Pewarna kationik adalah pewarna khusus untuk pencelupan serat poliakrilonitril, dan juga dapat digunakan untuk pencelupan poliester termodifikasi (CDP).Hari ini, saya akan berbagi pengetahuan dasar tentang pewarna kationik.
Ikhtisar pewarna kationik
1. Sejarah
Pewarna kationik adalah salah satu pewarna sintetis yang paling awal diproduksi.Ungu anilin yang disintesis oleh WHPerkin di Amerika Serikat pada tahun 1856 dan kristal violet berikutnya dan hijau perunggu adalah semua pewarna kationik.Zat warna ini sebelumnya dikenal sebagai zat warna dasar, yang dapat mewarnai serat protein dan serat selulosa yang diolah dengan tanin dan tartar.Mereka memiliki warna-warna cerah, tetapi tidak tahan cahaya, dan kemudian dikembangkan oleh pewarna langsung dan pewarna tong.dan pewarna asam.
Setelah produksi industri serat akrilik pada 1950-an, ditemukan bahwa pada serat poliakrilonitril, pewarna kationik tidak hanya memiliki keterusterangan tinggi dan warna cerah, tetapi juga memiliki ketahanan luntur warna yang jauh lebih tinggi daripada serat protein dan serat selulosa.membangkitkan minat orang.Untuk lebih beradaptasi dengan aplikasi serat akrilik dan serat sintetis lainnya, banyak varietas baru dengan ketahanan luntur tinggi telah disintesis, seperti struktur polimetrin, struktur polimetin tersubstitusi nitrogen dan struktur pernalaktam, dll., sehingga pewarna kationik menjadi poliakrilonitril.Kelas pewarna utama untuk pencelupan serat.
2. Fitur:
Pewarna kationik menghasilkan ion berwarna bermuatan positif dalam larutan, dan membentuk garam dengan anion asam seperti ion klorida, gugus asetat, gugus fosfat, gugus metil sulfat, dll., sehingga mewarnai serat poliakrilonitril.Dalam pewarnaan yang sebenarnya, beberapa pewarna kationik biasanya digunakan untuk membentuk warna tertentu.Namun, pencelupan campuran pewarna kationik seringkali sulit untuk merata pewarna ke dalam cahaya warna yang sama, sehingga belang-belang dan berlapis.Oleh karena itu, dalam produksi zat warna kationik, selain memperluas variasi dan kuantitas, kita juga harus memperhatikan pencocokan varietas zat warna;untuk mencegah pencelupan, kita harus memperhatikan pengembangan varietas dengan levelness yang baik, dan juga memperhatikan peningkatan ketahanan uap pewarna kationik.dan tahan luntur cahaya.
Kedua, klasifikasi pewarna kationik
Gugus bermuatan positif dalam molekul pewarna kationik dihubungkan dengan sistem terkonjugasi dengan cara tertentu, dan kemudian membentuk garam dengan gugus anionik.Menurut posisi gugus bermuatan positif dalam sistem terkonjugasi, pewarna kationik dapat dibagi menjadi dua kategori: terisolasi dan terkonjugasi.
1. Pewarna kationik terisolasi
Prekursor pewarna kationik pengisolasi dan gugus bermuatan positif dihubungkan melalui gugus pengisolasi, dan muatan positif terlokalisasi, serupa dengan pengenalan gugus amonium kuaterner pada ujung molekul pewarna dispersi.Itu dapat diwakili oleh rumus berikut:
Karena konsentrasi muatan positif, mudah untuk menggabungkan dengan serat, dan persentase pencelupan dan tingkat pencelupan relatif tinggi, tetapi tingkatnya buruk.Umumnya, naungannya gelap, absorbansi molarnya rendah, dan naungannya tidak cukup kuat, tetapi memiliki ketahanan panas dan tahan luntur cahaya yang sangat baik, dan tahan luntur yang tinggi.Ini sering digunakan dalam pewarnaan medium dan warna terang.Varietas khas adalah:
2. Pewarna kationik terkonjugasi
Gugus bermuatan positif dari pewarna kationik terkonjugasi terhubung langsung ke sistem terkonjugasi pewarna, dan muatan positif terdelokalisasi.Warna pewarna jenis ini sangat cerah dan absorbansi molarnya tinggi, tetapi beberapa varietas memiliki ketahanan luntur cahaya dan panas yang buruk.Di antara jenis yang digunakan, jenis terkonjugasi menyumbang lebih dari 90%.Ada banyak jenis pewarna kationik terkonjugasi, terutama termasuk struktur triarylmethane, oxazine dan polymethine.
