Reaktiivvärvained lahustuvad vees väga hästi. Reaktiivvärvained lahustuvad vees peamiselt värvaine molekuli sulfoonhapperühma kaudu. Mesotemperatuuril reageerivate värvainete puhul, mis sisaldavad vinüülsulfoonrühmi, on lisaks sulfoonhapperühmale ka β-etüülsulfonüülsulfaat väga hästi lahustuv rühm.

Vesilahuses läbivad sulfoonhapperühma ja etüülsulfoonsulfaatrühma naatriumioonid hüdratsioonireaktsiooni, mille käigus värvaine moodustab aniooni ja lahustub vees. Reaktiivse värvaine värvumine sõltub kiule värvitava värvaine anioonist.

Reaktiivsete värvainete lahustuvus on üle 100 g/l, enamiku värvainete lahustuvus on 200–400 g/l ja mõned värvained võivad ulatuda isegi 450 g/l-ni. Värvimisprotsessi käigus aga erinevatel põhjustel värvaine lahustuvus väheneb (või võib isegi täielikult lahustumatuks muutuda). Kui värvaine lahustuvus väheneb, muutub osa värvainest osakeste vahelise suure laengutõuke tõttu ühest vabast anioonist osakesteks. Selle vähenemise korral tõmbavad osakesed ja osakesed üksteist ligi, tekitades aglomeratsiooni. Selline aglomeratsioon kogub värvaineosakesed esmalt aglomeraatideks, seejärel aglomeraatideks ja lõpuks helvesteks. Kuigi helbed on omamoodi lahtised tükid, on positiivsetest ja negatiivsetest laengutest moodustunud ümbritsev elektriline kaksikkiht värvilahuse ringluses nihkejõu tõttu üldiselt raskesti lagunev ning helbed satuvad kangale kergesti, mille tulemuseks on pinna värvimine või määrdumine.

Kui värvaine on selliselt paakunud, väheneb värvikindlus märkimisväärselt ja samal ajal põhjustab see erineva raskusastmega plekke, laike ja laike. Mõnede värvainete puhul kiirendab flokulatsioon veelgi värvilahuse nihkejõu all toimuvat kokkupanekut, põhjustades dehüdratsiooni ja soolamist. Kui soolamine toimub, muutub värvitud värv äärmiselt heledaks või isegi värvimata, isegi kui see on värvitud, tekivad tõsised värviplekid ja plekid.

Värvainete agregatsiooni põhjused

Peamine põhjus on elektrolüüt. Värvimisprotsessis on peamine elektrolüüt värvikiirend (naatriumsool ja sool). Värvkiirend sisaldab naatriumioone ja naatriumioonide ekvivalent värvaine molekulis on palju väiksem kui värvikiirendis. Naatriumioonide ekvivalentarv, mis on värvikiirendi tavaline kontsentratsioon tavalises värvimisprotsessis, ei mõjuta oluliselt värvaine lahustuvust värvivannis.

Värvimise kiirendi koguse suurenedes suureneb aga vastavalt ka naatriumioonide kontsentratsioon lahuses. Liigsed naatriumioonid pärsivad naatriumioonide ionisatsiooni värvaine molekuli lahustuval rühmal, vähendades seeläbi värvaine lahustuvust. Alates 200 g/l kontsentratsioonist on enamikul värvainetel erinev aglomeratsiooniaste. Kui värvaine kiirendi kontsentratsioon ületab 250 g/l, intensiivistub aglomeratsiooniaste, moodustades esmalt aglomeraate ja seejärel värvaine lahuses. Aglomeraadid ja flokulid moodustuvad kiiresti ning mõned halvasti lahustuvad värvained osaliselt soolatakse välja või isegi dehüdreeritakse. Erineva molekulaarstruktuuriga värvainetel on erinevad aglomeratsioonivastased ja soolamise suhtes vastupidavad omadused. Mida madalam on lahustuvus, seda paremad on aglomeratsioonivastased ja soola taluvad omadused. Seda halvem on analüütiline tulemus.

Värvaine lahustuvust määravad peamiselt sulfoonhapperühmade arv värvaine molekulis ja β-etüülsulfoonsulfaatide arv. Samal ajal, mida suurem on värvaine molekuli hüdrofiilsus, seda suurem on lahustuvus ja mida madalam on hüdrofiilsus. Mida madalam on lahustuvus. (Näiteks asostruktuuriga värvained on hüdrofiilsemad kui heterotsüklilise struktuuriga värvained.) Lisaks, mida suurem on värvaine molekulaarstruktuur, seda madalam on lahustuvus ja mida väiksem on molekulaarstruktuur, seda suurem on lahustuvus.

