ما هي الصبغة الكاتيونية؟

الأصباغ الكاتيونية هي نوع من أصباغ النسيج، والمعروفة أيضًا باسم الأصباغ الأساسية والأصباغ الأساسية . يذوب في الماء ويكون في الحالة الكاتيونية. الأصباغ الكاتيونية قابلة للذوبان في الماء وتتأين في محلول مائي لتوليد أصباغ ذات أيونات ملونة موجبة الشحنة. يمكن أن يتحد كاتيون الصبغة مع المجموعة الحمضية للمونومر الثالث في القماش لصبغ الألياف. إنها صبغة خاصة لصبغ ألياف الأكريليك. لديها مزايا القوة العالية واللون الساطع وثبات الضوء الجيد.

تتميز الأصباغ الكاتيونية بميل عالٍ لألياف الأكريليك، وبسبب الامتصاص السريع والانتشار البطيء أثناء الصباغة، من السهل حدوث صباغة غير متساوية. بمجرد حدوث الصباغة غير المتساوية، يكون من الصعب تصحيحها عن طريق تمديد وقت الصباغة. عند الصباغة بالأصباغ الموجبة، من أجل الحصول على نتائج صباغة موحدة، ينبغي تقليل معدل الصباغة بشكل مناسب. بالإضافة إلى أنواع ألياف الأكريليك فإن العوامل المؤثرة على معدل صباغة الأصباغ الكاتيونية هي كما يلي:

 

1. درجة الحرارة

تعتبر درجة الحرارة عاملاً مهمًا في التحكم في التسوية. عندما يتم صبغ ألياف الأكريليك بالأصباغ الكاتيونية، نادرًا ما يتم صبغها عند درجة حرارة أقل من 75 درجة مئوية. عندما تصل درجة حرارة الصباغة إلى درجة حرارة التزجج (75-85 درجة مئوية) للألياف، يزداد معدل امتصاص الصبغة بسرعة. لذلك، عندما تصل درجة حرارة الصباغة إلى درجة حرارة التزجج للألياف، يجب زيادة درجة الحرارة ببطء، بشكل عام 1 درجة مئوية كل 2 إلى 4 دقائق. يمكن أيضًا الاحتفاظ به عند درجة حرارة 85 إلى 90 درجة مئوية للصباغة لفترة من الوقت، ثم الاستمرار في التسخين حتى الغليان.

 

2. درجة حموضة حمام الصبغة

إضافة حمض في حمام الصباغة يمكن أن يمنع تفكك المجموعات الحمضية في ألياف الأكريليك، ويقلل من عدد المجموعات الأنيونية على الألياف، ويقلل من جاذبية كولومب بين الصبغة والألياف، ويقلل من معدل الصباغة. يكون تأثير الرقم الهيدروجيني على معدل الصباغة أكثر أهمية بالنسبة لألياف الأكريليك التي تحتوي على مجموعات حمض الكربوكسيل، ويكون معدل صباغة ألياف الأكريليك التي تحتوي على مجموعات حمض السلفونيك أقل تأثراً بدرجة الحموضة في حمام الصباغة. يجب التحكم في قيمة الرقم الهيدروجيني لحمام الصبغة بشكل معقول أثناء الصباغة. الأصباغ الكاتيونية بشكل عام ليست مقاومة للقلويات، وقيمة الرقم الهيدروجيني الأمثل للصباغة بشكل عام هي 4-4.5. عند صبغ الألوان الداكنة، يمكن أن تكون قيمة الرقم الهيدروجيني لحمام الصبغة أعلى، وينبغي إجراء صبغ الألوان الفاتحة عند قيمة الرقم الهيدروجيني أقل. يتم ضبط قيمة الرقم الهيدروجيني لحمام الصبغة بشكل عام باستخدام حمض الأسيتيك. لا يمكن لحمض الأسيتيك أن يقلل من قيمة الرقم الهيدروجيني لحمام الصبغة فحسب، بل يمكنه أيضًا تحسين قابلية ذوبان الصبغة. يمكن أن تؤدي إضافة خلات الصوديوم إلى حمام الصبغة في نفس الوقت إلى تثبيت قيمة الرقم الهيدروجيني لحمام الصبغة ضمن النطاق المطلوب.

 

3. المنحل بالكهرباء

يمكن أن تؤدي إضافة الشوارد الكهربائية، مثل كبريتات الصوديوم وملح الطعام وما إلى ذلك إلى حمام الصبغة، إلى تقليل معدل صبغ الأصباغ الكاتيونية ويكون لها تأثير صبغ بطيء. ليس للإلكتروليت أي تأثير تباطؤ واضح على الأصباغ بقيمة K التي تبلغ 1 ~ 1.5، وله تأثير تباطؤ على الأصباغ بقيمة K التي تبلغ 3 ~ 5. يتناقص تأثير الصباغة البطيء للإلكتروليت مع زيادة درجة حرارة الصباغة. عند صبغ الألوان الفاتحة، يمكن أن تكون كمية الإلكتروليت أعلى، حوالي 5% إلى 10% (owf)، ولا تتم إضافتها عند صبغ الألوان الداكنة.

 

4. المثبط

في الصباغة الكاتيونية، غالبًا ما يتم إضافة مثبط لتقليل معدل الصباغة والحصول على تأثير صباغة موحد. تشتمل مثبطات الصبغة الكاتيونية على مثبطات كاتيونية ومثبطات أنيونية.