3. Pewarna kationik baru
1. Pewarna kationik migrasi
Yang disebut pewarna kationik migrasi mengacu pada kelas pewarna dengan struktur yang relatif sederhana, berat molekul kecil dan volume molekul, dan kinerja difusivitas dan leveling yang baik, yang kini telah menjadi kategori besar pewarna kationik.Keunggulannya adalah sebagai berikut:
Ini memiliki sifat migrasi dan leveling yang baik, dan tidak memiliki selektivitas terhadap serat akrilik.Ini dapat diterapkan pada berbagai tingkat serat akrilik dan lebih baik memecahkan masalah pewarnaan serat akrilik yang seragam.Jumlah retarder kecil (dari 2 hingga 3% menjadi 0,1 hingga 0,5%), dan bahkan dimungkinkan untuk mewarnai satu warna tanpa menambahkan retarder, sehingga penggunaannya dapat mengurangi biaya pewarnaan.Ini dapat menyederhanakan proses pencelupan dan sangat mempersingkat waktu pencelupan dari (aslinya 45 hingga 90 menit menjadi 10 hingga 25 menit).
2. Pewarna kationik untuk modifikasi:
Untuk beradaptasi dengan pencelupan serat sintetis yang dimodifikasi, sejumlah pewarna kationik disaring dan disintesis.Struktur berikut ini cocok untuk serat poliester yang dimodifikasi.Kuning terutama pewarna metin terkonjugasi, merah adalah pewarna azo berbasis triazol atau berbasis tiazol dan pewarna azo isolasi, dan biru adalah pewarna azo berbasis tiazol dan pewarna azo.pewarna oksazin.
3. Mendispersi pewarna kationik:
Untuk beradaptasi dengan pencelupan serat sintetis yang dimodifikasi, sejumlah pewarna kationik disaring dan disintesis.Struktur berikut ini cocok untuk serat poliester yang dimodifikasi.Kuning terutama pewarna metin terkonjugasi, merah adalah pewarna azo berbasis triazol atau berbasis tiazol dan pewarna azo isolasi, dan biru adalah pewarna azo berbasis tiazol dan pewarna azo.pewarna oksazin.
4. Pewarna kationik reaktif:
Pewarna kationik reaktif adalah kelas baru pewarna kationik.Setelah gugus reaktif dimasukkan ke dalam molekul pewarna terkonjugasi atau terisolasi, pewarna jenis ini diberikan sifat khusus, terutama pada serat yang dicampur, tidak hanya mempertahankan warna cerah, tetapi juga dapat mewarnai berbagai serat.
Keempat, sifat pewarna kationik
1. Kelarutan:
Gugus alkil dan anionik pembentuk garam dalam molekul pewarna kationik telah dijelaskan di atas untuk mempengaruhi kelarutan pewarna.Selain itu, jika ada senyawa anionik dalam media pencelupan, seperti surfaktan anionik dan pewarna anionik, mereka juga akan bergabung dengan pewarna kationik untuk membentuk endapan.Wol/nitril, poliester/nitril dan kain campuran lainnya tidak dapat dicelup dalam rendaman yang sama dengan pewarna kationik umum dan pewarna asam, reaktif dan dispersi, jika tidak akan terjadi pengendapan.Agen anti-presipitasi umumnya ditambahkan untuk memecahkan masalah tersebut.
2. Sensitivitas terhadap pH:
Umumnya, pewarna kationik stabil pada kisaran pH 2,5 hingga 5,5.Ketika nilai pH rendah, gugus amino dalam molekul pewarna terprotonasi, dan gugus penyumbang elektron diubah menjadi gugus penarik elektron, menyebabkan warna pewarna berubah;Pengendapan, perubahan warna, atau memudar pewarna terjadi.Misalnya, pewarna oxazine diubah menjadi pewarna non-kationik dalam media alkali, yang kehilangan afinitasnya terhadap serat akrilik dan tidak dapat diwarnai.
