары, әсіресе D бояғыштары үшін, тіпті сода күлінің концентрациясы 20 г/л-ге дейін төмендесе де, жергілікті тұздану пайда болады. Олардың ішінде Brilliant Blue KN.R, Turquoise Blue G және Supervisor BRF ең сезімтал түстер болып табылады.

Бояғыштың агломерациясы немесе тіпті тұздануы бояудың толығымен гидролизденгенін білдірмейді. Егер ол бояу үдеткішінен туындаған агломерация немесе тұздану болса, оны қайта ерітуге болатын болса, бояуға болады. Бірақ оны қайта еріту үшін жеткілікті мөлшерде бояғыш көмекшісін (мысалы, мочевина 20 г/л немесе одан көп) қосу керек, ал температураны жеткілікті араластыру арқылы 90°C немесе одан да жоғары көтеру керек. Әрине, бұл нақты процесте өте қиын.
Бояғыштардың ыдыста жиналып немесе тұзданып кетуіне жол бермеу үшін, ерігіштігі төмен C және D бояғыштары, сондай-ақ A және B бояғыштары үшін терең және концентрлі түстер жасаған кезде трансферлік бояу процесін қолдану қажет.

Процестің жұмысы және талдауы

1. Бояғыш үдеткішті қайтару үшін бояғыш ыдысты пайдаланыңыз және оны еріту үшін ыдыста қыздырыңыз (60～80℃). Тұщы суда бояғыш болмағандықтан, бояғыш үдеткіштің матаға ешқандай қатысы жоқ. Еріген бояғыш үдеткішті бояу ыдысына мүмкіндігінше тез толтыруға болады.

2. Тұздық ерітіндісі 5 минут бойы айналымда болғаннан кейін, бояғыш үдеткіші негізінен толығымен біркелкі болады, содан кейін алдын ала ерітілген бояғыш ерітіндісі қосылады. Бояғыш ерітіндісін кері ағызу ерітіндісімен сұйылту керек, себебі кері ағызу ерітіндісіндегі бояғыш үдеткішінің концентрациясы небәрі 80 грамм/л болғандықтан, бояғыш агломерацияланбайды. Сонымен қатар, бояғышқа (салыстырмалы түрде төмен концентрациядағы) бояғыш үдеткіші әсер етпейтіндіктен, бояу мәселесі туындайды. Бұл кезде бояғыш ерітіндісін бояу ыдысын толтыру үшін уақыт бойынша бақылаудың қажеті жоқ және әдетте ол 10-15 минутта аяқталады.

3. Сілтілік агенттерді, әсіресе C және D бояғыштары үшін, мүмкіндігінше ылғалдандыру керек. Бояғыштың бұл түрі бояғышты күшейтетін агенттер болған кезде сілтілік агенттерге өте сезімтал болғандықтан, сілтілік агенттердің ерігіштігі салыстырмалы түрде жоғары (сода күлінің 60°C температурада ерігіштігі 450 г/л). Сілтілік агентті еріту үшін қажетті таза су тым көп болуы міндетті емес, бірақ сілтілік ерітіндіні қосу жылдамдығы процестің талаптарына сәйкес болуы керек және оны әдетте біртіндеп қосқан дұрыс.

4. А санатындағы дивинилсульфон бояғыштары үшін реакция жылдамдығы салыстырмалы түрде жоғары, себебі олар 60°C температурада сілтілік агенттерге ерекше сезімтал. Түстің лезде бекітілуін және түстің біркелкі болмауын болдырмау үшін, төмен температурада сілтілік агенттің 1/4 бөлігін алдын ала қосуға болады.

Ауыстыру бояу процесінде тек сілтілік агент қоректендіру жылдамдығын бақылауы керек. Ауыстыру бояу процесі тек қыздыру әдісіне ғана емес, сонымен қатар тұрақты температура әдісіне де қолданылады. Тұрақты температура әдісі бояғыштың ерігіштігін арттырып, бояғыштың диффузиясын және енуін жеделдете алады. 60°C температурада талшықтың аморфты аймағының ісіну жылдамдығы 30°C температурадағыдан шамамен екі есе жоғары. Сондықтан тұрақты температура процесі ірімшік, тоқыма бұйымдарына қолайлырақ. Варп арқалықтарына джиг бояуы сияқты төмен ликер коэффициенттері бар бояу әдістері кіреді, олар жоғары ену мен диффузияны немесе салыстырмалы түрде жоғары бояғыш концентрациясын қажет етеді.

Қазіргі уақытта нарықта қолжетімді натрий сульфаты кейде салыстырмалы түрде сілтілі болатынын және оның рН мәні 9-10-ға жетуі мүмкін екенін ескеріңіз. Бұл өте қауіпті. Егер сіз таза натрий сульфатын таза тұзбен салыстырсаңыз, тұз бояғыштың агрегациясына натрий сульфатына қарағанда жоғары әсер етеді. Себебі, ас тұзындағы натрий иондарының баламасы сол салмақтағы натрий сульфатындағыдан жоғары.

Бояғыштардың агрегациясы судың сапасымен тығыз байланысты. Әдетте, кальций мен магний иондарының 150 ppm-ден төмен болуы бояғыштардың агрегациясына көп әсер етпейді. Дегенмен, судағы темір иондары мен алюминий иондары сияқты ауыр металл иондары, соның ішінде кейбір балдыр микроорганизмдері, бояғыштардың агрегациясын жеделдетеді. Мысалы, егер судағы темір иондарының концентрациясы 20 ppm-ден асса, бояғыштың когезияға қарсы қабілеті айтарлықтай төмендеуі мүмкін, ал балдырлардың әсері одан да ауыр болады.

Бояғыштың агломерацияға қарсы және тұздануға төзімділік сынағымен бекітілген:

1-анықтау: 0,5 г бояғышты, 25 г натрий сульфатын немесе тұзды өлшеп, оны 25°C температурада 100 мл тазартылған суда шамамен 5 минут бойы ерітіңіз. Ерітіндіні сору үшін тамшылатып сорғыш түтікті пайдаланыңыз және сүзгі қағазына бір жерде үздіксіз 2 тамшы тамызыңыз.

2-анықтау: 0,5 г бояғышты, 8 г натрий сульфатын немесе тұзын және 8 г сода күлін өлшеп, оны 100 мл тазартылған суда шамамен 25°C температурада шамамен 5 минут бойы ерітіңіз. Сүзгі қағазына ерітіндіні үздіксіз сору үшін тамшылатқышты пайдаланыңыз. 2 тамшы.

Жоғарыда келтірілген әдіс бояғыштың агломерацияға қарсы және тұздану қабілетін бағалау үшін ғана қолданылуы мүмкін және негізінен қай бояу процесін қолдану керектігін анықтай алады.