التقدم البحثي في ​​الصبغ التفاعلي للصباغة المواد الخشبية

يمكن أن تؤدي معالجة الصباغة المجردة إلى إثراء لون المواد الخشبية وتعزيز تأثيرها الزخرفي وقيمة المنتج. تشكل الأصباغ النشطة نظام صبغ ألياف من خلال روابط تساهمية وألياف خشبية، مما يعطي الخشب مادة غنية بالألوان ويعتبر كروماتون خشبي فعال. يحلل هذا المقال تأثيرات الصبغ النشط للمواد الخشبية من جوانب التصنيف، وعملية الصباغة، وطريقة اللون الصلبة الصلبة للأصباغ النشطة، ويناقش تأثيرات تأثيرات مسؤولي الصباغة النشطة، وعوامل الصباغة الصبغية، والتأثيرات المساعدة. زيادة نشاط الصباغة النشطة، وزيادة ثبات اللون الليفي بعد الصباغة، وتقليل انبعاثات الملوثات أثناء عملية الصباغة.

الكلمات المفتاحية مادة خشبية; صبغة نشطة نشاط رد الفعل ثبات اللون

يُشار إلى المواد الطبيعية التي يمكن أن توفر الأجزاء الخشبية أو الألياف النباتية بشكل جماعي باسم مواد الموارد الخشبية (يشار إليها بالمواد الخشبية)، مثل الخشب والخيزران والروطان وسيقان جذور الشجيرات والفواكه وقش المحاصيل المختلفة. تعمل تكنولوجيا صبغ المواد الخشبية، من خلال وسائل الحرارة العادية ودرجة الحرارة المرتفعة والطبخ بالضغط والتشريب، على لصق الأصباغ أو العوامل المعدلة أو الفروع على سطح ألياف المادة الخشبية، وبالتالي تغيير لون ولمعان المادة الخشبية [1-2]. لا يمكن أن يحاكي لون الخشب بعد الصباغة اللون المادي للخشب الثمين فحسب، بل يلبي أيضًا احتياجات تصميم الألوان الحديثة، وبالتالي تحسين القيمة المضافة للمواد الخشبية [3]. يرتبط تأثير صباغة المواد الخشبية بشكل أساسي بعوامل مثل أنواع الصبغة وتركيز محلول الصباغة والنسبة ودرجة حرارة الصباغة والوقت. إن تطوير منتجات ذات ألوان عالية ومقاومة للعوامل الجوية هو التكنولوجيا الأساسية التي تحتاجها صناعة صباغة الأخشاب بشكل عاجل.

الصبغة النشطة هي صبغة اصطناعية تحتوي على ماء منكسر قابل للذوبان في الماء. يحتوي جزيئه على مجموعات نشطة يمكن أن تتفاعل مع مجموعات الهيدروكسيل التي يمكن أن تحدث مع ألياف المواد الخشبية، والتي يمكن أن تولد روابط تساهمية مع الألياف. تتميز الصبغة النشطة بخصائص اللون الساطع وتوحيد الصباغة الجيد ونظام الألوان السليم. يتميز بخصائص التكلفة المنخفضة والطريقة البسيطة وصلابة الألوان العالية في استخدام معالجة التلوين. [4]

تشرح هذه المقالة تأثير خصائص الأصباغ النشطة وتأثير تكنولوجيا صباغة المواد الخشبية على تأثيرات الصباغة العلوية، ومكافحة البهتان المتغير، وما إلى ذلك، وتلخص أوجه القصور الحالية في عملية الصباغة، من أجل تحسين كفاءة الصباغة للمواد الخشبية بشكل فعال وتقليل معالجة الصباغة للمواد الخشبية وتأثير الأداء وتحسين مقاومة مواد الصباغة لتوفير المرجع.

