Was sind Direktfarbstoffe und ihre Anwendung?

Was sind Direktfarbstoffe und ihre Anwendung?

 

Direktfarbstoffe sind Farbstoffe, die ohne Beizmittel in Medien mit neutraler und schwacher Bindungsphase erhitzt und gekocht werden können. Direktfarbstoffe entstehen durch die Kombination der Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Direktfarbstoffen und Baumwollfasern und den Van-der-Waals-Kräften. Wird hauptsächlich in der Faser-, Seiden-, Baumwollspinn-, Leder- und anderen Industriezweigen verwendet, aber auch in der Papierherstellung und anderen Industriezweigen. Direktfarbstoffe können entsprechend ihrer Struktur in Azo-, Stilben- und andere Typen unterteilt werden. Entsprechend der Anwendungsklassifizierung gibt es hauptsächlich gewöhnliche Direktfarbstoffe, direkte lichtechte Farbstoffe und direkte Azofarbstoffe.

Direktfarbstoffe verfügen über wasserlösliche Gruppen wie Sulfonsäuregruppen (-SO3H) oder Carboxylgruppen (-COOH), die in einer linearen Molekülstruktur angeordnet sind. Die aromatische Ringstruktur liegt in der gleichen Ebene, sodass der Direktfarbstoff eine größere Affinität zur Cellulosefaser hat. Es kann direkt in einem neutralen Medium gefärbt werden. Solange der Farbstoff in trockenem Wasser gelöst ist, kann er gefärbt werden.

 

Der Farbstoff wird von der Faser in der Lösung an der Oberfläche adsorbiert und diffundiert dann kontinuierlich in den amorphen Bereich der Faser, wobei er eine Wasserstoffbindung und eine Kombination der Van-der-Waals-Kräfte mit dem Fasermakromolekül bildet. Zu den abgeleiteten Farbstoffen gehören direkte lichtechte Farbstoffe und direkte Kupfersalzfarbstoffe.

 

Direktfarbstoffe enthalten wasserlösliche Gruppen wie -SO3Na und -COONa, und ihre Löslichkeit nimmt mit steigender Temperatur deutlich zu. Bei schlecht löslichen Direktfarbstoffen kann Soda hinzugefügt werden, um das Auflösen zu erleichtern. Direktfarbstoffe sind nicht beständig gegen hartes Wasser und die meisten von ihnen können sich mit Calcium- und Magnesiumionen zu unlöslichen Niederschlägen verbinden, die Flecken auf gefärbten Stoffen verursachen. Daher müssen Direktfarbstoffe in weichem Wasser gelöst werden. Weist das Färbewasser bei der Herstellung eine hohe Härte auf, kann Soda oder Natriumhexametaphosphat zugesetzt werden, was die Auflösung des Farbstoffs begünstigt und eine wasserenthärtende Wirkung hat.

 

Direktfarbstoffe wirken direkter auf Zellulosefasern als andere Farbstoffe. Dies ist hauptsächlich auf das große Molekulargewicht der Direktfarbstoffe, die lineare Molekülstruktur, die gute Symmetrie, das lange Konjugationssystem, die gute Koplanarität und die großen Van-der-Waals-Kräfte zwischen Farbstoff- und Fasermolekülen zurückzuführen. Gleichzeitig enthält das Direktfarbstoffmolekül Aminogruppen, Hydroxylgruppen, Azogruppen und andere Gruppen, die Wasserstoffbrückenbindungen mit den Hydroxylgruppen in Zellulosefasern und den Hydroxylgruppen und Aminogruppen in Proteinfasern bilden können, um die Direktheit des Farbstoffs weiter zu verbessern.

 

Beim Einsatz von Direktfarbstoffen zum Färben von Zellulosefasern spielt Salz eine Rolle bei der Beschleunigung des Färbens. Der farbstofffördernde Mechanismus besteht darin, dass der Direktfarbstoff in der Lösung in Pigmentanionen dissoziiert und die Cellulosefaser färbt. Auch im Wasser ist die Zellulosefaser negativ geladen. Zwischen Farbstoff und Faser kommt es zu einer Ladungsabstoßung. Die Zugabe von Salz zur Färbelösung kann die Ladungsabstoßung verringern und die Färbegeschwindigkeit und den Färbeprozentsatz erhöhen. Verschiedene Direktfarbstoffsalze haben unterschiedliche Beschleunigungswirkungen. Das Salz wirkt direkt auf Farbstoffe mit mehr Sulfonsäuregruppen im Molekül, das Salz hat eine signifikante Wirkung bei der Förderung des Färbens und das Salz sollte bei der Beschleunigung des Färbens in Chargen zugegeben werden, um eine gleichmäßige Färbung des Farbstoffs zu gewährleisten. Direktfarbstoffe mit einem geringen Färbeanteil erfordern mehr Salz, und die spezifische Dosierung kann je nach Farbstofftyp und Färbetiefe bestimmt werden. Bei hellen Produkten mit hohem Färbebedarf sollte die Salzmenge entsprechend reduziert werden, um lokale ungleichmäßige Färbungen und Fleckenfehler wie farbige Blumen zu vermeiden.