الفرق بين رماد الصودا وفوسفات ثلاثي الصوديوم والقلويات البديلة في الصباغة التفاعلية

في ضوء الاختلافات في خصائص الصباغة وأنواع الأصباغ التفاعلية المختلفة وتركيب وخصائص وأداء البدائل القلوية، تتم مقارنة الخصائص والخصائص الكيميائية لرماد الصودا التقليدي وفوسفات ثلاثي الصوديوم. تحليلات مختلفة أثناء تثبيت الألوان، توضح بالتفصيل تأثيرات ومزايا تطبيق العوامل القلوية المختلفة على الأصباغ التفاعلية.

العوامل القلوية الشائعة للطباعة والصباغة

في صباغة الأصباغ التفاعلية، تكون العوامل القلوية التقليدية المستخدمة في تفاعل التثبيت هي رماد الصودا الخفيف نسبيًا، وفوسفات ثلاثي الصوديوم، وبعض البدائل القلوية.

كعامل قلوي خاص لتثبيت لون الأصباغ التفاعلية، يتم استخدامه ليحل محل العوامل القلوية التقليدية مثل رماد الصودا. ومع ذلك، في التطبيق المحدد للبديل القلوي، نظرًا لأن تركيبه الكيميائي وخصائصه وأدائه يختلف عن تلك الخاصة بالعامل القلوي التقليدي، فقد شكل خصائصه الخاصة، ومن ثم يكون له تطبيقات مختلفة.

الخواص الكيميائية وخصائص العوامل القلوية التقليدية

يجب إجراء تفاعل التثبيت للصباغة التفاعلية في ظل ظروف قلوية معينة. تقليديا، يهيمن رماد الصودا وفوسفات ثلاثي الصوديوم على اختيار العوامل القلوية، ونادرا ما تستخدم القلويات القوية مثل الصودا الكاوية وحدها.

1. قلوية رماد الصودا خفيفة نسبيًا، وخصائصها الكيميائية مناسبة للصباغة بالأصباغ التفاعلية. يحتوي محلوله المائي على تغير طفيف في قيمة الرقم الهيدروجيني ضمن نطاق تركيز واسع نسبيًا للوحدة؛ كما يتمتع فوسفات ثلاثي الصوديوم بهذه الخاصية، إلا أن قلويته أقوى من رماد الصودا.

2. ترتبط الخصائص المتغيرة لقيمة الرقم الهيدروجيني لرماد الصودا في المحلول المائي بخصائصه الكيميائية. بعد إذابة رماد الصودا في الماء، فإنه يتفاعل بشكل عكسي مع الماء لتوليد هيدروكسيد الصوديوم وبيكربونات الصوديوم، حيث ستطلق بيكربونات الصوديوم ثاني أكسيد الكربون تدريجياً تحت الظروف الرطبة والحارة لتوليد رماد الصودا والماء، مما يجعل قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول تحافظ على حالة ثابتة إلى حد ما؛ وعندما تصطدم بالصودا الكاوية، فإنها تولد رماد الصودا والماء، لذلك يكون لها تأثير مضاد للقلويات في بعض الحالات، لذلك تسمى بيكربونات الصوديوم أيضًا بكربونات الصوديوم الحمضية. لذلك، ضمن نطاق تركيز معين للوحدة، لا تتغير قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول كثيرًا، وهو مناسب جدًا لصبغ الأصباغ التفاعلية، ويمكن إجراء عملية تفاعل تثبيت الأصباغ والألياف بسلاسة ومستمرة.

3. الخاصية الكيميائية لفوسفات ثلاثي الصوديوم هي تغير قيمة الرقم الهيدروجيني له في المحاليل المائية بتركيزات مختلفة للوحدات. على الرغم من أن تأثير وآلية العمل ليسا نفس تأثير رماد الصودا، إلا أنهما يشبهان تأثير رماد الصودا. على الرغم من أن قلويته أقوى من رماد الصودا، إلا أنه أضعف من الصودا الكاوية، وهو ضمن النطاق المناسب للصباغة التفاعلية، لذلك غالبًا ما يستخدم في تفاعلات تثبيت الصبغة، خاصة للأصباغ التفاعلية ذات متطلبات الرقم الهيدروجيني العالية نسبيًا. في بعض الأحيان يتم خلطه أيضًا مع رماد الصودا وفقًا للصنف المحدد.

