I coloranti reattivi presentano colori brillanti e cromatogrammi completi. Sono noti per la loro semplicità di applicazione, il basso costo e l'eccellente resistenza. Soprattutto con lo sviluppo delle fibre di cellulosa negli ultimi anni, i coloranti reattivi sono diventati il ​​tipo di colorante più importante per la tintura tessile delle fibre di cellulosa.

Ma il problema più evidente dei coloranti reattivi è il basso tasso di esaurimento e di fissazione. Nel tradizionale processo di tintura delle fibre di cellulosa, per migliorare l'assorbimento e la fissazione del colorante reattivo, è necessario aggiungere una grande quantità di sale inorganico (cloruro di sodio o solfato di sodio). A seconda della struttura e del colore del colorante, la quantità di sale utilizzata è generalmente compresa tra 30 e 150 g/L. Sebbene siano stati compiuti grandi progressi nel trattamento dei composti organici nelle acque reflue di stampa e tintura, l'aggiunta di una grande quantità di sali inorganici nel processo di tintura non può essere trattata con semplici metodi fisici e biochimici.

Ricerca sulla tecnologia dei coloranti reattivi e dei coloranti senza sale

Da una prospettiva ecologica, lo scarico di acque reflue ad alta salinità derivanti da attività di stampa e tintura modifica direttamente la qualità dell'acqua di fiumi e laghi e distrugge l'ambiente ecologico.
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L'elevata permeabilità del sale causerà la salinizzazione del suolo attorno a fiumi e laghi, riducendo la resa delle colture. In breve, l'uso di grandi quantità di sali inorganici non può essere né degradato né riciclato e, allo stesso tempo, ha un impatto negativo significativo sulla qualità dell'acqua e del suolo. Sulla base di ciò, questo articolo esamina i recenti progressi della ricerca sulla tecnologia di tintura senza sale e discute sistematicamente i cambiamenti strutturali dei coloranti reattivi a basso contenuto di sale, della tecnologia di innesto e della tecnologia di reticolazione.

Coloranti reattivi per tinture senza sale

Le caratteristiche eccezionali dei coloranti reattivi sono la piccola struttura molecolare, la buona idrofilia e la facile rimozione del colore flottante dopo il fissaggio. Questa è un'importante innovazione nella progettazione delle molecole coloranti. Tuttavia, ciò comporta anche bassi tassi di esaurimento e di fissazione del colorante, e richiede l'aggiunta di una grande quantità di sale durante la tintura. Ciò porta alla perdita di grandi quantità di acque reflue salate e coloranti, aumentando così i costi di trattamento delle acque reflue. L'inquinamento ambientale è grave. Alcune aziende di tintura hanno iniziato a prestare attenzione allo screening e al miglioramento dei precursori dei coloranti e dei gruppi reattivi, e a sviluppare coloranti reattivi per la tintura a basso contenuto di sale. CibacronLs, lanciato da Ciba, è un tipo di colorante per tintura a basso contenuto di sale che utilizza diversi gruppi attivi per combinarsi. La caratteristica di questo colorante è che la quantità di sale utilizzata nella tintura è da 1/4 a 1/2 di quella dei coloranti reattivi generici. Non è sensibile alle variazioni del rapporto del bagno e ha una buona riproducibilità. Questo tipo di coloranti è principalmente per immersione e può essere utilizzato insieme ai coloranti dispersi per la tintura rapida in un unico bagno di miscele poliestere/cotone.

La Sumitomo Corporation giapponese ha proposto una serie di metodi di tintura adatti ai coloranti della serie Sumifux Supra. Si tratta del metodo di colorazione LETfS. La quantità di sale inorganico utilizzata in questo metodo è solo da 1/2 a 1/3 rispetto al processo tradizionale e il rapporto del bagno può raggiungere 1:10. Ha inoltre lanciato una serie di coloranti reattivi compatibili con il processo. Questa serie di coloranti è composta da coloranti eterobi-reattivi composti da monocloro-triazina e solfato di beta-etilsolfone. La quantità di colorante residuo nelle acque reflue di tintura di questa serie di coloranti è solo il 25%-30% del contenuto di colorante nelle acque reflue di tintura reattiva generale. È consigliato per la tintura delle fibre Tencel. Mostra eccellenti prestazioni applicative in termini di velocità di fissaggio, facilità di lavaggio e diverse solidità dei prodotti tinti.

