Reaktiivsetel värvainetel on erksad värvid ja täielikud kromatogrammid. See on tuntud oma lihtsa kasutamise, madala hinna ja suurepärase vastupidavuse poolest. Eriti seoses tsellulooskiudude arenguga viimastel aastatel on reaktiivvärvidest saanud tsellulooskiudude tekstiilivärvimisel kõige olulisem värvaine.

Kuid reaktiivvärvide kõige silmatorkavam probleem on madal ammendumis- ja fikseerimismäär. Traditsioonilises tsellulooskiudude värvimisprotsessis tuleb reaktiivsete värvainete värvi omastamise ja fikseerimise kiiruse parandamiseks lisada suures koguses anorgaanilist soola (naatriumkloriid või naatriumsulfaat). Sõltuvalt värvaine struktuurist ja värvist on kasutatav soola kogus üldiselt 30–150 g/l. Kuigi trüki- ja värvimisreovee orgaaniliste ühendite töötlemisel on tehtud suuri edusamme, ei saa värvimisprotsessis suures koguses anorgaaniliste soolade lisamist lihtsate füüsikaliste ja biokeemiliste meetoditega töödelda.

Reaktiivvärvide ja soolavabade värvide tehnoloogia uurimine

Ökoloogilisest vaatenurgast muudab suure soolsusega trüki- ja värvimisreovee ärajuhtimine otseselt jõgede ja järvede veekvaliteeti ning hävitab ökoloogilist keskkonda.
pilt
Soola kõrge läbilaskvus põhjustab jõgede ja järvede ümbruse pinnase sooldumist, mis vähendab põllukultuuride saagikust. Lühidalt öeldes ei saa suures koguses anorgaaniliste soolade kasutamist lagundada ega ringlusse võtta ning samal ajal on sellel suur negatiivne mõju vee kvaliteedile ja pinnasele. Sellest lähtuvalt antakse käesolevas artiklis ülevaade soolavaba värvimistehnoloogia hiljutistest teadusuuringutest ning käsitletakse süstemaatiliselt madala soolasisaldusega reaktiivsete värvainete, pookimistehnoloogia ja ristsidumise tehnoloogia struktuurimuutusi.

Reaktiivvärvid soolavabaks värvimiseks

Reaktiivvärvide silmapaistvad omadused on väike molekulaarstruktuur, hea hüdrofiilsus ja hõljuva värvi lihtne mahapesemine pärast fikseerimist. See on oluline uuendus värvimolekulide kujundamisel. Kuid see põhjustab ka värvi ammendumise ja fikseerimise madala taseme ning värvimise ajal tuleb lisada palju soola. Viib suure hulga soolase reovee ja värvainete kadumiseni, suurendades seega reovee puhastamise kulusid. Keskkonnareostus on tõsine. Mõned värvitootjad hakkasid pöörama tähelepanu värvainete lähteainete ja reaktiivsete rühmade sõelumisele ja täiustamisele ning töötama välja reaktiivseid värvaineid madala soolasisaldusega värvimiseks. Ciba turule toodud CibacronLs on madala soolasisaldusega värvimisvärvide tüüp, mille kombineerimiseks kasutatakse erinevaid aktiivseid rühmi. Selle värvaine omaduseks on see, et värvimisel kasutatav soola kogus on 1/4 kuni 1/2 üldiste reaktiivsete värvainete omast. See ei ole tundlik vanni suhte muutuste suhtes ja sellel on hea reprodutseeritavus. Seda tüüpi värvained on peamiselt kastmisvärvid ja neid saab kasutada koos dispergeeritud värvidega polüestri/puuvilla segude kiireks ühe vanni värvimiseks.

Jaapani Sumitomo Corporation pakkus välja Sumifux Supra seeria värvainete jaoks sobivate värvimismeetodite komplekti. Seda nimetatakse LETfS värvimismeetodiks. Selles meetodis kasutatav anorgaanilise soola kogus on vaid 1/2 kuni 1/3 traditsioonilisest protsessist ja vanni suhe võib ulatuda 1:10-ni. Ja käivitas protsessiga ühilduvate reaktiivsete värvainete seeria. See värvainete seeria on heterobireaktiivsed värvained, mis koosnevad monoklorotriasiinist ja B-etüülsulfoonsulfaadist. Selle värvainete seeria värvimisreovees on jääkvärvi kogus vaid 25–30% värvi sisaldusest üldises reaktiivvärvimisreovees. Seda soovitatakse Tenceli kiudude värvimiseks. See näitab suurepärast pealekandmisjõudlust fikseerimiskiiruse, lihtsa pesemise ja värvitud toodete erineva vastupidavuse osas.