4. القلويات القوية مثل الصودا الكاوية، بسبب قلويتها القوية، فإن التغيير الطفيف في تركيز الوحدة سيؤدي أيضًا إلى تغيير كبير في قيمة الرقم الهيدروجيني، ونظرًا لنقص خصائص التخزين المؤقت مثل رماد الصودا وفوسفات ثلاثي الصوديوم، على الرغم من أن الجرعة تصل إلى قيمة الرقم الهيدروجيني المحددة نادرًا، باستثناء عدد قليل جدًا من أصناف الصبغة، فإنه من الصعب تحقيق تنسيق جيد والتحكم في تفاعل الصباغة مع معظم أصناف الصبغة التفاعلية. لذلك، في الإنتاج الفعلي على نطاق واسع، يتم خلطه بشكل أساسي مع فوسفات ثلاثي الصوديوم بنسبة مناسبة. لا يتم استخدام بعض الأصناف المستخدمة في الأصباغ بالحرارة بمفردها. إذا كانت قيمة الرقم الهيدروجيني لحمام الصبغة مرتفعة جدًا (لا يمكن أن تكون معظم الأصناف أعلى من 12)، فستزيد نسبة الأصباغ المتحللة خطيًا.

خصائص الصباغة والاختلافات في نوع الأصباغ التفاعلية

عادة، يتم استخدام رماد الصودا في أصباغ ثنائي كلوروتريازين التفاعلية ذات التفاعل القوي، والعوامل القلوية الأقوى مثل فوسفات ثلاثي الصوديوم، وفوسفات ثلاثي الصوديوم والعامل القلوي المختلط للصودا الكاوية، بالطبع، ليس من المستحيل استخدام رماد الصودا، ولكن يجب زيادة الكمية. في هذا الوقت يجب الانتباه إلى مشكلة الزهرة القلوية عند صبغ الألوان الداكنة. إذا كان الأمر يتعلق بالصودا الكاوية، فيمكن خفض درجة الحرارة بشكل مناسب.

عندما تكون قيمة الرقم الهيدروجيني لحمام الصبغة من الأصباغ التفاعلية ثنائي كلوروتريازين أقل من 9.0، يكون معدل التثبيت منخفضًا جدًا، ويبدأ معدل التثبيت في الارتفاع بشكل حاد عندما تتجاوز قيمة الرقم الهيدروجيني 9.0.

لم تبدأ الأصباغ التفاعلية أحادية الكلوروتريازين في الزيادة بشكل ملحوظ حتى وصلت قيمة الرقم الهيدروجيني إلى 10.0، وظهرت القيمة القصوى عند قيمة الرقم الهيدروجيني 11.0-11.5.

تتراوح درجة نشاط الأصباغ التفاعلية فينيل سلفون بين ثنائي كلوروتريازين ومونوكلوروتريازين. يشبه التركيز القلوي لحمام التثبيت بشكل عام تركيز ثنائي كلوروتريازين، ولكن يجب أن تكون درجة الحرارة أعلى من درجة حرارة مونوكلوروتريازين. تريازين منخفض، بينهما. هناك أيضًا أصناف فردية يجب أن تزيد درجة حرارة تفاعل التثبيت لظروف صبغة من نوع الكلوروتريازين، وذلك لزيادة كمية اللون.

النوع B والنوع M وغيرها من الأصباغ التفاعلية ذات المجموعة المزدوجة الأيزوميرية، وعلامات تجارية مختلفة، وأصول مختلفة وأصناف مختلفة، وأنواعها

قد لا تكون النسب الأيزومرية هي نفسها، ولكن من الضروري مراعاة ومراعاة خصائص كل من أحادي كلورو- إس- تريازين وفينيل سلفون، ويجب ألا يكون متحيزًا جدًا لجانب واحد. يمكن أيضًا أن تكون درجة حرارة حمام التثبيت أعلى قليلاً من نوع الفينيل سلفون.