Reaktiivsete värvainete lahustuvus
Selle võib laias laastus jagada nelja kategooriasse:

A-klassi värvained, mis sisaldavad dietüülsulfoonsulfaati (st vinüülsulfooni) ja kolme reaktiivset rühma (monoklorotriasiin + divinüülsulfoon), on kõige lahustuvamad, näiteks Yuan Qing B, Navy GG, Navy RGB, Golden: RNL. Ja kõik reaktiivsed mustad, mis on valmistatud Yuanqing B, kolme reaktiivse rühma värvainete, näiteks ED-tüüpi, Ciba S-tüüpi jne segamisel. Nende värvainete lahustuvus on enamasti umbes 400 g/l.

B-klass, heterobireaktiivseid rühmi (monoklorotriasiin+vinüülsulfoon) sisaldavad värvained, näiteks kollane 3RS, punane 3BS, punane 6B, punane GWF, RR kolm põhivärvi, RGB kolm põhivärvi jne. Nende lahustuvus põhineb 200–300 grammil. Metaestri lahustuvus on suurem kui paraestril.

Tüüp C: Tumesinine, mis on ka heterobireaktiivne rühm: BF, tumesinine 3GF, tumesinine 2GFN, punane RBN, punane F2B jne, mille lahustuvus on väiksem, vaid 100–200 g/l, kuna neil on sulfoonhapperühmi vähem või molekulmass suurem. Klass D: Monovinüülsulfoonrühma ja heterotsüklilise struktuuriga värvained, millel on madalaim lahustuvus, näiteks briljantsinine KN-R, türkiissinine G, erekollane 4GL, violetne 5R, sinine BRF, briljantsoranž F2R, briljantpunane F2G jne. Selle värvaine lahustuvus on vaid umbes 100 g/l. Seda tüüpi värvaine on eriti tundlik elektrolüütide suhtes. Kui seda tüüpi värvaine on aglomereerunud, ei pea see isegi läbima flokulatsiooniprotsessi, vaid otsest soolamist.

Tavapärases värvimisprotsessis on värvikiirendi maksimaalne kogus 80 g/l. Ainult tumedad värvid vajavad nii suurt värvikiirendi kontsentratsiooni. Kui värvikontsentratsioon värvimisvannis on alla 10 g/l, on enamikul reaktiivsetel värvainetel selle kontsentratsiooni juures siiski hea lahustuvus ja nad ei kogune. Probleem seisneb aga vaadis. Tavapärases värvimisprotsessis lisatakse kõigepealt värvaine ja pärast seda, kui värvaine on värvimisvannis ühtlaseks lahjendatud, lisatakse värvikiirendaja. Värvikiirendaja viib sisuliselt lõpule lahustumisprotsessi vaatis.

Tegutsege vastavalt järgmisele protsessile

Eeldus: värvikontsentratsioon on 5%, vedeliku suhe on 1:10, kanga kaal on 350 kg (kahekordse toru vedelikuvool), veetase on 3,5 T, naatriumsulfaat on 60 g/liiter, naatriumsulfaadi kogukogus on 200 kg (50 kg/pakend kokku 4 pakki)) (Materjalipaagi maht on üldiselt umbes 450 liitrit). Naatriumsulfaadi lahustamisel kasutatakse sageli värvipaagi tagasivooluvedelikku. Tagasivooluvedelik sisaldab eelnevalt lisatud värvainet. Üldiselt pannakse materjalipaaki kõigepealt 300 l tagasivooluvedelikku ja seejärel valatakse kaks pakki naatriumsulfaati (100 kg).

Probleem on selles, et enamik värvaineid aglomereerub sellise naatriumsulfaadi kontsentratsiooni juures erineval määral. Nende hulgas on C-tüüpi värvaine, mis aglomereerub tugevalt ja D-värvaine mitte ainult ei aglomereeru, vaid isegi soolatakse välja. Kuigi üldoperaator järgib protseduuri, et naatriumsulfaadi lahust materjalivannis aeglaselt värvivanni täiendada peamise tsirkulatsioonipumba kaudu, on värvaine 300 liitris naatriumsulfaadi lahuses moodustanud helbeid ja isegi soolatud välja.

