Kationische kleurstoffen zijn speciale kleurstoffen voor het verven van polyacrylonitrilvezels en kunnen ook worden gebruikt voor het verven van gemodificeerd polyester (CDP).Vandaag zal ik de basiskennis van kationische kleurstoffen delen.
Een overzicht van kationische kleurstoffen
1. Geschiedenis
Kationische kleurstoffen zijn een van de vroegst geproduceerde synthetische kleurstoffen.Het anilineviooltje dat in 1856 door WHPerkin in de Verenigde Staten werd gesynthetiseerd en het daaropvolgende kristalviolet en malachietgroen zijn allemaal kationische kleurstoffen.Deze kleurstoffen waren voorheen bekend als basiskleurstoffen, die eiwitvezels en cellulosevezels kunnen verven die zijn behandeld met tannine en tandsteen.Ze hebben heldere kleuren, maar zijn niet lichtecht en werden later ontwikkeld door directe kleurstoffen en kuipkleurstoffen.en zure kleurstoffen.
Na de industriële productie van acrylvezels in de jaren 1950, bleek dat kationische kleurstoffen op polyacrylonitrilvezels niet alleen een hoge directheid en heldere kleur hebben, maar ook een veel hogere kleurvastheid hebben dan eiwitvezels en cellulosevezels.interesse wekken bij mensen.Om zich verder aan te passen aan de toepassing van acrylvezels en andere synthetische vezels, zijn veel nieuwe variëteiten met hoge echtheid gesynthetiseerd, zoals polymethine-structuur, stikstof-gesubstitueerde polymethine-structuur en pernalactam-structuur, enz., zodat kationische kleurstoffen polyacrylonitril worden.Een klasse van hoofdkleurstoffen voor het verven van vezels.
2. Kenmerken:
Kationische kleurstoffen genereren positief geladen gekleurde ionen in oplossing en vormen zouten met zure anionen zoals chloride-ionen, acetaatgroepen, fosfaatgroepen, methylsulfaatgroepen, enz., waardoor polyacrylonitrilvezels worden geverfd.Bij het daadwerkelijk verven worden gewoonlijk verschillende kationische kleurstoffen gebruikt om een specifieke kleur te vormen.Het gemengd verven van kationische kleurstoffen is echter vaak moeilijk gelijkmatig in hetzelfde kleurlicht te verven, wat resulteert in gevlekt en gelaagd.Daarom moeten we bij de productie van kationische kleurstoffen, naast het uitbreiden van de variëteit en hoeveelheid, ook aandacht besteden aan het matchen van kleurstofvariëteiten;om verven te voorkomen, moeten we aandacht besteden aan het ontwikkelen van variëteiten met een goede vlakheid, en ook aandacht besteden aan het verbeteren van de stoomvastheid van kationische kleurstoffen.en lichtechtheid.
Ten tweede, de classificatie van kationische kleurstoffen:
De positief geladen groep in het kationische kleurstofmolecuul is op een bepaalde manier verbonden met het geconjugeerde systeem en vormt dan een zout met de anionische groep.Afhankelijk van de positie van de positief geladen groep in het geconjugeerde systeem, kunnen kationische kleurstoffen worden onderverdeeld in twee categorieën: geïsoleerd en geconjugeerd.
1. Geïsoleerde kationische kleurstoffen
De isolerende kationische kleurstofvoorloper en de positief geladen groep zijn verbonden via de isolerende groep en de positieve lading is gelokaliseerd, vergelijkbaar met de introductie van een quaternaire ammoniumgroep aan het moleculaire uiteinde van disperse kleurstoffen.Het kan worden weergegeven door de volgende formule:
Door de concentratie van positieve ladingen is het gemakkelijk te combineren met vezels, en het verfpercentage en de verfsnelheid zijn relatief hoog, maar de vlakheid is slecht.Over het algemeen is de schaduw donker, de molaire absorptie is laag en de schaduw is niet sterk genoeg, maar het heeft een uitstekende hittebestendigheid en lichtechtheid en een hoge echtheid.Het wordt vaak gebruikt bij het verven van medium en lichte kleuren.Typische variëteiten zijn:
2. Geconjugeerde kationische kleurstoffen
De positief geladen groep van de geconjugeerde kationische kleurstof is direct verbonden met het geconjugeerde systeem van de kleurstof en de positieve lading wordt gedelokaliseerd.De kleur van dit type kleurstof is zeer helder en de molaire absorptie is hoog, maar sommige variëteiten hebben een slechte lichtechtheid en hittebestendigheid.Van de gebruikte typen is het geconjugeerde type goed voor meer dan 90%.Er zijn veel variëteiten van geconjugeerde kationische kleurstoffen, voornamelijk met inbegrip van triarylmethaan-, oxazine- en polymethinestructuren.