بسبب عملية تفاعل الأصباغ التفاعلية المثبتة على ألياف السليلوز، يجب أن يتم ذلك أولاً في ظل ظروف قلوية معينة، ولكنها ستطلق الحمض تدريجيًا أثناء عملية التفاعل. في ظل ظروف معينة، من السهل التفاعل مع مجموعة الهيدروكسيل (مجموعة الكحول الأولية) في التركيب الجزيئي لألياف القطن لتشكيل إيثر السليلوز وإطلاق حمض الهيدروكلوريك في نفس الوقت.

المجموعة النشطة من أصباغ ثنائي كلوروتريازين التفاعلية - ذرتان كلور نشطتان في الكلوروتريازين، ذرة كلور نشطة واحدة فقط من السهل ربطها بالسليلوز تحت عامل قلوي أضعف ودرجة حرارة منخفضة؛ عند قيمة الرقم الهيدروجيني ودرجة الحرارة المرتفعة، سترتبط ذرتان من الكلور النشط بألياف القطن في نفس الوقت لتكوين روابط متقاطعة. وبطبيعة الحال، يمكن لذرة كلور تفاعلية واحدة فقط أن ترتبط بألياف القطن باستخدام صبغة تفاعلية من نوع الكلوروتريازين.

تكون ذرة الكلور النشطة في الكلوروتريازين، في وجود عامل قلوي وتحت ظروف معينة، عرضة أيضًا لتفاعل الرابطة التساهمية (التحلل المائي) مع جزيئات الماء لتوليد الأصباغ المتحللة، وكذلك إطلاق حمض الهيدروكلوريك. β-فينيل سلفون سلفات كالمجموعة الفعالة. تركيبها الكيميائي هو كما يلي: —SO2—CH2—CH2—OSO3H

في وجود عامل قلوي وظروف معينة، تقوم كبريتات β-فينيل سلفون أولاً بتوليد فينيل سلفون، ثم تخضع لتفاعل إضافة مع مجموعة الهيدروكسيل في التركيب الجزيئي السليلوز لتوليد إيثر السليلوز وإطلاق حمض الكبريتيك في نفس الوقت.

كما أن كبريتات-فينيل سلفون عرضة لتفاعل الإضافة (التحلل المائي) مع جزيئات الماء في وجود عامل قلوي وتحت ظروف معينة لتوليد أصباغ متحللة وإطلاق حمض الكبريتيك في نفس الوقت.

سوف تستهلك ظاهرة إطلاق الحمض القلويات الموجودة في حمام الصبغة تدريجيًا عن طريق تفاعل التعادل. عندما يتم استهلاك وحدة تركيز العامل القلوي المخزن في حمام الصبغة، بمجرد أن تكون قيمة الرقم الهيدروجيني أقل من الحد الأدنى المطلوب لتفاعل التثبيت، سيتم تغيير تفاعل التثبيت. ضعفت ببطء، وأخيرا تم إنهاء رد الفعل.

نظرًا لأن قيمة الرقم الهيدروجيني لتركيزات الوحدات المختلفة من رماد الصودا يمكن تثبيتها تقريبًا بنفس القيمة، مثل 5 جم / لتر، 15 جم / لتر، 25 جم / لتر مثل هذا الفارق الكبير، يتم الاحتفاظ بقيمة الرقم الهيدروجيني بين 11.0 و 11.2، لذلك يظل تفاعل التثبيت طبيعيًا حتى مع استهلاك ما يصل إلى 20 جم / لتر من رماد الصودا. لا بد أن تتبع الزيادة المقابلة في المنحل بالكهرباء في حمام الصبغ تفاعل التعادل. ومن وجهة نظر أخرى، يعتبر رماد الصودا أيضًا ملحًا أساسيًا، وبالتالي فإن ظاهرة الصباغة الثانوية للأصباغ التفاعلية في مرحلة تفاعل التثبيت لها علاقة مقابلة بهذا.

أداء استبدال القلويات

على الرغم من وجود العديد من أنواع البدائل القلوية في السوق، ولكل منها اسم خاص بها، فمن وجهة نظر بارامتراتها الفيزيائية والكيميائية، فإن تركيباتها الكيميائية ليست واحدة، ولكن من المؤكد أنها جميعها مونومرات مواد كيميائية غير مفردة. وهي في الأساس مخاليط من قواعد قوية ومواد قلوية مخزنة. بالمعنى الدقيق للكلمة، ينبغي أن يطلق عليه الكاشف القلوي المختلط المستخدم خصيصًا لتفاعل تثبيت الأصباغ التفاعلية.