1 التركيب الكيميائي وخصائص التصنيف للأصباغ النشطة

يتم تشغيل الأصباغ النشطة بواسطة مجموعات ألوان الشعر ومجموعات مساعدة الألوان. تحتوي مجموعة ألوان الشعر على مجموعات غير مشبعة لتوفير الألوان للمركبات العضوية، مثل الإيثيلين (‒c = C‒)، والأسيتيلين (‒c≡c‒)، 羰 (‒c = O)، نيتريوي (‒n = O)، نيتروديا (=N = N)، وما إلى ذلك؛ والمجموعة المساعدة للون هي عبارة عن مركب عضوي من الأمينو أو الهيدروكسيل أو مشتقاتهما، يلعب دوراً في تعميق اللون. ولأن مجموعة ألوان الشعر تمتص الضوء المرئي بشكل انتقائي، فإن جزيئات الصبغة تظهر ألوانًا مختلفة. عادةً ما يكون للصبغة النشطة في الصبغة النشطة استجابة تشابكية لمجموعة نشاط الألياف الخشبية. وفقًا للاختلاف في المجموعة النشطة، تنقسم الصبغة النشطة بشكل أساسي إلى نوع التريازين ونوع الإيثيلين وأنواع أخرى.

1.1 صبغة تريوبيزيد النشطة

تعد الأصباغ النشطة من نوع Tonyzine واحدة من أكثر الأصباغ النشطة انتشارًا. يتفاعل مع الألياف النباتية ليحل محل النواة ويصبح سلسلة جانبية للألياف النباتية [5]، كما هو موضح في الشكل 1. المجموعة النشطة الدائمة من أصباغ التريازين النشطة مشتقة من الحلقات المحتوية على النيتروجين في جزيئات الصبغة - حلقات التريازين المتوسطة. لديها كثافة سحابة إلكترونية أقل، ولها نشاط استجابة أفضل، ولديها طاقة تنشيط أقل مطلوبة لتفاعلات الألوان الصلبة.

الشكل 1. عملية ربط أصباغ تريازين التفاعلية على ألياف السليلوز

تستخدم الأصباغ النشطة Tonyzine في الغالب لصبغ المواد الخشبية مثل الخشب الصلب والألواح المفردة الرقيقة ذات النفاذية الضعيفة. نشاطه عالي الاستجابة يعزز التصاق الأصباغ على السطح والطبقة الضحلة من ألياف الخشب. خصائص الجنس القوي. وفقًا لاختلافات الأصباغ النشطة التي تحتوي على عنصر الهالوجين في مجموعات الطاقة الرسمية، يمكن تقسيم الأصباغ النشطة من نوع التريازين إلى نوع واحد -كلور أسبينزيد [6]، واجب ثنائي كلوريد [7]، نوع ثنائي كلوروفيدين [8]، صبغة نشطة من نوع الفلور [9]، الاختلافات بين نظام الهالوجين، والاختلافات في اللون الصلب، ومعدل الاستجابة، والمعدل الشامل للصبغة النشطة للون الصلب، ومعدل التفاعل، والمعدل الشامل للنشاط النشط الأصباغ. تتميز الأصباغ النشطة بالتونيزيد بسلبية كهربائية أعلى من عناصر الكلور الموجودة في الصبغة مما يزيد من نشاط الأصباغ. كما أن الزيادة في عدد عناصر الهالوجين ستزيد من نشاط الأصباغ. أثناء عملية الصبغ، يُظهر نشاط الصبغة لأصباغ التريازين النشطة ونوع تريانغا ذو الكلور الواحد المتوسط ​​اتجاهًا للانخفاض في الترتيب.