L'azienda DyStar ha lanciato la serie di coloranti RemazolEF, adatti alla tintura senza sale. Il gruppo attivo è principalmente B-idrossietilsolfone solfato, e ha lanciato un processo di tintura senza sale ecologico. La quantità di sale inorganico utilizzata è pari a 1/3 rispetto al processo convenzionale. Il processo di tintura è più breve. Inoltre, il sistema copre un'ampia gamma di cromatogrammi. È possibile combinare tre colori primari per ottenere colori brillanti. L'azienda Clariant (Clariant) ha lanciato la serie di coloranti reattivi DrimareneHF, principalmente in 4 varietà: DrimareneBlueHF-RL, DrimareneOwnHF-2RL, NavyHF-G, RedHF-G, utilizzati per la tintura ad esaurimento e la tintura in continuo di fibre di cellulosa, con ottime prestazioni applicative e buona solidità. Il tasso di fissazione è piuttosto elevato, il sale basso e il rapporto bagno basso. Fissazione neutra, buona lavabilità.

Alcuni coloranti reattivi di recente sviluppo possono aumentare la direttività dei coloranti aumentando il volume delle molecole di colorante e riducendo la quantità di sali inorganici. Ad esempio, l'introduzione di gruppi ureici può aumentare la direttività dei gruppi attivi e ridurre la quantità di sali inorganici. Migliorare la velocità di fissazione; esistono anche precursori di coloranti poliazoici (come trisazo, tetraazo) per aumentare la direttività del colorante e raggiungere l'obiettivo di una tintura senza sale. L'elevato effetto di ingombro sterico di alcuni coloranti nella struttura può anche modificare significativamente la reattività dei gruppi reattivi dei coloranti reattivi e la quantità di sale utilizzata nella tintura. Questi effetti di ingombro sterico consistono generalmente nell'introduzione di sostituenti alchilici in diverse posizioni sulla matrice del colorante. Le loro caratteristiche strutturali di base sono riassunte dagli studiosi come segue:

Il gruppo attivo uno SO: CH2CH: oS03Na può trovarsi nella posizione meta o para dell'anello benzenico;

R3 può trovarsi in posizione orto, inter o para dell'anello benzenico. La formula strutturale è coloranti reattivi al vinilsolfone.

Sostituenti diversi o posizioni di sostituzione diverse sui coloranti possono ottenere lo stesso valore di tintura nelle stesse condizioni di tintura, ma le quantità di sale colorante sono piuttosto diverse.

Gli eccellenti coloranti reattivi a basso contenuto di sale devono avere le seguenti caratteristiche: 1) La quantità di sale utilizzata nella tintura è notevolmente ridotta; 2) Tintura in un bagno di tintura con un basso rapporto di bagno, stabilità del bagno di tintura; 3) Buona lavabilità. Riduzione dei tempi di post-elaborazione; 4) Eccellente riproducibilità. In termini di miglioramento della tintura, oltre al miglioramento della struttura della matrice colorante sopra menzionato e alla ragionevole combinazione di gruppi attivi, alcuni hanno sintetizzato i cosiddetti coloranti reattivi cationici, che possono essere tinti senza aggiunta di sale. Ad esempio, coloranti reattivi cationici con la seguente struttura:

Dalla formula sopra riportata si può osservare che il colorante è legato al gruppo attivo della monoclorotriazina. Un gruppo piridinico di ammonio quaternario è inoltre legato all'anello s-triazina. Il colorante è caricato positivamente e il gruppo ammonico quaternario è un gruppo idrosolubile. Poiché non solo non vi è alcuna repulsione di carica tra le molecole del colorante e la fibra, ma vi è anche attrazione tra cariche positive e negative, il colorante si avvicina facilmente alla superficie della fibra e viene adsorbito sulla fibra tinta. La presenza di elettroliti nella soluzione di tintura non solo non produce l'effetto promotore di tintura, ma indebolisce anche l'attrazione tra il colorante e la fibra, quindi questo tipo di tintura può essere tinto senza l'aggiunta di elettroliti, ottenendo una tintura senza sale. Il processo di tintura è simile a quello dei coloranti reattivi ordinari. Per i coloranti reattivi alla monoclorotriazina, viene comunque aggiunto carbonato di sodio come agente fissativo. La temperatura di fissaggio è di circa 85 °C. Il tasso di assorbimento del colorante può raggiungere il 90-94% e il tasso di fissazione è compreso tra l'80 e il 90%. Presenta una buona resistenza alla luce e al lavaggio. Anche coloranti reattivi cationici simili hanno riportato l'utilizzo della monofluoro-s-triazina come gruppo attivo. L'attività della monofluoro-s-triazina è superiore a quella della monocloro-s-triazina.

Questi coloranti possono essere tinti anche in miscele di cotone e acrilico, e altre proprietà dei coloranti (come la distensione e la compatibilità, ecc.) devono essere ulteriormente studiate. Tuttavia, offrono un nuovo modo per la tintura senza sale delle fibre di cellulosa.