Suurkleurstowwe, direkte kleurstowwe en reaktiewe kleurstowwe is almal wateroplosbare kleurstowwe. Die uitset in 2001 was onderskeidelik 30 000 ton, 20 000 ton en 45 000 ton. My land se kleurstofondernemings het egter lankal meer aandag gegee aan die ontwikkeling en navorsing van nuwe strukturele kleurstowwe, terwyl die navorsing oor die naverwerking van kleurstowwe relatief swak was. Standaardiseringsreagense wat algemeen gebruik word vir wateroplosbare kleurstowwe sluit in natriumsulfaat (natriumsulfaat), dekstrien, styselderivate, sukrose, ureum, naftaleenformaldehiedsulfonaat, ens. Hierdie standaardiseringsreagense word in verhouding met die oorspronklike kleurstof gemeng om die vereiste sterkte te verkry. maar hulle kan nie voldoen aan die behoeftes van verskillende druk- en kleurprosesse in die druk- en kleurbedryf nie. Alhoewel bogenoemde kleurstofverdunningsmiddels relatief laag in koste is, het hulle swak benatbaarheid en wateroplosbaarheid, wat dit moeilik maak om by die behoeftes van die internasionale mark aan te pas en kan slegs as oorspronklike kleurstowwe uitgevoer word. Daarom, in die kommersialisering van wateroplosbare kleurstowwe, is die benatbaarheid en wateroplosbaarheid van die kleurstowwe kwessies wat dringend opgelos moet word, en daar moet op die ooreenstemmende bymiddels staatgemaak word.

Kleurstof-benatbaarheidsbehandeling
In die breë gesproke is benatting die vervanging van 'n vloeistof (moet 'n gas wees) op die oppervlak deur 'n ander vloeistof. Spesifiek, die poeier- of korrel-koppelvlak moet 'n gas/vaste stof-koppelvlak wees, en die proses van benatting is wanneer vloeistof (water) die gas op die oppervlak van die deeltjies vervang. Dit kan gesien word dat benatting 'n fisiese proses is tussen stowwe op die oppervlak. In kleurstofnabehandeling speel benatting dikwels 'n belangrike rol. Oor die algemeen word die kleurstof in 'n vaste toestand verwerk, soos poeier of korrel, wat tydens gebruik benat moet word. Daarom sal die benatbaarheid van die kleurstof die toedieningseffek direk beïnvloed. Byvoorbeeld, tydens die oplosproses is die kleurstof moeilik om te benat en dryf op die water is ongewens. Met die voortdurende verbetering van kleurstofkwaliteitvereistes vandag, het benattingsprestasie een van die aanwysers geword om die kwaliteit van kleurstowwe te meet. Die oppervlak-energie van water is 72.75mN/m by 20℃, wat afneem met die toename in temperatuur, terwyl die oppervlak-energie van vaste stowwe basies onveranderd is, gewoonlik onder 100mN/m. Gewoonlik is metale en hul oksiede, anorganiese soute, ens. maklik om nat te benat, wat hoë oppervlak-energie genoem word. Die oppervlak-energie van vaste organiese stowwe en polimere is vergelykbaar met dié van algemene vloeistowwe, wat lae oppervlak-energie genoem word, maar dit verander met die vastestofdeeltjiegrootte en graad van porositeit. Hoe kleiner die deeltjiegrootte, hoe groter is die mate van poreuse vorming, en die oppervlak Hoe hoër die energie, die grootte hang af van die substraat. Daarom moet die deeltjiegrootte van die kleurstof klein wees. Nadat die kleurstof deur kommersiële verwerking verwerk is, soos uitsout en maal in verskillende media, word die deeltjiegrootte van die kleurstof fyner, die kristalliniteit verminder en die kristalfase verander, wat die oppervlak-energie van die kleurstof verbeter en benatting vergemaklik.

