Qu'est-ce qu'un colorant cationique ?

Les colorants cationiques sont une sorte de colorants textiles, également appelés colorants basiques et colorants basiques . Dissous dans l'eau, il est à l'état cationique. Les colorants cationiques sont solubles dans l'eau et s'ionisent en solution aqueuse pour générer des colorants avec des ions colorés chargés positivement. Le cation du colorant peut se combiner avec le groupe acide du troisième monomère du tissu pour teindre la fibre. C'est un colorant spécial pour la teinture des fibres acryliques. Il présente les avantages d'une haute résistance, d'une couleur vive et d'une bonne résistance à la lumière.

Les colorants cationiques ont une grande affinité pour les fibres acryliques et, en raison de leur absorption rapide et de leur diffusion lente pendant la teinture, une teinture inégale est facile à produire. Une fois qu'une teinture inégale se produit, il est difficile de la corriger en prolongeant le temps de teinture. Lors de la teinture avec des colorants cationiques, afin d'obtenir des résultats de teinture uniformes, le taux de teinture doit être réduit de manière appropriée. Outre les types de fibres acryliques, les facteurs affectant le taux de teinture des colorants cationiques sont les suivants :

 

1. Température

La température est un facteur important dans le contrôle du nivellement. Lorsque les fibres acryliques sont teintes avec des colorants cationiques, elles sont rarement teintes en dessous de 75°C. Lorsque la température de teinture atteint la température de transition vitreuse (75-85°C) de la fibre, le taux d'absorption du colorant augmente rapidement. Par conséquent, lorsque la température de teinture atteint la température de transition vitreuse de la fibre, la température doit être augmentée lentement, généralement de 1°C toutes les 2 à 4 minutes. Il peut également être conservé à 85 ～ 90 ℃ pour la teinture pendant un certain temps, puis continuer à chauffer jusqu'à ébullition.

 

2. pH du bain de teinture

L'ajout d'acide dans le bain de teinture peut inhiber la dissociation des groupes acides dans la fibre acrylique, réduire le nombre de groupes anioniques sur la fibre, réduire l'attraction coulombienne entre le colorant et la fibre et réduire le taux de teinture. L'effet du pH sur la vitesse de teinture est plus significatif pour les fibres acryliques contenant des groupes acide carboxylique, et la vitesse de teinture des fibres acryliques contenant des groupes acide sulfonique est moins affectée par le pH du bain de teinture. La valeur du pH du bain de teinture doit être raisonnablement contrôlée pendant la teinture. Les colorants cationiques ne sont généralement pas résistants aux alcalis et la valeur optimale du pH pour la teinture est généralement de 4 à 4,5. Lors de la teinture de couleurs foncées, la valeur du pH du bain de teinture peut être plus élevée et la teinture des couleurs claires doit être effectuée à une valeur de pH plus faible. Le pH du bain de teinture est généralement ajusté avec de l'acide acétique. L'acide acétique peut non seulement réduire la valeur du pH du bain de teinture, mais également améliorer la solubilité du colorant. L'ajout simultané d'acétate de sodium au bain de teinture peut stabiliser la valeur du pH du bain de teinture dans la plage requise.

 

3. Électrolyte

L'ajout d'électrolytes, tels que le sulfate de sodium, le sel de table, etc. au bain de teinture, peut réduire le taux de teinture des colorants cationiques et avoir un effet de teinture lent. L'électrolyte n'a pas d'effet ralentisseur évident sur les colorants avec une valeur K de 1 à 1,5, et a un effet ralentisseur sur les colorants avec une valeur K de 3 à 5. L'effet de teinture lente de l'électrolyte diminue avec l'augmentation de la température de teinture. Lors de la teinture de couleurs claires, la quantité d'électrolyte peut être plus élevée, d'environ 5 % à 10 % (owf), et ne pas être ajoutée lors de la teinture de couleurs sombres.

 

4. Ralentisseur

Dans la teinture cationique, un retardateur est souvent ajouté pour réduire le taux de teinture et obtenir un effet de teinture uniforme. Les retardateurs de colorants cationiques comprennent les retardateurs cationiques et les retardateurs anioniques.