1.2 صبغة نشطة من نوع الإيثيلين

الأصباغ النشطة من نوع الإيثيلين هي أصباغ نشطة تحتوي على رادون الإيثيلين أو كبريتات هيدروكسيسين. بالمقارنة مع الأصباغ النشطة تريازين، فهي ذات نشاط رد فعل متوسط. تشكل مجموعة الهيدروكسيل مجموعة رابطة الأثير. أثناء عملية الصباغة، تشكل مجموعة حمض الكبريتيك β-هيدروكسيسين صنج الإيثيلين في ظل ظروف قلوية وتشكل رابطة سعر مشتركة مع السليلوز في الألياف النباتية (الشكل 2). استخدام الأصباغ النشطة من نوع الإيثيلين لصبغ المواد الخشبية، وتحتاج بشكل عام إلى تحضير المواد الخشبية وتبييضها وغيرها من عمليات المعالجة لإزالة الخوص والسيليكون الأنيق والمواد المورميكية لتحقيق تأثيرات كروموسومية أفضل؛ صباغة المواد الخشبية لون لون موحد، مع معدل صباغة علوي مرتفع (≥89.0٪) ولون صلب (≥65.1٪)، ولكن هناك عيوب مثل العملية المعقدة، وصعوبة معالجة النفايات السائلة أثناء الصباغة، وسوء صباغة المواد الخشبية في الصباغة. سؤال.

الشكل 2: مخطط التفاعل لصبغة الفينيل سلفون التفاعلية والألياف النباتية

كان وآخرون. [10] تستخدم الأصباغ النشطة من نوع الإيثيلين لصبغ ألياف القطن. أظهرت النتائج أن ثبات لون الغسيل، ومقاومة جيدة للتجفيف والرطوبة، وتقييم العينة هو المستوى 5 لون. تتمتع مجموعة روابط الأثير المتكونة بين صبغة الإيثيلين النشطة والألياف الخشبية بأداء أفضل في مقاومة الأحماض من مجموعة مجموعة الإستر. تتمتع الأصباغ النشطة من نوع الإيثيلين بتأثيرات صباغة أفضل مثل ألياف الخشب وألياف القطن والمواد الأخرى ذات الحبيبات الصغيرة والمساحات السطحية الكبيرة، مثل التحلل المائي ومقاومة الأحماض.

1.3 أنواع أخرى من الأصباغ النشطة

يتم أيضًا استخدام الأصباغ النشطة مثل أنواع البيريميدين القائمة على الفوسفات بشكل أكبر [11]. في ظل ظروف الألامين أو مبيد الكربون، يكون للأصباغ النشطة القائمة على الفوسفات تفاعل فوسفات مع مجموعات هيدروكسيل السليلوز مع سطح السليلوز، مما يشكل إستر ليفي فوسفات مع بقع عالية المقاومة للتدهور [12-13]. الأصباغ النشطة القائمة على الفوسفات غنية بالأنظمة المتوسطة والداكنة، وتأثير التنظيف بالفرشاة جيد. ومع ذلك، فإن هذه الأصباغ غير ملائمة للألوان الزخرفية عالية الحموضة وطويلة الأمد. العلاج بالصبغة النشطة له تأثير سلبي على المادية.

تحتوي صبغة البيرايزين النشطة على مجموعة البيريميدين النشطة ذات النشاط المتوسط ​​مقارنة بمجموعة الطاقة الثلاثية. يتمتع باستقرار أفضل في التحلل المائي وتأثير المعالجة الرطبة [14]. تعتبر الصبغة المنشطة من نوع البيرين ضعيفة المقاومة، ويتم غسلها بمواد خشبية قبل وبعد معالجة الصباغة.

2 تكنولوجيا صباغة المواد الخشبية النشطة

غالبًا ما يتم استخدام المعالجة بالغمر عن طريق صبغ المواد الخشبية النشطة. يمكن تقسيمها إلى تقنية التحكم في الصبغة والصباغة النشطة ، تقنية الصباغة الحفزية للصبغة النشطة ، تقنية الصبغة النشطة المحايدة أو القلوية المنخفضة ، تقنية الصبغة النشطة منخفضة الملح أو الخالية من الملح ، نسبة حمام الصبغة النشطة من تقنية الصباغة ، إلخ. [15-16]. من خلال تصميم وتحسين طريقة عملية الصباغة، يمكن تحسين كفاءة وجودة صباغة المواد الخشبية بشكل فعال، وتقليل توليد وانبعاثات مياه الصرف الصحي، وتقليل استهلاك الطاقة وتوفير التكاليف.

