Klassifizierung und Färbeprinzip von Säurefarbstoffen

Säurefarbstoffe sind wasserlösliche Farbstoffe mit sauren Gruppen in der Struktur, die in sauren Medien gefärbt werden. Die meisten Säurefarbstoffe enthalten Natriumsulfonat, das wasserlöslich ist, eine helle Farbe hat und ein vollständiges Chromatogramm aufweist. Säurefarbstoffe sind wasserlösliche anionische Farbstoffe, die hauptsächlich zum Färben von Wolle, Seide, Nylon usw. verwendet werden und im Allgemeinen keine Färbekraft für Zellulosefasern haben.

Im Vergleich zu Direktfarbstoffen Säurefarbstoffe haben eine einfache Struktur, es fehlen lange konjugierte Doppelbindungen und koplanare Strukturen, daher haften sie nicht direkt an Zellulosefasern und können nicht zum Färben von Zellulosefasern verwendet werden. Verschiedene Arten von Säurefarbstoffen haben aufgrund unterschiedlicher Molekülstrukturen unterschiedliche Färbeeigenschaften und auch die verwendeten Färbemethoden sind unterschiedlich. Die Lichtechtheit und Nassechtheit von Säurefarbstoffen variiert je nach Farbstoffart stark.

Klassifizierung von Säurefarbstoffen

Gemäß der chemischen Strukturklassifizierung Säurefarbstoffe können in Azo-, Anthrachinon-, Triarylmethan- und andere Kategorien unterteilt werden.

①Azo-Typ: Einzel- und Doppelazofarbstoffe, hauptsächlich helle Farben (Gelb, Orange, Rot, Lila, Blau), die Anzahl der Sorten macht die Mehrheit aus;

②Anthrachinon-Typ: Monoanthrachinon ist der Haupttyp, hauptsächlich dunkle (lila, blaue, grüne) Sorten belegen den zweiten Platz mit der besten Lichtechtheit.

③Triarylmethan-Typ: helle Farbe, hohe Festigkeit, hauptsächlich violett, blau und grün, mit der schlechtesten Lichtechtheit.

Säurefarbstoffe werden entsprechend ihrer chemischen Struktur und ihren Färbebedingungen in starke Säuren, schwache Säuren, saure Medien, Säurekomplexfarbstoffe usw. eingeteilt.

Starker Säurefarbstoff: Der am frühesten entwickelte Säurefarbstoff erfordert eine starke Färbung saures Färbebad. Seine Molekülstruktur ist einfach, das Molekulargewicht ist niedrig und es enthält Sulfon- oder Carboxylgruppen. Der Anteil an Sulfonsäuregruppen im Molekül ist groß. Starke Wasserbasis, schwache Hydrophobie, gute Wasserlöslichkeit, geringe Affinität zu Wolle, Transferfärbung auf Wolle, gleichmäßiges Färben, daher wird es auch als Säurefarbstoff bezeichnet, aber der Farbton ist nicht tief, die Waschechtheit ist schlecht und die Wolle wird beim Färben beschädigt und die gefärbte Wolle fühlt sich schlecht an. Es muss in einem starken Säurebad gefärbt werden, um eine hohe Farbstoffaufnahme und eine helle Farbe zu erhalten. Es eignet sich zum Färben heller und mittlerer Farben und wird hauptsächlich zum Färben von Wolle verwendet.

Schwache Säurefarbstoffe: In starken Säurefarbstoffe , schwache Säurefarbstoffe werden durch Erhöhung des Molekulargewichts, Einführung von Gruppen wie Arylsulfongruppen oder Einführung langer Kohlenstoffketten erzeugt. Die Molekülstruktur ist relativ komplex, der Anteil der Sulfonsäuregruppen im Molekül ist relativ gering, die Hydrophilie, der Aggregationsgrad und die Löslichkeit in der wässrigen Lösung sind mittel, die Affinität zu Wolle ist relativ groß, die Migrations- und Egalisierungseigenschaften sind etwas schlecht und die Nassbehandlung hat eine gute Echtheit, kann Wolle in schwach saurem Medium färben, keine Schädigung der Wolle, dunklerer Farbton, verbesserte Echtheit, aber schlechte Egalität.