3. Nieuwe kationische kleurstoffen
1. Migratie kationische kleurstoffen
De zogenaamde migrerende kationische kleurstoffen verwijzen naar een klasse van kleurstoffen met een relatief eenvoudige structuur, een klein molecuulgewicht en een klein moleculair volume, en goede diffusie- en egalisatieprestaties, die nu een grote categorie kationische kleurstoffen zijn geworden.De voordelen zijn als volgt:
Het heeft goede migratie- en egalisatie-eigenschappen en heeft geen selectiviteit voor acrylvezels.Het kan worden toegepast op verschillende soorten acrylvezels en lost het probleem van uniform verven van acrylvezels beter op.De hoeveelheid vertrager is klein (van 2 tot 3% tot 0,1 tot 0,5%), en het is zelfs mogelijk om één kleur te verven zonder vertrager toe te voegen, dus het gebruik kan de kosten van verven verlagen.Het kan het verfproces vereenvoudigen en de verftijd aanzienlijk verkorten van (de oorspronkelijke 45 tot 90 minuten tot 10 tot 25 minuten).
2. Kationische kleurstoffen voor modificatie:
Om zich aan te passen aan het verven van gemodificeerde synthetische vezels, werd een partij kationische kleurstoffen gescreend en gesynthetiseerd.De volgende structuren zijn geschikt voor gemodificeerde polyestervezels.Geel is voornamelijk geconjugeerde methinekleurstoffen, rood is op triazool gebaseerde of op thiazool gebaseerde azokleurstoffen en isolerende azokleurstoffen, en blauw is op thiazool gebaseerde azokleurstoffen en azokleurstoffen.Oxazine kleurstoffen.
3. Verspreid kationische kleurstoffen:
Om zich aan te passen aan het verven van gemodificeerde synthetische vezels, werd een partij kationische kleurstoffen gescreend en gesynthetiseerd.De volgende structuren zijn geschikt voor gemodificeerde polyestervezels.Geel is voornamelijk geconjugeerde methinekleurstoffen, rood is op triazool gebaseerde of op thiazool gebaseerde azokleurstoffen en isolerende azokleurstoffen, en blauw is op thiazool gebaseerde azokleurstoffen en azokleurstoffen.Oxazine kleurstoffen.
4. Reactieve kationische kleurstoffen:
Reactieve kationische kleurstoffen zijn een nieuwe klasse van kationische kleurstoffen.Nadat de reactieve groep in het geconjugeerde of geïsoleerde kleurstofmolecuul is geïntroduceerd, krijgt dit soort kleurstof speciale eigenschappen, vooral op de gemengde vezel, het behoudt niet alleen de heldere kleur, maar kan ook een verscheidenheid aan vezels verven.
Ten vierde, de eigenschappen van kationische kleurstoffen:
1. Oplosbaarheid:
De zoutvormende alkyl- en anionische groepen in het kationische kleurstofmolecuul zijn hierboven beschreven om de oplosbaarheid van de kleurstof te beïnvloeden.Bovendien, als er anionische verbindingen in het verfmedium zijn, zoals anionische oppervlakteactieve stoffen en anionische kleurstoffen, zullen deze ook worden gecombineerd met kationische kleurstoffen om precipitaten te vormen.Wol/nitril, polyester/nitril en andere gemengde weefsels kunnen niet in hetzelfde bad worden geverfd met gewone kationische kleurstoffen en zure, reactieve en disperse kleurstoffen, anders zal er neerslag optreden.Antiprecipitatiemiddelen worden in het algemeen toegevoegd om dergelijke problemen op te lossen.
2. Gevoeligheid voor pH:
In het algemeen zijn kationische kleurstoffen stabiel in het pH-bereik van 2,5 tot 5,5.Wanneer de pH-waarde laag is, wordt de aminogroep in het kleurstofmolecuul geprotoneerd en wordt de elektronendonerende groep omgezet in een elektronenzuigende groep, waardoor de kleur van de kleurstof verandert;Neerslag, verkleuring of vervaging van de kleurstof treedt op.Oxazinekleurstoffen worden bijvoorbeeld omgezet in niet-kationische kleurstoffen in een alkalisch medium, dat hun affiniteit voor acrylvezels verliest en niet kan worden geverfd.