2.1 التحكم النشط في الصبغة وتكنولوجيا الصباغة

تعد تقنية التحكم النشط في الصبغة والصباغة بمثابة عملية تلطيخ دقيقة تتحكم بشكل صارم في كل متغير في عملية صباغة الصبغة النشطة. لديها خصائص الحماية البيئية الفعالة والدقيقة والاقتصادية. التركيبة العضوية [17]. تتحكم تقنية التحكم والصباغة النشطة في الصبغة بشكل أساسي في معلمات عملية الصباغة، مثل درجة الحرارة وقيمة الرقم الهيدروجيني للصبغة وتركيزها وتركيز الإلكتروليت المحايد والمتغيرات الأخرى التي تتحكم بدقة [18]. تحتوي عملية الصباغة بأكملها على: ① اختيار ومطابقة الأصباغ النشطة [19]؛ ② إضافة المنحل بالكهرباء (كمية معينة وطريقة الإضافة) [19]؛ ③ تنظيم محلول الصباغة درجة الحموضة واختيار القلوية [20]؛ ④ الصبغة المضافة؛ يضيف؛ ⑤ خطوات وروابط درجة حرارة الغسيل وتدفق الماء والعامل النشط السطحي بعد الصباغة [19]. يعد التحكم في تقنية التحكم في الأصباغ النشطة مناسبًا للمنتجات ذات نشاط الاستجابة المنخفض والأصباغ النشطة سهلة الإنقاذ والمواد الخشبية عالية الألوان، بالإضافة إلى المنتجات ذات متطلبات تناسق الألوان العالية.

2.2 تكنولوجيا الصباغة الحفزية النشطة

إن إدخال مجموعات غير مشبعة على الحلقة غير المتجانسة من الأصباغ النشطة يمكن أن يحسن بشكل كبير نشاط تفاعل الأصباغ. يمكن استخدام استخدام النواة الكاتيونية غير الأمينة (مثل التاتروميلين والبيريدين وحمض الأسيتيك وما إلى ذلك) كمحفز أثناء عملية الصباغة، مما يمكن أن يحسن بشكل فعال كفاءة الصباغة للأصباغ النشطة [21]. أثناء عملية تفاعل الصباغة، تقوم المواد الكاتيونية غير الأمينة أولاً بتكوين مركب أمونيوم صبغي مع الأصباغ لتعزيز تفاعل الصبغة وأنيون السليلوز اللجيني. بعد تحرير بنية الكروموسوم الليفي الصبغي، يتم إطلاق المركبات الكاتيونية. مع تحسين تركيز المحفز، يزداد تركيز المادة الصلبة والصبغة المتحللة في الصبغة النشطة، وينخفض ​​تركيز الأصباغ النشطة غير المستجيبة. يمكن للمحفز أن يسرع التفاعل الصلب، لكنه سيسرع أيضًا تفاعل التحلل المائي للأصباغ النشطة. لذلك، عند إجراء الصباغة التحفيزية، يجب التحكم في كمية المحفز لتجنب التحلل المائي للأصباغ. يمكن لتقنية الصباغة الحفزية النشطة أن تحل بشكل فعال مشاكل مثل صبغ الصبغ، معدل صلابة اللون المنخفض، عمق الصباغة المنخفض، اللون العائم على السطح، ضعف ثبات لون الغسيل بالماء.