Saurer Beizfarbstoff: An Säurefarbstoff , der auf dem Stoff einen Metallkomplex bildet, nachdem er mit einem Metallsalz (z. B. Chromsalz, Kupfersalz usw.) als Beizmittel behandelt wurde. Beizfärbeverfahren sind aufwändiger, dafür sind die Eigenschaften Lichtechtheit, Waschechtheit und Reibechtheit besser.

Säurekomplexfarbstoffe: Es entsteht durch Komplexierung einiger Säurefarbstoffe mit Metallen wie Chrom und Kobalt. Es ist wasserlöslich und weist eine ausgezeichnete Lichtechtheit und Lichtechtheit auf. Seine Farbstoffmatrix ähnelt Säurebeizfarbstoffen, bei der Herstellung von Farbstoffen wurden jedoch Metallatome in Azofarbstoffmoleküle eingeführt, und das Verhältnis von Metallatomen zu Farbstoffmolekülen beträgt 1:1, daher wird es auch als 1:1-Metallkomplexfarbstoff bezeichnet. Zum Färben ist kein Beizmittel erforderlich. Es muss in einem starken Säurebad gefärbt werden, da dies die Wolle schädigt.

Eine andere Art von Säurekomplexfarbstoffen enthält keine Sulfonsäuregruppen in ihren Molekülen, sondern hydrophile Gruppen wie Sulfonylaminogruppen. Das Verhältnis von Metallatomen zu Farbstoffmolekülen im Molekül beträgt 1:2, daher werden sie auch 1:2-Metallkomplexfarbstoffe genannt. Es wird in einem neutralen oder schwach sauren Medium gefärbt und wird daher als Neutralfarbstoff oder auch als mahlbeständiger Säurefarbstoff bezeichnet. Der Farbstoff hat eine komplexe Struktur, ein großes Molekulargewicht, einen geringen Anteil an Sulfonsäuregruppen im Molekül und einen großen Anteil an hydrophoben Teilen. Schlechte Wasserlöslichkeit, hohe Affinität zu Wolle und anderen Fasern, schlechte Migrations- und Egalitätseigenschaften, oft in einem nahezu neutralen Bad gefärbt, die Farbe ist nicht hell genug, die Bügel- und Nassverarbeitungsechtheit ist gut.

Das Grundprinzip des Färbens

Säurefarbstoffe werden hauptsächlich zum Färben von Proteinfasern und Nylon verwendet. Sie enthalten nahezu äquivalente Mengen an Amino- und Carboxylgruppen H2N-W-COOH auf Woll-, Seiden- und Polyamidfasern. Wenn die Fasern in die wässrige Lösung gelangen, dissoziieren die Amino- und Carboxylgruppen im Wasser. Bildet Zwitterion +H3N-W-COO. Der pH-Wert des isoelektrischen Punkts der Wolle beträgt 4,2 bis 4,8. Wenn der pH-Wert der Lösung über dem isoelektrischen Punkt liegt, ist die Faseroberfläche negativ geladen; Wenn der pH-Wert der Lösung unter dem isoelektrischen Punkt der Faser liegt, ist die Faseroberfläche positiv geladen.

Die Säurefarbstoffe ionisieren im Färbebad zu D-SO3- und Na+. Im stark sauren Färbebad wird die Oberfläche der Faser positiv und die Farbstoffionen negativ geladen. Die Faser und der Farbstoff werden durch ionische Bindungen verbunden; Im schwach sauren Bad und im Medium Im Bad ist die Oberfläche der Faser negativ geladen, und das Farbstoffion ist ebenfalls negativ geladen. Zu diesem Zeitpunkt werden die Faser und der Farbstoff durch Van-der-Waals-Kräfte und Wasserstoffbrückenbindungen verbunden.