3. Compatibiliteit:
Kationische kleurstoffen hebben een relatief grote affiniteit voor acrylvezels en hebben een slechte migratieprestatie in vezels, waardoor het moeilijk is om kleurstof te egaliseren.Verschillende kleurstoffen hebben verschillende affiniteiten voor dezelfde vezel en hun diffusiesnelheden in de vezel zijn ook verschillend.Wanneer kleurstoffen met sterk verschillende verfsnelheden met elkaar worden gemengd, zullen tijdens het verfproces waarschijnlijk kleurveranderingen en ongelijkmatige verven optreden.Wanneer de kleurstoffen met vergelijkbare snelheden worden gemengd, is hun concentratieverhouding in het verfbad in principe onveranderd, zodat de kleur van het product consistent blijft en het verven uniformer is.De prestatie van deze kleurstofcombinatie wordt de compatibiliteit van kleurstoffen genoemd.
Voor het gebruiksgemak gebruiken mensen numerieke waarden om de compatibiliteit van kleurstoffen uit te drukken, meestal uitgedrukt als K-waarde.Er wordt één set gele en blauwe standaardkleurstoffen gebruikt, elke set bestaat uit vijf kleurstoffen met verschillende verfsnelheden en er zijn vijf compatibiliteitswaarden (1, 2, 3, 4, 5) en de compatibiliteitswaarde van de kleurstof met de grootste verfsnelheid Klein, de migratie en vlakheid van de kleurstof zijn slecht, en de kleurstof met een kleine verfsnelheid heeft een grote compatibiliteitswaarde en de migratie en vlakheid van de kleurstof zijn beter.De te testen kleurstof en de standaardkleurstof worden één voor één geverfd en vervolgens wordt het verfeffect geëvalueerd om de compatibiliteitswaarde van de te testen kleurstof te bepalen.
Er is een bepaalde relatie tussen de compatibiliteitswaarde van kleurstoffen en hun moleculaire structuren.Hydrofobe groepen worden in de kleurstofmoleculen geïntroduceerd, de oplosbaarheid in water neemt af, de affiniteit van de kleurstof voor de vezel neemt toe, de kleursnelheid neemt toe, de compatibiliteitswaarde neemt af, de migratie en vlakheid op de vezel nemen af en de kleurtoevoer neemt toe.Sommige groepen in het kleurstofmolecuul veroorzaken sterische barrières vanwege de geometrische configuratie, wat ook de affiniteit van de kleurstof voor vezels vermindert en de compatibiliteitswaarde verhoogt.
4. Lichtechtheid:
De lichtechtheid van kleurstoffen is gerelateerd aan de moleculaire structuur.De kationische groep in het geconjugeerde kationische kleurstofmolecuul is een relatief gevoelig onderdeel.Het wordt gemakkelijk geactiveerd vanuit de positie van de kationische groep nadat het is ingewerkt door lichtenergie, en vervolgens overgebracht naar het hele chromofoorsysteem, waardoor het wordt vernietigd en vervaagd.Geconjugeerd triarylmethaan De lichtechtheid van oxazine, polymethine en oxazine is niet goed.De kationische groep in het geïsoleerde kationische kleurstofmolecuul wordt gescheiden van het geconjugeerde systeem door de verbindende groep.Zelfs als het wordt geactiveerd onder invloed van lichtenergie, is het niet gemakkelijk om de energie over te dragen aan het geconjugeerde systeem van de kleur, zodat het goed bewaard blijft.De lichtechtheid is beter dan het geconjugeerde type.
5. Uitgebreid lezen: kationische stoffen
Kationische stof is een stof van 100% polyester, die is geweven van twee verschillende grondstoffen van volledig polyester, maar gemodificeerde polyestervezels bevat.Deze gemodificeerde polyestervezel en gewone polyestervezel zijn gekleurd met verschillende kleurstoffen en twee keer geverfd.Kleur, eenmalig polyester verven, eenmalig kationisch verven, gebruik over het algemeen kationisch garen in de kettingrichting en gewoon polyestergaren in de inslagrichting.Bij het verven worden twee verschillende kleurstoffen gebruikt: gewone dispersiekleurstoffen voor polyestergarens en kationische kleurstoffen voor kationische garens (ook bekend als kationische kleurstoffen).Disperse kationische kleurstoffen kunnen worden gebruikt), het doekeffect heeft een tweekleurig effect.
Posttijd: 21 juli-2022