La industria de los colorantes textiles

Un colorante es un compuesto orgánico que al aplicarlo a un sustrato (generalmente una fibra textil pero también a cuero, papel, plástico o alimento) le confiere un color más o menos permanente. Un colorante se aplica en disolución o emulsión y el sustrato debe tener cierta afinidad para absorberlo. Los colorantes en general son solubles en el medio en el que se aplican o en el producto final. La producción mundial de colorantes es del orden de 90 millones de kg al año.

Colorantes para fibras de celulosa.

Las fibras de celulosa, algodón, lino y rayón, no tienen grupos ácidos o básicos y no pueden formar enlaces iónicos. Sin embargo, tienen un gran número de grupos hidroxilo y pueden teñirse con moléculas que formen puentes de hidrógeno con éstos. Los colorantes utilizados para este fin se denominan "colorantes directos" (es el que tiñe directamente la fibra). Estructuralmente requieren ser moléculas lineales, planas y largas, con varios puntos de anclaje (como la celulosa) que se unen a los grupos hidroxilo de la fibra, y deben tener una solubilidad en agua mínima. Estos colorantes se aplican en disolución acuosa neutra y caliente, a la cual se le ha adicionado un electrólito. Quedan unidos a la fibra bien por puentes de hidrógeno con los grupos hidroxilo de la misma. Algunos ejemplos de estos colorantes son el azul directo-15, el rojo directo-81, el verde directo-7 y el negro directo-38. La principal limitación de estos colorantes deriva de la debilidad de los enlaces de hidrógeno, de ahí que las prendas de algodón pierdan color con los sucesivos lavados. Estos colorantes son útiles para colorear papel.

Un método alternativo para teñir el algodón consiste en formar un colorante insoluble in situ sobre la fibra. Para ello el tejido se impregna con una disolución de un compuesto no colorante naftol AS (molécula aromática pequeña). Esta molécula se fija a la fibra por puentes de hidrógeno y, al mismo tiempo, queda ocluido en los poros de la fibra. La síntesis del colorante se realiza, en un segundo paso, por adición de una sal de diazonio sobre el tejido a teñir (algunas sales de diazonio son estables lo que evita al tintorero tener que prepararla desde la amina aromática correspondiente). Esto da lugar a la formación de un azoderivado insoluble cuyo tamaño es mayor que los poros de fibra. El colorante queda, de este modo, anclado a la fibra por puentes de hidrógeno y por formación de agregados intermoleculares insolubles dentro de los poros de la fibra. Estos colorantes insolubles se llaman azoicos sobre fibra y resisten bien los lavados con agua. Estos colorantes carecen de grupos SO3- y no son solubles en agua.

También se ha desarrollado la formación de lacas. En este caso el algodón se trata con disoluciones de una sal (sulfato o acetato) de Al+3, Cu+2 o Cr+3, y se añade el colorante el cual forma un complejo con el catión metálico.

La mejor solución para el teñido de las fibras de celulosa es el empleo de los denominados colorantes reactivos. El teñido requiere la acción de un “mordente” que es una molécula unida por enlace covalente al colorante y que, además, posee un grupo funcional capaz de formar un enlace covalente con los grupos hidroxilo de la fibra. Inicialmente se adiciona el colorante unido al mordente a pH = 7 en frío. Seguidamente se efectúa la reacción química entre el mordente y la fibra a pH > 7 y elevada temperatura. Se consigue así un teñido permanente. La principal limitación de estos colorantes es su precio. Algunos ejemplos son el clorocianúrico y el sulfato de etilsulfona.

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