Método para melhorar a solubilidade do corante ácido

Os tons ácidos, diretos e reativos são todos os tons solúveis em água, e a produção em 2001 foi de 30.000 toneladas, 20.000 toneladas e 45.000 toneladas, respectivamente. No entanto, durante muito tempo, as empresas de tintas do meu país prestaram mais atenção ao desenvolvimento e à investigação de novas tintas estruturais, enquanto a investigação sobre o processamento posterior de tintas é relativamente frágil. Os reativos de padronização comumente usados ​​para corantes solúveis em água incluem sulfato de sódio (polvo de yuanming), dextrina, compostos de almidón, sacarosa, ureia, sulfonato de formaldeído de naftaleno, etc. , mas não pode satisfazer as necessidades dos diferentes processos de impressão e padrão na indústria de impressão e design. Embora o custo dos diluentes de tinta mencionados acima seja relativamente baixo, a umectabilidade e a solubilidade em água são relativamente baixas, pois é difícil satisfazer as necessidades do mercado internacional e só pode ser exportado como tons originais. Por isso, na comercialização de tintas solúveis em água, a umectabilidade e a solubilidade em água das tintas são problemas urgentes, e deve-se confiar nos auxiliares correspondentes.

Tratamento umectante de tintas.

Em um sentido amplo, a umectação é a substituição de um fluido (deveria ser um gás) em uma superfície por outro. Especificamente, a interface de pó ou granular deve ser uma interface de gás/sólido, e o processo de umectação ocorre quando o líquido (água) substitui o gás na superfície da partícula. Você pode ver que a umectação é um processo físico superficial entre substâncias. No processamento posterior das tintas, a umectação no menu desempenha um papel importante. Geralmente, os tons são processados ​​em formas sólidas, como polvo ou grânulos, que devem ser umedecidos quando usados. Por isso, a umectabilidade da tonalidade afetará diretamente o efeito da aplicação. Por exemplo, durante o processo de dissolução, não é desejável que o corante seja difícil de umedecer e flutuar na superfície da água. Com a melhoria contínua dos requisitos de qualidade dos tons na atualidade, o rendimento da umectação foi utilizado como um dos indicadores para medir a qualidade dos tons. A energia superficial da água é de 72,75 mN/ma 20 °C, que diminui com o aumento da temperatura, enquanto a energia superficial dos sólidos permanece basicamente inalterada, geralmente por baixo de 100 mN/m. Em geral, metais e óxidos, substâncias inorgânicas, etc. são fáceis de umedecer, pois são conhecidos como alta energia superficial. A energia superficial dos sólidos orgânicos e polímeros é comparável à dos líquidos em geral, o que é denominado baixa energia superficial, mas varia de acordo com o tamanho das partículas do sólido e o grau de porosidade. Quanto maior for a energia, seu tamanho depende do substrato. . Por isso, o tamanho da partícula da tonalidade deve ser pequeno. Depois de a tinta ser comercializada por salificação e molienda em diferentes meios, o tamanho da partícula da tonalidade se torna mais fino, a cristalinidade diminui e a fase cristalina muda, o que aumenta a energia superficial. del matiz e facilita a umectação.

Tratamento de solubilidade de tons ácidos

Com o uso de uma pequena proporção de licor e um processo de teor contínuo, o grau de automatização da impressão e do teor é melhorado continuamente, o aparecimento de reflexos e massas automáticas e a introdução de corantes líquidos exigem a preparação de alta concentração e alta estabilidade. licores colorantes e pastas de estampagem. No entanto, na atualidade, a solubilidade dos corantes ácidos, reativos e diretos nos produtos corantes domésticos é de apenas uns 100 g/L, especialmente os corantes ácidos, e algumas variedades são incluídas até uns 20 g/L. A solubilidade dos tons está relacionada com a estrutura molecular dos tons. Quanto maior for o peso molecular e menos grupos de ácido sulfônico, menor será a solubilidade; pelo contrário, maior será a solubilidade. Além disso, o processamento comercial das tonalidades é extremamente importante, incluindo o modo de cristalização, o grau de molienda, o tamanho das partículas e a adição de aditivos das tonalidades, o que afetará a solubilidade das tonalidades. Quando a tinta é mais facilmente ionizada, sua solubilidade é maior na água. No entanto, a comercialização e padronização dos tons tradicionais consiste em aplicar uma grande quantidade de eletrólitos, como pó de yuanming e sal de mesa. Uma grande quantidade de Na+ na água reduz a solubilidade dos tons na água. Portanto, para melhorar a solubilidade dos corantes solúveis em água, primeiro, não se adicione eletrolito aos corantes comerciais.