Oplosbaarheidsbehandeling van suurkleurstowwe
Met die gebruik van 'n klein badverhouding en deurlopende kleurtegnologie is die mate van outomatisering in drukwerk en kleur voortdurend verbeter. Die opkoms van outomatiese vullers en pastas, en die bekendstelling van vloeibare kleurstowwe vereis die voorbereiding van hoë-konsentrasie en hoë-stabiliteit kleurstowwe en drukpasta. Die oplosbaarheid van suur, reaktiewe en direkte kleurstowwe in huishoudelike kleurstofprodukte is egter slegs sowat 100g/L, veral vir suurkleurstowwe. Sommige variëteite is selfs net sowat 20g/L. Die oplosbaarheid van die kleurstof hou verband met die molekulêre struktuur van die kleurstof. Hoe hoër die molekulêre gewig en hoe minder sulfonsuurgroepe, hoe laer is die oplosbaarheid; anders, hoe hoër. Daarbenewens is die kommersiële verwerking van kleurstowwe uiters belangrik, insluitend die kristallisasiemetode van die kleurstof, die mate van maal, die deeltjiegrootte, die byvoeging van bymiddels, ens., wat die oplosbaarheid van die kleurstof sal beïnvloed. Hoe makliker die kleurstof ioniseer, hoe hoër is die oplosbaarheid daarvan in water. Die kommersialisering en standaardisering van tradisionele kleurstowwe is egter gebaseer op 'n groot hoeveelheid elektroliete, soos natriumsulfaat en sout. 'n Groot hoeveelheid Na+ in water verminder die oplosbaarheid van die kleurstof in water. Daarom, om die oplosbaarheid van wateroplosbare kleurstowwe te verbeter, moenie elektroliet by kommersiële kleurstowwe voeg nie.

Bymiddels en oplosbaarheid
⑴ Alkoholverbinding en ureum-oplosmiddel
Omdat wateroplosbare kleurstowwe 'n sekere aantal sulfonsuurgroepe en karboksielsuurgroepe bevat, word die kleurstofdeeltjies maklik in waterige oplossing gedissosieer en dra 'n sekere hoeveelheid negatiewe lading. Wanneer die mede-oplosmiddel wat die waterstofbindingvormende groep bevat bygevoeg word, word 'n beskermende laag van gehidreerde ione op die oppervlak van die kleurstofione gevorm, wat die ionisasie en oplos van die kleurstofmolekules bevorder om die oplosbaarheid te verbeter. Poliole soos dietileenglikoleter, tiodieetanol, poliëtileenglikol, ens. word gewoonlik as hulpoplosmiddels vir wateroplosbare kleurstowwe gebruik. Omdat hulle 'n waterstofbinding met die kleurstof kan vorm, vorm die oppervlak van die kleurstofioon 'n beskermende laag van gehidreerde ione, wat die aggregasie en intermolekulêre interaksie van die kleurstofmolekules voorkom, en die ionisasie en dissosiasie van die kleurstof bevorder.
⑵Nie-ioniese oppervlakaktiewe middel
Die byvoeging van 'n sekere nie-ioniese oppervlakaktiewe middel by die kleurstof kan die bindingskrag tussen die kleurstofmolekules en tussen die molekules verswak, ionisasie versnel, en maak dat die kleurstofmolekules micelle in water vorm, wat goeie dispergeerbaarheid het. Polêre kleurstowwe vorm miselle. Die oplosbare molekules vorm 'n netwerk van verenigbaarheid tussen die molekules om die oplosbaarheid te verbeter, soos polioksietileen-eter of -ester. As die ko-oplosmiddelmolekule egter nie 'n sterk hidrofobiese groep het nie, sal die dispersie- en oplosbaarheidseffek op die misel wat deur die kleurstof gevorm word swak wees, en die oplosbaarheid sal nie noemenswaardig toeneem nie. Probeer daarom om oplosmiddels te kies wat aromatiese ringe bevat wat hidrofobiese bindings met kleurstowwe kan vorm. Byvoorbeeld, alkielfenol polioksiëtileen eter, polioksietileen sorbitaan ester emulgator, en ander soos polialkylfenielfenol polioksietileen eter.