Kui kogu materjalivannis olev lahus on värvimisvanni täidetud, on väga selgelt näha, et vanni seinal ja põhjas on rasvaste värviosakeste kiht. Kui need värviosakesed maha kraabida ja puhtasse vette panna, on neid üldiselt raske uuesti lahustada. Tegelikult on kõik 300 liitrit värvimisvanni sisenevat lahust sellised.

Pidage meeles, et on ka kaks pakki Yuanmingi pulbrit, mis lahustatakse ja täidetakse sel viisil värvimisnõusse. Pärast seda tekivad kindlasti plekid, plekid ja laigud ning värvikindlus väheneb pinna värvimise tõttu oluliselt, isegi kui ilmseid flokulatsioone või soolamist ei esine. Suurema lahustuvusega A- ja B-klassi puhul toimub ka värvainete aglomeratsioon. Kuigi need värvained ei ole veel flokulatsioone moodustanud, on vähemalt osa värvainetest juba moodustanud aglomeraate.

Neid agregaate on kiudu raske tungida. Kuna puuvillakiu amorfne piirkond võimaldab ainult monoioonvärvide tungimist ja difusiooni, ei pääse agregaadid kiu amorfsesse tsooni. Need saavad adsorbeeruda ainult kiu pinnale. Samuti väheneb oluliselt värvikindlus ning tõsistel juhtudel tekivad värviplekid ja -jäljed.

Reaktiivsete värvainete lahustumisaste on seotud aluseliste ainetega

Leeliselise aine lisamisel läbib reaktiivse värvaine β-etüülsulfoonsulfaat eliminatsioonireaktsiooni, moodustades oma tegeliku vinüülsulfooni, mis lahustub geenides väga hästi. Kuna eliminatsioonireaktsioon nõuab väga vähe leeliselisi aineid (sageli moodustades vaid vähem kui 1/10 protsessi annusest), siis mida suurem on leelise annus, seda rohkem värvaineid reaktsiooni elimineerib. Kui eliminatsioonireaktsioon on toimunud, väheneb ka värvaine lahustuvus.

Sama leeliseline aine on ka tugev elektrolüüt ja sisaldab naatriumioone. Seetõttu põhjustab leeliselise aine liigne kontsentratsioon ka vinüülsulfooni moodustanud värvaine aglomeratsiooni või isegi soolamist. Sama probleem tekib ka materjalipaagis. Kui leeliseline aine on lahustunud (näiteks sooda), kui kasutatakse tagasivoolulahust, sisaldab tagasivooluvedelik juba värvikiirendajat ja värvainet tavapärases protsessikontsentratsioonis. Kuigi osa värvainest võib olla kiust ammendunud, on vähemalt üle 40% ülejäänud värvainest värvainelahuses. Oletame, et töötamise ajal valatakse paaki sooda ja sooda kontsentratsioon paagis ületab 80 g/l. Isegi kui värvainekiirendi kontsentratsioon tagasivooluvedelikus on sel ajal 80 g/l, kondenseerub paagis olev värvaine. C- ja D-värvained võivad isegi soolatuda, eriti D-värvained, isegi kui sooda kontsentratsioon langeb 20 g/l-ni, toimub lokaalne soolamine. Nende hulgas on kõige tundlikumad Brilliant Blue KN.R, Turquoise Blue G ja Supervisor BRF.

Värvaine aglomeratsioon või isegi soolamine ei tähenda, et värvaine on täielikult hüdrolüüsunud. Kui aglomeratsioon või soolamine on põhjustatud värvikiirendist, saab seda ikkagi värvida, kui see uuesti lahustub. Kuid uuesti lahustumiseks on vaja lisada piisav kogus värvimisabiainet (näiteks uureat 20 g/l või rohkem) ja temperatuuri tuleks piisava segamisega tõsta 90 °C-ni või kõrgemale. Ilmselgelt on see tegeliku protsessi käigus väga keeruline.
Värvainete aglomeratsiooni või soolamise vältimiseks vaadis tuleb madala lahustuvusega C- ja D-värvainete ning A- ja B-värvainete sügavate ja kontsentreeritud värvide valmistamisel kasutada ülekandevärvimisprotsessi.

Protsessi toimimine ja analüüs

1. Värvimise kiirendi tagastamiseks värvimisvanni kasutage seda ja kuumutage seda vannis, et see lahustuks (60–80 ℃). Kuna magevesi ei sisalda värvainet, ei ole värvimise kiirendil kangaga afiinsust. Lahustatud värvimise kiirendit saab värvimisvanni võimalikult kiiresti täita.