المثبط الكاتيوني هو المثبط الأكثر استخدامًا للأصباغ الكاتيونية، ومعظمها عبارة عن خافض للتوتر السطحي الكاتيوني، مثل 1227 خافض للتوتر السطحي (عامل التسوية TAN)، 1631 خافض للتوتر السطحي (عامل التسوية IV). المثبط الكاتيوني لديه ميل لألياف الأكريليك. بالنسبة للمثبطات الكاتيونية ذات الجزيئات الصغيرة والتقارب المنخفض مع الألياف، نظرًا لمعدل الانتشار السريع، فإنها تحتل أولاً مقعد الصبغة على الألياف أثناء الصباغة. بعد دخول الصبغة الموجبة إلى الألياف، يكون التقارب بين المثبط والألياف أقل من الصبغة والألياف. سيتم استبدال تقارب الصبغة بالصبغة تدريجيًا، وبالتالي تقليل معدل الصباغة. لا ينبغي أن تكون كمية هذا النوع من المثبط كبيرة جدًا، وإلا فإن الصباغة سوف تتركز في مرحلة لاحقة من الصباغة، الأمر الذي سيؤدي إلى صباغة غير متساوية. بالنسبة لمثبطات الصبغة الكاتيونية ذات البنية الجزيئية المعقدة والألفة الأكبر مع الألياف، يمكنها التنافس مع الأصباغ الكاتيونية أثناء الصباغة، وبالتالي تقليل معدل امتصاص الصبغة للأصباغ الكاتيونية. ومع ذلك، نظرًا لأن المثبطات الكاتيونية تحتل موقعًا معينًا للصباغة في الألياف، ونتيجة لذلك، تقل نسبة امتصاص الصبغة الكاتيونية. كلما زادت كمية هذا النوع من المثبط الكاتيوني، كلما كان تأثير التثبيط أكثر أهمية، ولكن لون المادة المصبوغة يصبح أفتح. تعتمد كمية المثبط الكاتيوني على طبيعة وتركيز الصبغة المستخدمة. بالنسبة للأصباغ ذات قيمة K المنخفضة أو صبغ الألوان الفاتحة، تكون كمية المثبط الكاتيوني أعلى. بالنسبة للأصباغ ذات قيم K الأكبر أو صبغ الألوان الداكنة، تكون كمية المثبط أقل. تحتوي مثبطات الصبغة الكاتيونية أيضًا على قيم تشبع للألياف الأكريليكية، وهناك مشكلة في التوافق مع الأصباغ الكاتيونية. وينبغي استخدام الأصباغ الكاتيونية ذات الألفة الأعلى مع الأصباغ الكاتيونية ذات الألفة الأعلى. في وصفة الصباغة، يجب ألا يتجاوز مجموع كمية المثبط الكاتيوني والصبغة الكاتيونية قيمة تشبع الصباغة للألياف.

 

بالإضافة إلى المثبطات الكاتيونية المذكورة أعلاه، هناك نوع آخر من المثبطات الكاتيونية، وهي المثبطات الكاتيونية البوليمرية، مثل المثبط A. يحتوي هذا النوع من المثبطات على جزيء كبير بدرجة بلمرة تصل إلى عدة مئات. يحتوي كل جزيء كبير على عدة مئات من المجموعات الكاتيونية. لا يمكنها الدخول إلى الألياف ويمكنها فقط تغطية سطح الألياف، مما يزيد بشكل كبير من الجذب الكولومبي بين الصبغة الكاتيونية والألياف الأكريليكية. تقليل، وبالتالي تقليل معدل امتصاص الصبغة. إن قدرة التثبيط لهذا النوع من عوامل التثبيط أقوى من قدرة الفاعل بالسطح الكاتيوني، ولا تشغل مقعد الصبغ في الألياف، ولا تؤثر على قيمة تشبع الصباغة لألياف الأكريليك.

 

معظم المثبطات الأنيونية عبارة عن سلفونات هيدروكربونية عطرية سالبة الشحنة، والتي يمكن دمجها مع الأصباغ الكاتيونية لتكوين مركب منخفض الذوبان، ويتم تعليقها في حمام الصبغة بمساعدة إضافات غير أيونية. التقارب أقل. بعد إضافة فيتكس الصباغة البطيئة الأنيونية إلى حمام الصباغة، يتباطأ معدل امتصاص الصبغة بسبب انخفاض تركيز الكاتيونات الصبغية الحرة. مع زيادة درجة حرارة الصباغة، يتحلل المركب تدريجياً ويطلق كاتيونات صبغية حرة، بحيث يزيد معدل الصباغة تدريجياً، وذلك لتحقيق هدف التسوية. نظرًا لانخفاض قابلية ذوبان المعقد، ومن أجل تجنب الترسيب، فمن الضروري إضافة مادة خافضة للتوتر السطحي غير أيونية أثناء إضافة مثبط أنيوني. يمكن أن يؤدي استخدام المثبطات الأنيونية إلى تقليل نسبة امتصاص الصبغة بشكل أكبر من استخدام المثبطات الكاتيونية.

 

بعد استخدام المثبط الأنيوني، يمكن صبغ الأصباغ الكاتيونية والأصباغ الأنيونية في نفس الحمام، مما يخلق ظروفًا لصبغ الأقمشة المخلوطة بألياف الأكريليك في حمام واحد مع الأصباغ الكاتيونية/الأصباغ الحمضية والأصباغ الكاتيونية/ الأصباغ التفاعلية.