⑶ lignosulfonaatdispergeermiddel
dispergeermiddel het 'n groot invloed op die oplosbaarheid van die kleurstof. Die keuse van 'n goeie dispergeermiddel volgens die struktuur van die kleurstof sal baie help om die oplosbaarheid van die kleurstof te verbeter. In wateroplosbare kleurstowwe speel dit 'n sekere rol om wedersydse adsorpsie (van der Waals-krag) en aggregasie tussen kleurstofmolekules te voorkom. Lignosulfonaat is die doeltreffendste dispergeermiddel, en daar is navorsing hieroor in China.
Die molekulêre struktuur van disperse kleurstowwe bevat nie sterk hidrofiele groepe nie, maar slegs swak polêre groepe, dus het dit slegs swak hidrofilisiteit, en die werklike oplosbaarheid is baie klein. Die meeste disperse kleurstowwe kan slegs in water by 25 ℃ oplos. 1~10mg/L.
Die oplosbaarheid van disperse kleurstowwe hou verband met die volgende faktore:
Molekulêre struktuur
“Die oplosbaarheid van disperse kleurstowwe in water neem toe namate die hidrofobiese deel van die kleurstofmolekule afneem en die hidrofiele deel (die kwaliteit en hoeveelheid van polêre groepe) toeneem. Dit wil sê, die oplosbaarheid van kleurstowwe met relatief klein relatiewe molekulêre massa en meer swak polêre groepe soos -OH en -NH2 sal hoër wees. Kleurstowwe met groter relatiewe molekulêre massa en minder swak polêre groepe het relatief lae oplosbaarheid. Byvoorbeeld, Disperse Red (I), sy M=321, die oplosbaarheid is minder as 0.1mg/L by 25℃, en die oplosbaarheid is 1.2mg/L by 80℃. Dispergeer Rooi (II), M=352, oplosbaarheid by 25℃ is 7.1mg/L, en oplosbaarheid by 80℃ is 240mg/L.
Dispergeermiddel
In gepoeierde disperse kleurstowwe is die inhoud van suiwer kleurstowwe oor die algemeen 40% tot 60%, en die res is dispergeermiddels, stofdigte middels, beskermende middels, natriumsulfaat, ens. Onder hulle maak die dispergeermiddel 'n groter deel uit.
Die dispergeermiddel (diffusiemiddel) kan die fyn kristalkorrels van die kleurstof in hidrofiele kolloïdale deeltjies bedek en dit stabiel in water versprei. Nadat die kritieke miselkonsentrasie oorskry is, sal micelle ook gevorm word, wat 'n deel van die piepklein kleurstof kristalkorrels sal verminder. Opgelos in miselle vind die sogenaamde "solubilisering"-verskynsel plaas, waardeur die oplosbaarheid van die kleurstof verhoog word. Boonop, hoe beter die kwaliteit van die dispergeermiddel en hoe hoër die konsentrasie, hoe groter is die oplos- en oplos-effek.
Daar moet kennis geneem word dat die oplosbaarheidseffek van dispergeermiddel op verspreide kleurstowwe van verskillende strukture verskillend is, en die verskil is baie groot; die oplosbaarheidseffek van dispergeermiddel op disperse kleurstowwe neem af met die verhoging van watertemperatuur, wat presies dieselfde is as die effek van watertemperatuur op disperse kleurstowwe. Die effek van oplosbaarheid is die teenoorgestelde.