Ettevõte DyStar tõi turule soolavabaks värvimiseks sobivad RemazolEF-seeria värvained, mille aktiivseks rühmaks on peamiselt B-hüdroksüetüülsulfoonsulfaat, ning käivitas keskkonnasõbraliku soolavaba värvimisprotsessi. Kasutatava anorgaanilise soola kogus on 1/3 tavapärasest protsessist. Värvimisprotsess on lühendatud. Lisaks hõlmab süsteem laia valikut kromatogramme. Erksate värvide saamiseks saab kombineerida kolme erinevat põhivärvi. Ettevõte Clariant (Clariant) tõi turule reaktiivvärvide sarja DrimareneHF, peamiselt neljas erinevas variandis: DrimareneBlueHF-RL, 戡ownHF-2RL, NavyHF-G, RedHF-G, mida kasutatakse kurnatusvärvimiseks ja tsellulooskiudude pidevaks värvimiseks, pealekandmise jõudlus ja hea püsivus. Fiksatsioonimäär on üsna kõrge, soola ja vedeliku suhe on madal. Neutraalne fikseerimine, hea pestavus.

Mõned äsja väljatöötatud reaktiivvärvid võivad suurendada värvainete otsesust, suurendades värvimolekulide mahtu ja vähendades anorgaaniliste soolade hulka. Näiteks võib uurearühmade kasutuselevõtt suurendada aktiivsete rühmade otsekohesust ja vähendada anorgaaniliste soolade hulka. Parandage fikseerimise määra; on ka polüasovärvi prekursoreid (nt trisaso, tetraaso), et suurendada värvi otsekohesust ja saavutada soolavaba värvimise eesmärk. Mõnede värvainete kõrge steeriline takistav toime struktuuris võib samuti oluliselt muuta reaktiivsete värvainete reaktiivsete rühmade reaktsioonivõimet ja värvimisel kasutatava soola kogust. Need steerilised takistavad mõjud seisnevad üldiselt alküülasendajate sisseviimises värvimaatriksi erinevates positsioonides. Nende põhilised struktuuriomadused on teadlaste poolt kokku võetud järgmiselt:

Esimene aktiivne rühm SO: CH2CH: oS03Na võib olla benseenitsükli meta- või para-asendis;

R3 võib olla benseenitsükli orto-, inter- või para-asendis. Struktuurivalem on vinüülsulfoonreaktiivsed värvained.

Erinevad asendajad või erinevad asenduspositsioonid värvainetel võivad samades värvimistingimustes saavutada sama värvimisväärtuse, kuid nende värvisoolade kogused on üsna erinevad.

Suurepärastel madala soolasisaldusega reaktiivvärvidel peavad olema järgmised omadused: 1) värvimisel kasutatava soola kogus on oluliselt vähenenud; 2) värvimine madala vanni suhtega värvivannis, värvivanni stabiilsus; 3) Hea pestavus. Vähendage järeltöötluse aega; 4) Suurepärane reprodutseeritavus. Mis puutub värvaine parandamisse, siis lisaks eelpool mainitud värvimaatriksi struktuuri parandamisele ja aktiivsete rühmade mõistlikule kombineerimisele on mõned inimesed sünteesinud nn katioonreaktiivseid värvaineid, mida saab värvida ilma soola lisamata. Nt järgmise struktuuriga katioonsed reaktiivvärvid:

Ülaltoodud valemist on näha, et värvi keha on ühendatud monoklorotriasiini aktiivse rühmaga. Püridiini kvaternaarne ammooniumrühm on samuti seotud s-triasiinitsükliga. Värvaine on positiivselt laetud ja kvaternaarne ammooniumirühm on vees lahustuv rühm. Kuna värvimolekulide ja kiu vahel pole mitte ainult laengu tõrjumist, vaid ka positiivsete ja negatiivsete laengute ligitõmbamist, on värvainel lihtne kiu pinnale läheneda ja värvitud kiu külge adsorbeeruda. Elektrolüütide olemasolu värvilahuses mitte ainult ei too kaasa värvainet soodustavat toimet, vaid nõrgendab ka värvaine ja kiu vahelist külgetõmmet, nii et seda tüüpi värvivärvimist saab värvida ilma soolavabaks värvimiseks elektrolüüte lisamata. Värvimisprotsess sarnaneb tavaliste reaktiivvärvidega. Monokloro-triasiin-reaktiivsete värvainete puhul lisatakse kinnitusainena endiselt naatriumkarbonaati. Kinnitustemperatuur on umbes 85 ℃. Värvaine omastamise määr võib ulatuda 90% kuni 94% ja fikseerimise määr on 80% kuni 90%. Sellel on hea valgus- ja pesukindlus. Sarnased katioonsed reaktiivsed värvained on samuti teatanud monofluoro-s-triasiini kasutamisest aktiivse rühmana. Monofluoro-s-triasiini aktiivsus on kõrgem kui monokloro-s-triasiinil.

Neid värvaineid saab värvida ka puuvilla/akrüüli segudes ning värvainete muid omadusi (nt tasandus ja ühilduvus jne) tuleb täiendavalt uurida. Kuid see annab tsellulooskiududele uue viisi soolavaba värvimiseks.