Le retardateur cationique est le retardateur le plus couramment utilisé pour les colorants cationiques, dont la plupart sont des tensioactifs cationiques, tels que le tensioactif 1227 (agent de nivellement TAN), le tensioactif 1631 (agent de nivellement IV). Le retardateur cationique a une affinité pour la fibre acrylique. Pour les retardateurs cationiques à petites molécules et à faible affinité avec les fibres, en raison de leur taux de diffusion rapide, ils occupent d'abord le siège du colorant sur la fibre lors de la teinture. Une fois que le cation du colorant pénètre dans la fibre, l'affinité entre le retardateur et la fibre est inférieure à celle du colorant et de la fibre. L'affinité du colorant sera progressivement remplacée par le colorant, réduisant ainsi le taux de teinture. La quantité de ce type de retardateur ne doit pas être trop importante, sinon la teinture sera concentrée dans les étapes ultérieures de la teinture, ce qui entraînera une teinture inégale. Pour les retardateurs de colorants cationiques ayant une structure moléculaire complexe et une plus grande affinité avec les fibres, ils peuvent entrer en compétition avec les colorants cationiques pendant la teinture, réduisant ainsi le taux d'absorption des colorants cationiques. Cependant, comme les retardateurs cationiques occupent une certaine position de teinture dans la fibre, le pourcentage d'absorption du colorant cationique est réduit. Plus la quantité de ce type de retardateur cationique est élevée, plus l'effet retardateur est important, mais la couleur du matériau teint devient plus claire. La quantité de retardateur cationique dépend de la nature et de la concentration du colorant utilisé. Pour les colorants à faible valeur K ou pour la teinture de couleurs claires, la quantité de retardateur cationique est plus élevée. Pour les colorants avec des valeurs K plus élevées ou pour la teinture de couleurs foncées, la quantité de retardateur est inférieure. Les retardateurs de colorants cationiques ont également des valeurs de saturation pour les fibres acryliques, et il existe un problème de compatibilité avec les colorants cationiques. Les colorants cationiques ayant une affinité plus élevée doivent être utilisés avec des colorants cationiques ayant une affinité plus élevée. Dans la prescription de teinture, la somme de la quantité de retardateur cationique et de colorant cationique ne doit pas dépasser la valeur de saturation de teinture de la fibre.

 

Outre les retardateurs cationiques mentionnés ci-dessus, il existe un autre type de retardateurs cationiques, à savoir les retardateurs cationiques polymères, tels que le retardateur A. Ce type de retardateur possède une grosse molécule avec un degré de polymérisation de plusieurs centaines. Chaque macromolécule contient plusieurs centaines de groupes cationiques. Il ne peut pas pénétrer dans la fibre et ne peut couvrir que la surface de la fibre, ce qui augmente considérablement l'attraction coulombienne entre le colorant cationique et la fibre acrylique. Réduire, réduisant ainsi le taux d’absorption du colorant. La capacité retardatrice de ce type d'agent retardateur est plus forte que celle du tensioactif cationique, n'occupe pas le siège du colorant dans la fibre et n'affecte pas la valeur de saturation de teinture de la fibre acrylique.

 

La plupart des retardateurs anioniques sont des sulfonates d'hydrocarbures aromatiques chargés négativement, qui peuvent être combinés avec des colorants cationiques pour former un complexe faiblement soluble et sont mis en suspension dans le bain de teinture à l'aide d'additifs non ioniques. L'affinité est moindre. Après avoir ajouté du vitex de teinture anionique lente au bain de teinture, le taux d'absorption du colorant est ralenti en raison de la réduction de la concentration en cations libres du colorant. À mesure que la température de teinture augmente, le composé se décompose progressivement et libère des cations de colorant libres, de sorte que le taux de teinture augmente progressivement, de manière à atteindre l'objectif de nivellement. En raison de la faible solubilité du complexe, afin d'éviter toute précipitation, il est nécessaire d'ajouter un tensioactif non ionique tout en ajoutant un retardateur anionique. L'utilisation de retardateurs anioniques peut réduire le pourcentage d'absorption du colorant de manière plus significative qu'avec des retardateurs cationiques.

 

Après avoir utilisé un retardateur anionique, les colorants cationiques et anioniques peuvent être teints dans le même bain, ce qui crée des conditions pour la teinture en un seul bain de tissus mélangés à des fibres acryliques avec des colorants cationiques/colorants acides et des colorants cationiques/ colorants réactifs..