Nadat die hidrofobiese kristaldeeltjies van die dispergeerkleurstof en die dispergeermiddel hidrofiele kolloïdale deeltjies vorm, sal die verspreidingstabiliteit daarvan aansienlik verbeter word. Boonop speel hierdie kleurstofkolloïdale deeltjies die rol om kleurstowwe tydens die kleurproses te "voorsien". Want nadat die kleurstofmolekules in die opgeloste toestand deur die vesel geabsorbeer is, sal die kleurstof wat in die kolloïdale deeltjies "geberg" is, betyds vrygestel word om die oplosbalans van die kleurstof te handhaaf.
Die toestand van verspreide kleurstof in die dispersie
1-dispergeermiddel molekule
2-kleurstof kristalliet (oplosbaarheid)
3-dispergeermiddel misel
4-kleurstof enkelmolekule (opgelos)
5-Kerf graan
6-dispergeermiddel lipofiele basis
7-dispergeermiddel hidrofiliese basis
8-natriumioon (Na+)
9-aggregate van kleurstofkristalliete
As die "kohesie" tussen die kleurstof en die dispergeermiddel egter te groot is, sal die "aanbod" van die kleurstof-enkelmolekule agterbly of die verskynsel van "aanbod oorskry die vraag". Daarom sal dit die kleurtempo direk verminder en die kleurpersentasie balanseer, wat lei tot stadige kleuring en ligte kleur.
Dit kan gesien word dat wanneer dispergeermiddels gekies en gebruik word, nie net die dispersiestabiliteit van die kleurstof in ag geneem moet word nie, maar ook die invloed op die kleur van die kleurstof.
(3) Temperatuur van verfoplossing
Die oplosbaarheid van disperse kleurstowwe in water neem toe met die toename in watertemperatuur. Byvoorbeeld, die oplosbaarheid van Disperse Yellow in 80°C water is 18 keer dié by 25°C. Die oplosbaarheid van Disperse Red in 80°C water is 33 keer dié by 25°C. Die oplosbaarheid van Disperse Blue in 80°C water is 37 keer dié by 25°C. As die watertemperatuur 100°C oorskry, sal die oplosbaarheid van disperse kleurstowwe selfs meer toeneem.
Hier is 'n spesiale herinnering: hierdie oplossende eienskap van disperse kleurstowwe sal verborge gevare vir praktiese toepassings inhou. Byvoorbeeld, wanneer die kleurstof oneweredig verhit word, vloei die kleurstof met hoë temperatuur na die plek waar die temperatuur laag is. Soos die watertemperatuur afneem, word die kleurstofdrank oorversadig, en die opgeloste kleurstof sal presipiteer, wat die groei van kleurstofkristalkorrels en die afname in oplosbaarheid veroorsaak. , Wat lei tot verminderde kleurstofopname.
(vier) kleurstof kristal vorm
Sommige verspreide kleurstowwe het die verskynsel van "isomorfisme". Dit wil sê, dieselfde dispergeerkleurstof, as gevolg van die verskillende verspreidingstegnologie in die vervaardigingsproses, sal verskeie kristalvorme vorm, soos naalde, stawe, vlokkies, korrels en blokke. In die toedieningsproses, veral wanneer gekleur word by 130°C, sal die meer onstabiele kristalvorm na die meer stabiele kristalvorm verander.
Dit is opmerklik dat die meer stabiele kristalvorm groter oplosbaarheid het, en die minder stabiele kristalvorm het relatief minder oplosbaarheid. Dit sal die kleurstofopnametempo en kleurstofopnamepersentasie direk beïnvloed.
(5) Deeltjiegrootte
Oor die algemeen het kleurstowwe met klein deeltjies 'n hoë oplosbaarheid en goeie verspreidingstabiliteit. Kleurstowwe met groot deeltjies het laer oplosbaarheid en relatief swak verspreidingstabiliteit.
Tans is die deeltjiegrootte van huishoudelike disperse kleurstowwe oor die algemeen 0,5–2,0 μm (Let wel: die deeltjiegrootte van dip-verf vereis 0,5–1,0 μm).