Warum agglomerieren Reaktivfarbstoffe?

Reaktivfarbstoffe haben einen sehr guten Lösungszustand in Wasser. Reaktive Farbstoffe beruhen hauptsächlich auf der Sulfonsäuregruppe am Farbstoffmolekül, um sich in Wasser aufzulösen. -Ethylsulfonylsulfat ist ebenfalls eine sehr gute lösungsvermittelnde Gruppe.

In der wässrigen Lösung unterliegt das Natriumion an der Sulfonsäuregruppe und der -Ethylsulfonsulfatgruppe einer Hydratationsreaktion, wodurch der Farbstoff ein Anion bildet und sich in Wasser löst. Beim Färben von Reaktivfarbstoffen kommt es darauf an, dass die negativen Ionen der Farbstoffe die Fasern färben. Die Löslichkeit von Reaktivfarbstoffen beträgt mehr als 100 g/L. Die Löslichkeit der meisten Farbstoffe beträgt 200–400 g/L, einige Farbstoffe können sogar 450 g/L erreichen. Während des Färbevorgangs nimmt jedoch aus verschiedenen Gründen die Löslichkeit des Farbstoffs ab (oder er wird sogar vollständig unlöslich).

Wenn die Löslichkeit des Farbstoffs abnimmt, wandelt sich ein Teil des Farbstoffs von einem einzelnen freien Anion in ein Partikel um, da die Ladungsabstoßung zwischen den Partikeln stark verringert wird.

Partikel und Partikel ziehen sich gegenseitig an und erzeugen eine Agglomeration. Bei dieser Art der Agglomeration sammeln sich die Farbstoffpartikel zunächst zu Agglomeraten, verwandeln sich dann in Agglomerate und schließlich in Flocken. Obwohl es sich bei den Flocken um eine lose Ansammlung handelt, ist es aufgrund der elektrischen Doppelschicht, die durch die positiven und negativen Ladungen um sie herum gebildet wird, schwierig, sie durch die Scherkraft während der Zirkulation der Färbeflotte zu zersetzen, und die Flocken bleiben leicht im Stoff. Niederschlag auf der Oberfläche, was zu Fleckenbildung oder Verschmierungen auf der Oberfläche führt.

Sobald die Farbstoffe eine solche Agglomeration erzeugen, wird die Färbeechtheit erheblich verringert und gleichzeitig werden unterschiedliche Farbgrade von Blumen, Flecken und Flecken verursacht. Bei einigen Farbstoffen beschleunigt sich die Aggregation der Flocken unter der Scherkraft der Färbeflotte weiter, was zu Dehydrierung und Aussalzen führt. Sobald es zum Aussalzen kommt, wird die Farbe der Färbung extrem hell oder gar nicht gefärbt, selbst wenn sie gefärbt ist, wird sie stark gefärbt und fleckig.

Der Hauptgrund für die Agglomeration von Farbstoffen sind Elektrolyte. Im Färbeprozess sind die Hauptelektrolyte Färbebeschleuniger (Yuanming-Pulver und Salz). Die Farbstoffbeschleuniger enthalten Natriumionen, während das Natriumionenäquivalent in den Farbstoffmolekülen viel geringer ist. Aufgrund der Natriumionenäquivalentzahl des Farbstoffbeschleunigers hat die normale Konzentration des Farbstoffbeschleunigers im normalen Färbeprozess keinen großen Einfluss auf die Löslichkeit des Farbstoffs im Färbebad.

Wenn jedoch die Menge an Farbbeschleuniger zunimmt, erhöht sich entsprechend auch die Konzentration an Natriumionen in der Lösung. Überschüssige Natriumionen hemmen die Ionisierung von Natriumionen an den sich auflösenden Gruppen von Farbstoffmolekülen und verringern dadurch die Löslichkeit von Farbstoffen. Wenn die Konzentration des Farbbeschleunigers 200 g/L übersteigt, agglomerieren die meisten Farbstoffe in unterschiedlichem Maße. Wenn die Konzentration des Farbstoffbeschleunigers 250 g/L übersteigt, wird der Aggregationsgrad verstärkt, es bilden sich zunächst Agglomerate und dann unter der Scherkraft der Farbstofflösung schnell Agglomerate und Flocken. Bei einigen Farbstoffen mit geringer Löslichkeit wird ein Teil des Salzes ausgefällt und sogar entwässert.

Auch die Antikoagulations- und Aussalzbeständigkeit von Farbstoffen mit unterschiedlicher Molekülstruktur ist unterschiedlich. Je geringer die Löslichkeit, desto schlechter ist die Antikoagulations- und Aussalzbeständigkeit. Die Löslichkeit von Farbstoffen wird hauptsächlich durch die Anzahl der Sulfonsäuregruppen und die Anzahl der β-Ethylsulfonsulfate im Farbstoffmolekül bestimmt.

Gleichzeitig gilt: Je größer die Hydrophilie des Farbstoffmoleküls, desto höher die Löslichkeit, und je kleiner die Hydrophilie, desto geringer die Löslichkeit. (Zum Beispiel sind Farbstoffe mit Azostruktur hydrophiler als Farbstoffe mit heterozyklischer Struktur.) Darüber hinaus gilt: Je größer die Molekülstruktur des Farbstoffs, desto geringer die Löslichkeit, und je kleiner die Molekülstruktur, desto höher die Löslichkeit.