2. Pärast soolvee 5-minutilist ringlust on värvikiirend põhimõtteliselt täiesti ühtlane ja seejärel lisatakse eelnevalt lahustatud värvilahus. Värvilahust tuleb tagasivoolulahusega lahjendada, kuna tagasivoolulahuses on värvikiirendi kontsentratsioon vaid 80 grammi/l, seega värvaine ei aglomereeru. Samal ajal tekib värvimisprobleem, kuna (suhteliselt madala kontsentratsiooniga) värvikiirend ei mõjuta värvainet. Sel ajal ei pea värvilahuse täitumist värvimisvanniga kontrollima ja see võtab tavaliselt 10–15 minutit.

3. Leeliselisi aineid tuleks võimalikult palju hüdreerida, eriti C- ja D-värvaineid. Kuna seda tüüpi värvaine on leeliseliste ainete suhtes värvainet soodustavate ainete juuresolekul väga tundlik, on leeliseliste ainete lahustuvus suhteliselt kõrge (sooda lahustuvus temperatuuril 60 °C on 450 g/l). Leeliselise aine lahustamiseks vajalik puhas vesi ei pea olema liiga suur, kuid leeliselise lahuse lisamise kiirus peab vastama protsessi nõuetele ja üldiselt on parem seda lisada järk-järgult.

4. A-kategooria divinüülsulfoonvärvide reaktsioonikiirus on suhteliselt kõrge, kuna need on eriti tundlikud aluseliste ainete suhtes temperatuuril 60 °C. Värvi kohese kinnistumise ja ebaühtlase värvuse vältimiseks võite madalal temperatuuril eelnevalt lisada 1/4 aluselisest ainest.

Ülekandevärvimise protsessis peab söötmiskiirust kontrollima ainult leeliseline aine. Ülekandevärvimise protsess ei ole rakendatav mitte ainult kuumutamismeetodi, vaid ka konstantse temperatuuri meetodi puhul. Konstantse temperatuuri meetod võib suurendada värvaine lahustuvust ning kiirendada värvaine difusiooni ja läbitungimist. Kiu amorfse ala paisumiskiirus 60 °C juures on umbes kaks korda suurem kui 30 °C juures. Seetõttu sobib konstantse temperatuuri protsess paremini juustu ja lõnga värvimiseks. Lõimevärvimise meetodid hõlmavad madala vedeliku suhtega värvimismeetodeid, näiteks jig-värvimist, mis nõuavad suurt läbitungimist ja difusiooni või suhteliselt suurt värvaine kontsentratsiooni.

Pane tähele, et turul olev naatriumsulfaat on kohati suhteliselt aluseline ja selle pH väärtus võib ulatuda 9–10-ni. See on väga ohtlik. Kui võrrelda puhast naatriumsulfaati puhta soolaga, on soolal värvainete agregatsioonile suurem mõju kui naatriumsulfaadil. See on tingitud asjaolust, et naatriumioonide ekvivalent lauasoolas on suurem kui sama kaalu juures naatriumsulfaadis.

Värvainete agregatsioon on üsna seotud vee kvaliteediga. Üldiselt ei mõjuta alla 150 ppm kaltsiumi- ja magneesiumioonid värvainete agregatsiooni oluliselt. Kuid vees olevad raskmetalliioonid, näiteks raudioonid ja alumiiniumioonid, sealhulgas mõned vetikamikroorganismid, kiirendavad värvainete agregatsiooni. Näiteks kui raudioonide kontsentratsioon vees ületab 20 ppm, võib värvaine antikohesioonivõime oluliselt väheneda ja vetikate mõju on tõsisem.

Lisatud värvaine aglomeratsioonivastase ja soolamise vastase testiga:

Määramine 1: Kaalu 0,5 g värvainet ja 25 g naatriumsulfaati või soola ning lahusta see 100 ml puhastatud vees temperatuuril 25 °C umbes 5 minutit. Kasuta tilgutitoru lahuse imemiseks ja tilguta 2 tilka pidevalt samale kohale filterpaberil.

Määramine 2: Kaalu 0,5 g värvainet, 8 g naatriumsulfaati või soola ja 8 g soodatuhka ning lahusta need 100 ml puhastatud vees umbes 25 °C juures umbes 5 minutit. Kasuta tilgutit, et imeda lahust pidevalt filterpaberile. 2 tilka.

Ülaltoodud meetodit saab kasutada värvaine aglomeratsioonivastase ja soolamise võime hindamiseks ning põhimõtteliselt saab otsustada, millist värvimisprotsessi tuleks kasutada.