Aditivos e Solubilidade

(1) Compostos alcoólicos e codisolventes de ureia

Dado que os corantes solúveis na água contêm uma quantidade de grupos de ácido sulfônico e grupos de ácido carboxílico, as partículas de corante se dissociam facilmente em solução aquosa e possuem uma quantidade de cargas negativas. Quando se adiciona um codisolvente que contém um grupo formador de laços de hidrogênio, forma-se uma capa protetora de íons hidratados na superfície do íon corante, que promove a ionização e dissolução da molécula corante para melhorar a solubilidade. Os polióis como o éter de dietilenglicol, o tiodietanol, o polietilenglicol, etc. são utilizados normalmente como codisolventes para tons solúveis em água. Devido a que pode formar laços de hidrogênio com os corantes, a superfície dos íons do corante forma uma capa protetora de íons hidratados, o que evita a aglomeração molecular do corante e as interações intermoleculares, e promove a ionização e dissociação do corante.

(2) Surfactantes não iônicos

Agregar certo surfactante não iônico à tonalidade pode debilitar a força de união entre as moléculas de tonalidade e as moléculas, acelerar a ionização e fazer com que as moléculas de tonalidade formem micelas em água com boa dispersão. Los tintes polares forman micelas. Las moléculas solubilizantes formam a compatibilização do vermelho para melhorar a solubilidade, como éter ou éster de polioxietileno. No entanto, se faltarem grupos hidrofobos fortes na molécula de codisolvente, os efeitos de dispersão e solubilização sobre as micelas formadas pela tonalidade são fracos e a melhor solubilidade não é significativa. Por isso, tente escolher um solvente que contenha um anel aromático que possa formar um laço hidrofóbico com a tonalidade. Por exemplo, éter de alquilfenol polioxietilo, emulsionante de éster de polioxietilo sorbitán e outros como éter de polialquilfenilfenol polioxietilo.

⑶ dispersante de lignosulfonato

O dispersante tem uma grande influência na solubilidade do corante, escolher um bom dispersante dependendo da estrutura do corante é de grande ajuda para melhorar a solubilidade do corante. Em tons solúveis em água, para evitar a adsorção mútua (força de van der Waals) e a aglomeração entre as moléculas de tinta, tem um efeito claro. Entre os dispersantes, o lignosulfonato é o mais eficaz e existe estudos domésticos a respeito.

A estrutura molecular dos corantes dispersos não contém grupos hidrofílicos fortes, mas apenas grupos polares fracos, por isso só tem uma hidrofilia fraca e a solubilidade real é muito pequena. A maior parte das cores dispersas só pode dissolver 0,1 ~ 10 mg/L.

A solubilidade dos corantes dispersos está relacionada aos seguintes fatores:

Estrutura molecular

A solubilidade dos corantes dispersos em água aumenta com a diminuição da parte hidrófoba e o aumento da parte hidrófila (massa e quantidade de grupos polares) na molécula do corante. É dito que os corantes com peso molecular relativamente pequenos e grupos polares mais fracos, como -OH e -NH2, têm maior solubilidade. A massa molecular relativa é maior e os corantes com grupos polares menos débeis têm uma solubilidade relativamente baixa. Como o vermelho disperso (I), em M=321, a solubilidade a 25 °C é inferior a 0,1 mg/li a solubilidade a 80 °C é de 1,2 mg/l. Vermelho disperso (Ⅱ), em M=352, a solubilidade em 25 ℃ é de 7,1 mg/li e a solubilidade em 80 ℃ é de 240 mg/l.

dispersante

Nos tons dispersos em pó, o conteúdo de tons puros é geralmente de 40% a 60%, e o resto é dispersante, agente a teste de pó, agente protetor, pó Yuanming, etc.

O agente dispersante (agente difusor) não pode apenas recuperar os grãos finos da tinta em micelas hidrofílicas e dispersá-los de maneira estável em água, mas também pode formar micelas depois de exceder a concentração crítica de micelas, o que dispersará alguns dos grãos diminutos de tinta. nas micelas se produz o chamado fenômeno de 'solubilização', aumentando assim a solubilidade dos corantes. Além disso, quanto maior for a qualidade do dispersante, quanto maior for a concentração, maior será a solubilização e o efeito de solubilização.