3. Kompatibilitas:
Pewarna kationik memiliki afinitas yang relatif besar untuk serat akrilik, dan memiliki kinerja migrasi yang buruk dalam serat, sehingga sulit untuk meratakan pewarna.Pewarna yang berbeda memiliki afinitas yang berbeda untuk serat yang sama, dan tingkat difusinya di dalam serat juga berbeda.Ketika pewarna dengan tingkat pencelupan yang sangat berbeda dicampur bersama, perubahan warna dan pewarnaan yang tidak merata kemungkinan terjadi selama proses pencelupan.Ketika pewarna dengan laju yang sama dicampur, rasio konsentrasinya dalam rendaman pewarna pada dasarnya tidak berubah, sehingga warna produk tetap konsisten dan pewarnaan lebih seragam.Kinerja kombinasi pewarna ini disebut kompatibilitas pewarna.
Untuk kenyamanan penggunaan, orang menggunakan nilai numerik untuk menyatakan kompatibilitas pewarna, biasanya dinyatakan sebagai nilai K.Satu set pewarna standar kuning dan biru digunakan, setiap set terdiri dari lima pewarna dengan tingkat pencelupan yang berbeda, dan ada lima nilai kompatibilitas (1, 2, 3, 4, 5), dan nilai kompatibilitas pewarna dengan laju pencelupan terbesar Kecil, migrasi dan levelness pewarna buruk, dan pewarna dengan laju pencelupan kecil memiliki nilai kompatibilitas yang besar, dan migrasi dan levelness pewarna lebih baik.Zat warna yang akan diuji dan zat warna standar dicelup satu per satu, kemudian dievaluasi efek pewarnaannya untuk menentukan nilai kompatibilitas zat warna yang akan diuji.
Ada hubungan tertentu antara nilai kompatibilitas pewarna dan struktur molekulnya.Gugus hidrofobik dimasukkan ke dalam molekul pewarna, kelarutan dalam air menurun, afinitas pewarna terhadap serat meningkat, laju pencelupan meningkat, nilai kompatibilitas menurun, migrasi dan levelness pada serat menurun, dan suplai warna meningkat.Beberapa kelompok dalam molekul pewarna menyebabkan hambatan sterik karena konfigurasi geometris, yang juga mengurangi afinitas pewarna terhadap serat dan meningkatkan nilai kompatibilitas.
4. tahan luntur:
Tahan luntur cahaya pewarna terkait dengan struktur molekulnya.Gugus kationik dalam molekul pewarna kationik terkonjugasi merupakan bagian yang relatif sensitif.Ini mudah diaktifkan dari posisi gugus kationik setelah ditindaklanjuti oleh energi cahaya, dan kemudian ditransfer ke seluruh sistem kromofor, menyebabkannya hancur dan pudar.Triarylmethane terkonjugasi Tahan luntur cahaya dari oxazine, polymethine dan oxazine tidak baik.Gugus kationik dalam molekul pewarna kationik yang diisolasi dipisahkan dari sistem terkonjugasi oleh gugus penghubung.Bahkan jika diaktifkan di bawah aksi energi cahaya, tidak mudah untuk mentransfer energi ke sistem warna terkonjugasi, sehingga terpelihara dengan baik.Tahan luntur cahaya lebih baik daripada tipe terkonjugasi.
5. Bacaan lanjutan: Kain kationik
Kain kationik adalah kain poliester 100%, yang ditenun dari dua bahan baku poliester yang berbeda, tetapi mengandung serat poliester yang dimodifikasi.Serat poliester yang dimodifikasi ini dan serat poliester biasa diwarnai dengan pewarna yang berbeda dan dicelup dua kali.Warna, pencelupan poliester satu kali, pencelupan kationik satu kali, umumnya menggunakan benang kationik dalam arah lungsin, dan benang poliester biasa dalam arah pakan.Dua pewarna berbeda digunakan saat pencelupan: pewarna dispersi biasa untuk benang poliester, dan pewarna kationik untuk benang kationik (juga dikenal sebagai pewarna kationik).Pewarna kationik dispersi dapat digunakan), efek kain akan memiliki efek dua warna.
Waktu posting: 21 Juli-2022