2.3 تكنولوجيا الصباغة النشطة المحايدة أو المنخفضة القلوية

في ظل الظروف القلوية، يمكن للأصباغ النشطة أيضًا أن تقلل بشكل كبير من التحلل المائي للأصباغ النشطة أثناء تثبيتها في المواد الخشبية. ومع ذلك، فإن تطبيق كمية كبيرة من العامل القلوي سيؤدي إلى زيادة تركيز النفايات السائلة، وزيادة كمية مياه الصرف الصحي [22]، وفي نفس الوقت تغيير لون المادة المصبوغة؛ بالإضافة إلى ذلك، فإن بيئة المحاليل عالية القلوية ستقلل أيضًا من الكثافة الفيزيائية والكيميائية للمادة. من أجل تجنب المشاكل المذكورة أعلاه، يمكن اختيار صبغة نشطة عالية الاستجابة أو عامل صباغة نشط منخفض القلوية أو محايد مع مجموعات أمين نشطة موسمية للصباغة. وجد بحث لو شياو هوي [23] أن كمية ملح الأمونيوم النحاسي القابل للذوبان في الأمونيوم كانت 0.5٪، وكان التأثير الترويجي للأصباغ هو الأكثر وضوحًا؛ أدى الكاتيون الموجود في أملاح الأمونيوم اليومية إلى تحسين رطوبة الأصباغ وذوبانها، وتحسين استجابة الأصباغ والخشب لمجموعة الهيدروكسيل. إن تطبيق تقنية الصباغة النشطة المحايدة أو المنخفضة القلوية يمكن أن يوسع بشكل فعال نطاق تطبيق الأصباغ النشطة من نوع البيريميدين مع الأصباغ النشطة الحمضية ومقاومة القلويات مع الأصباغ النشطة من نوع البيرومين.

2.4 تقنية الصبغة النشطة قليلة الملح أو الخالية من الملح

يمكن أن تؤدي إضافة الأملاح العضوية أو غير العضوية إلى محلول صبغ الصبغة النشط إلى تحسين معدل صبغ الصبغة، خاصة عندما يمكن زيادة نسبة الحمام الكبيرة (نسبة جودة الصبغة والصبغة ≥1: 20). ومع ذلك، فإن إضافة إلكتروليتات محايدة يمكن أن يسبب أملاح المياه العذبة، ويدمر البيئة البيئية بعد التصريف. من خلال التطوير والاختيار، يمكن لأصباغ الصبغ المباشرة أن تقلل بشكل فعال من اعتماد الأصباغ النشطة على الإلكتروليتات لتحقيق صباغة منخفضة الملح أو خالية من الملح [24]. وتستخدم الصبغة الحمراء النشطة SNE كصبغة قليلة الملح، أما الصبغة المنغولية (Quercus Mongolica) ذات النفاذية الضعيفة فتصبغ بطريقة التسخين والغمر في الضغط العادي. أظهرت النتائج أن الأصباغ النشطة قليلة الملح تضيف إلى NA2CO3 إلى 20 جم/لتر ويوان. له تأثير صباغة علوي أفضل في حالة 12 جم/لتر، والذي يمكن أن يوفر 70.0% من الإلكتروليت، ويزيد معدل الصباغة العلوي بنسبة 16.04%. [25]. بالنسبة للمواد الخشبية التي تحتاج إلى معالجة للمعالجة الثانوية، يمكن لتقنية الصبغة النشطة قليلة الملح أو الخالية من الملح أن تقلل من التأثير السلبي للأملاح العضوية أو غير العضوية على قوة المواد الخشبية، وتقلل من تركيز ملح صبغ النفايات، ولها مزايا تقليل التكاليف وتوفير استهلاك الطاقة.

2.5 نسبة حمام الصبغة النشطة مقارنة بالصبغة

تعد نسبة الحمام معلمة مهمة لعملية الصباغة، والتي ترتبط بتركيز وجرعة الكواشف المختلفة مثل الأصباغ والإلكتروليتات المحايدة والعوامل القلوية. كما أنه يرتبط ارتباطًا وثيقًا باستهلاك المياه واستهلاك الطاقة وحجم مياه الصرف الصحي [26]. في عملية الصباغة لنسبة حمام الصبغة النشطة (1: 10)، الصبغة النشطة ذات درجة عالية من الذوبان (قابلية ذوبان منخفضة، والتي سوف تسبب ترسيب الصبغة، والصبغة منخفضة الذوبان يمكن أن تسبب أيضًا تأثيرات صبغية علوية سيئة). يتم استخدام محتوى معدات الصباغة لاستخدام الملح والسيقان القلوية عالية الكفاءة (تقليل تركيز وأنواع المواد القابلة للذوبان في سائل النفايات)؛ وفي الوقت نفسه، تحسين لون اللون بعد صباغة المواد. يو جوان [27] صباغة Betula SPP بالنشاط الأحمر X-3B، وفرق اللون ومعدل الصباغة العلوي هي مؤشر على لون البتولا. التركيز ونسبة الاستحمام ووقت الصباغة هي 75 درجة مئوية، 1٪، 1: 10، 60 دقيقة، على التوالي. تظهر النتائج المذكورة أعلاه أن نسبة الإلكتروليت المحايد والعامل القلوي (مثل الصودا وNACL) والاختراق في نسبة الحمام الصغير أقل من نسبة الديناميكية الديناميكية في عملية الصباغة التقليدية، مع تقليل التحلل المائي للأصباغ. يتمتع حمام الصبغة النشط بميزة كبيرة في الاستخدام الفعال لصبغ الأصباغ النشطة، ويمكنه أيضًا تقليل التجفيف وتكلفة استهلاك الطاقة والتكلفة بعد صباغة المواد الخشبية.