Deve-se notar que o efeito de solubilização do dispersante em corantes dispersos com diferentes estruturas é diferente, e a diferença é muito grande; o efeito de solubilização do dispersante em corantes dispersos diminui com o aumento da temperatura da água, que é exatamente o mesmo que o da temperatura da água sobre os corantes dispersos, a solubilidade tem o efeito contrário.

Depois que os grãos de cristal hidrofóbicos do corante disperso e o dispersante formarem partículas coloidais hidrofílicas, a estabilidade da dispersão melhorará significativamente. Além disso, essas micelas de tonalidade também “suministram” a tonalidade durante o processo de teñido. Porque, depois de as moléculas de corante em estado disuelto serem adsorvidas pelas fibras, os corantes 'almacenados' nas partículas coloidais serão liberados por um tempo para manter o equilíbrio de dissolução dos corantes.

O estado de existência de corantes dispersos em líquido de dispersão.

1 - Molécula dispersante

2- Cristalitos colorantes (solubilizados)

3-Micelas dispersantes

Monomoléculas de 4 corantes (disueltas)

5- Grãos de cor

6-Grupo lipofílico dispersante

7-Grupo hidrofílico dispersante

8-Íon de sódio (Na+)

9 - Agregados de cristais coloridos

No entanto, se a “força de coesão” entre a tinta e a dispersão for muito grande, o “suministro” da única molécula de tinta se atrasará ou produzirá o fenômeno de “escassez de suprimento”. Por isso, reduzirá diretamente a taxa de Teñido e a porcentagem de Teñido de Equilíbrio, o que dará como resultado um Teñido Lento e uma Cor Clara.

Se você pode selecionar e usar dispersantes, não deve apenas considerar a estabilidade de dispersão dos tons, mas também a influência na coloração dos tons.

(3) Temperatura da solução de tonalidade

A solubilidade dos corantes dispersos na água aumenta com o aumento da temperatura da água. Por exemplo, a solubilidade do amarelo disperso em água a 80 °C é 18 vezes maior que a 25 °C. A solubilidade do vermelho dispersa em água a 80°C é 33 vezes maior que a 25°C. A solubilidade do azul disperso em água a 80 °C é 37 vezes maior que a 25 °C. Se a temperatura da água for superior a 100°C, a solubilidade dos corantes dispersos aumentará muito mais.

Um registro especial aqui: esse recurso de dissolução de cores dispersas trará riscos ocultos em aplicativos práticos. Por exemplo, quando o licor de tinta está com a qualidade ideal, o licor de tinta com alta temperatura flui para o lugar com baixa temperatura. o que resulta em uma diminuição da taxa de absorção.

(4) forma de cristal de tonalidade

Alguns corantes dispersos têm o fenômeno de 'isomorfismo'. É dito que o mesmo corante disperso formará diversas formas cristalinas, como agulhas, varillas, escamas, granulados, blocos, etc. Durante o processo de aplicação, especialmente quando tiver a 130 °C, essas formas cristalinas menos estáveis ​​se transformarão em formas cristalinas mais estáveis.

Vale a pena sinalizar que as formas cristalinas mais estáveis ​​têm uma solubilidade maior e as formas cristalinas menos estáveis ​​têm uma solubilidade relativamente menor. Isso afeta diretamente a taxa de absorção do corante e a porcentagem de absorção.

(5) tamanho de partícula

Geralmente, as tonalidades com partículas pequenas têm alta solubilidade e boa estabilidade de dispersão. As cores com partículas grandes têm baixa solubilidade e estabilidade de dispersão relativamente baixa.

Na atualidade, o tamanho de partícula dos corantes dispersos domésticos é geralmente de 0,5 a 2,0 μm (Nota: o teor de dispersão requer um tamanho de partícula de 0,5 a 1,0 μm).

Concluindo

Em resumo, hoje existe uma certeza entre o nível técnico e a investigação da aplicação da produção de tintas em meu país e nos países desenvolvidos. Por isso, enquanto investigamos a nova estrutura das tintas, também devemos prestar atenção à investigação sobre o processo posterior de comercialização das tintas, e desenvolver continuamente produtos com excelente rendimento de aplicação, produtos desueltos e processos de pós-tratamento, promovendo assim o desenvolvimento contínuo da indústria de tintas do meu país.