يعتمد التصميم والتركيب الكيميائي للبدائل القلوية بشكل أساسي على الإطار التالي:

1. حدد مادة قلوية قوية مناسبة كعامل قلوي لضبط الرقم الهيدروجيني، بحيث يمكن تقليل الجرعة لكل وحدة تركيز إلى كمية صغيرة، ولكن يجب أن يكون لها تنسيق جيد مع الأصباغ التفاعلية.

2. حدد مجموعة متنوعة من العوامل القلوية من النوع العازل، والأملاح القلوية، وما إلى ذلك ذات قابلية ذوبان عالية، واستقرار جيد للمحلول المائي وقابلية الامتزاج لتشكيل مكونات النظام العازل معًا. على الرغم من أن تركيز الوحدة الإجمالي صغير، إلا أنه يمكنه تثبيت حمام الصبغة ضمن نطاق الرقم الهيدروجيني المطلوب. على وجه الخصوص، مع زيادة درجة الحرارة، وتمديد الوقت، والإفراج التدريجي للحمض في تفاعل التثبيت، لا يزال من الممكن الحفاظ على تأثير التخزين المؤقت وفعاليته.

الفرق بين تأثير الصودا الكاوية ورماد الصودا على الصباغة الثانوية للاصباغ

في التطبيقات العملية، يتم استخدام عوامل تثبيت القلويات ذات الأغراض الخاصة لاستبدال القلويات للألوان الفاتحة مع استخدام أقل للأصباغ والإلكتروليتات المعززة للصبغة. وقد وجد أن الصباغة الثانوية للأصباغ أقل من رماد الصودا. سببها التركيب الهيكلي للعامل القلوي.

إن المكون القلوي القوي للبديل القلوي يجعل الكتلة الإجمالية للمواد القلوية في حمام الصبغة أقل بشكل كبير مقارنة برماد الصودا عندما يصل حمام الصبغة إلى نفس قيمة الرقم الهيدروجيني المطلوبة لتفاعل التثبيت. ينبغي أن يقال أن هذه ميزة يرغب الجميع في قبولها من حيث تكاليف التشغيل والتخزين والنقل والغسيل بعد الصباغة. ومع ذلك، من ناحية أخرى، فإن مصدر المواد التي يمكن استخدامها لتوليد الشوارد الكهربائية يقل أيضًا بشكل كبير. عندما تكون كمية المواد التي يمكن أن تولد إلكتروليتات أقل بكثير من قيمة معلمة رماد الصودا الأصلي، فإن الصباغة الثانوية للصبغة ستكون أكبر من قيمة رماد الصودا. انخفاض وفقا لذلك. خاصة بالنسبة للألوان الفاتحة، يكون التركيز الإجمالي النهائي للإلكتروليتات في حمام الصباغة منخفضًا، لذلك يمكن إضافة كمية مناسبة من الإلكتروليتات اعتمادًا على الموقف. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا للقيمة المطلقة الصغيرة لكمية الأصباغ ذات الألوان الفاتحة، يمكن أيضًا تغيير طريقة إضافة كمية مناسبة من الأصباغ من زاوية مختلفة.

عند صبغ الألوان المتوسطة، مع إضافة الشوارد المعززة للصبغة في حمام الصباغة والزيادة المقابلة في كمية الأصباغ، فإن الفرق بين الصباغة الثانوية للبدائل القلوية ورماد الصودا يتناقص تدريجياً.

في اللون الداكن، بعد أن تصل جرعة المنحل بالكهرباء إلى 30 جم / لتر، لا يوجد فرق في الأساس (في الصباغة الفعلية، يكون الاستخدام المفرط أعلى بشكل عام من 30 جم / لتر).

تشكل كمية الصبغة المستخدمة (والتي تحدد أيضًا مصدر وكمية الحمض)، جنبًا إلى جنب مع المواد القلوية، مصدر الشوارد الجديدة، ويؤثر الإلكتروليت المعزز للصبغة المضاف في حمام الصباغة الأصلي معًا على الصباغة النهائية للصباغة. المجموع.