3 بحث عن بحث حول صبغ وإعادة بناء ألياف الخشب

تتمتع الأصباغ النشطة بمكافأة نووية أبوية مع تفاعلات استبدال إزالة المجموعة المعبأة بالألياف الخشبية، وتفاعلات المكافأة النووية، وتفاعلات الاستبدال النووي الأبوية، مما يشكل ألوانًا غنية. ومع ذلك، في بيئة الرطوبة والأكسدة والإشعاع، فإن الروابط التساهمية المتكونة بين ألياف الخشب والأصباغ ومجموعة ألوان الشعر داخل الأصباغ تتضرر بسهولة، مما يؤدي إلى ذبولها [28]. ولذلك، فإن ثبات اللون لمواد الصباغة، بما في ذلك ثبات أكسيد اللون، ومقاومة التحلل المائي، وثبات التلوين المقاوم للاحتكاك، وثبات تلوين الصابون. من أجل تحسين ثبات اللون في معالجة الصبغة النشطة للمواد الخشبية، يمكن استخدام معالجة التعديل الكيميائي لألياف الخشب، وأداء الصبغة النشطة المعدلة، والتطوير المساعد، وطرق معالجة ما بعد الصباغة.

3.1 معالجة التعديل الكيميائي لألياف الخشب

تعديل الألياف الخشبية من خلال الجمع بين الفيزياء والكيمياء أو اثنين لتغيير واجهة الاتصال بين الأصباغ والألياف، وتحسين تحويل البنية البلورية والتغيرات في تحول البنية البلورية من البنية الدقيقة. شكل الاتصال بين هو تحقيق غرض التثبيت. استخدم مواد قلوية أو سطحية قوية للمواد الخشبية المعالجة مسبقًا (مثل قش الذرة وقش القمح) لإزالة السيليكون الموجود على سطح سطح المادة الخشبية، بحيث يكون التلامس مع الصبغة النشطة ملامسًا بالكامل، وبالتالي زيادة معدل الصبغة العلوي وثبات اللون [29]. باستخدام النيتروجين السائل [30] والجلسرين [31] والفوسفات [32] يمكن للمعالجة المسبقة للمواد الخشبية أيضًا تغيير الهياكل الدقيقة لألياف الخشب، وتغيير الشكل البلوري للألياف، ومن ثم الكشف عن المزيد من الكيمياء الكيميائية التي يمكن أن تشارك في التفاعلات الكيميائية. مجموعة المجموعة. باستخدام كمية كبيرة من مجموعات الهيدروكسيل على سطح سطح السليلوز، ومن خلال الاستجابة الكهنوتية، يتم استخدام المركبات الأمينية والأمينامين كعامل معدل لأداء الأمينولي أو الأمونيا المزدوجة، كما يمكن تحسين القدرة على ربط الأصباغ. تساعد المعالجة المسبقة للرطوبة للخشب والشيتوزي، مثل الأسيتيل والشيتوزان وما إلى ذلك، على تقليل اختلاف الكروموسومات، مع تحسين المقاومة البصرية لصبغ الخشب.