Progresso da pesquisa de materiais de madeira para tingimento com corante reativo

Resumo O tratamento de tingimento pode enriquecer a cor dos materiais de madeira e realçar o efeito decorativo e o valor do produto. Os corantes ativos formam um sistema fibra-corante por meio de ligações covalentes e fibras de madeira, o que confere ao material da madeira uma cor rica e um cromaton de madeira eficiente. Este artigo analisa os efeitos do tingimento de materiais de madeira com corante ativo a partir dos aspectos de classificação, processo de tingimento e método sólido de cor sólida de corantes ativos, e discute os efeitos dos efeitos dos oficiais de tingimento ativo, fatores de tingimento de corante e efeitos auxiliares. Aumentando a atividade de tingimento do corante ativo, aumentando a solidez da cor fibrosa após o tingimento e reduzindo as emissões de poluentes durante o processo de tingimento.

Palavras-chave material de madeira; corante ativo; atividade de reação; solidez da cor

As substâncias naturais que podem fornecer peças de madeira ou fibras vegetais são coletivamente referidas como materiais de recurso de madeira (referidos como materiais de madeira), tais como madeira, bambu, rattan, caules de raízes de arbustos, frutas e diversas palhas de culturas. A tecnologia de tingimento de material de madeira, por meio de temperatura normal, alta temperatura, cozimento prensado e impregnação, fixa corantes ou agentes modificados ou ramos à superfície da fibra do material de madeira, alterando assim a cor e o brilho do material de madeira [1-2]. A cor da madeira após o tingimento pode não apenas imitar a cor do material da madeira preciosa, mas também atender às necessidades do design de cores moderno, melhorando assim o valor agregado dos materiais de madeira [3]. O efeito de tingimento dos materiais de madeira está relacionado principalmente a fatores como tipos de corantes, concentração da solução de tingimento, proporção, temperatura e tempo de tingimento. O desenvolvimento de produtos altamente coloridos e resistentes às intempéries é a tecnologia-chave de que a indústria de tingimento de madeira necessita urgentemente.

O corante ativo é um corante sintético artificial com água refrativa solúvel em água. Seu molecular contém grupos ativos que podem reagir com grupos hidroxila que podem ocorrer com fibras de materiais de madeira, que podem gerar ligações covalentes com a fibra. O corante ativo possui características de cor brilhante, boa uniformidade de tingimento e sistema de cores sonoras. Possui características de baixo custo, método simples e alta solidez de cor na utilização do tratamento de coloração. [4]

Este artigo explica o impacto das características dos corantes ativos e o efeito da tecnologia de tingimento de materiais de madeira em seus efeitos de tingimento superior, desbotamento anti-mudança, etc., resume as deficiências atuais no processo de tingimento, a fim de melhorar efetivamente a eficiência de tingimento de materiais de madeira e reduzir o tratamento de tingimento de materiais de madeira O impacto do desempenho e melhorar a resistência dos materiais de tingimento para fornecer referência.

1 Composição química e características de classificação de corantes ativos

As tinturas ativas são acionadas por grupos de coloração de cabelo e grupos auxiliares de coloração. O grupo de cores de cabelo contém grupos insaturados para fornecer cores para compostos orgânicos, como etileno (‒c = C‒), acetileno (‒c≡c‒), 羰 (‒c = O), nitriwi (‒n = O), Nitrodia (=N = N), etc.; E o grupo auxiliar de cor é um composto orgânico de amino, hidroxila ou seus derivados, que confere um tom mais profundo. Como o grupo de cores do cabelo absorve seletivamente a luz visível, as moléculas da tintura apresentam cores diferentes. O corante ativo no corante ativo geralmente tem uma resposta de reticulação ao grupo de atividade da fibra de madeira. De acordo com a diferença no grupo ativo, o corante ativo é dividido principalmente em tipo triazina, tipo etileno e outros tipos.

1.1 corante ativo triopizida

Os corantes ativos do tipo Tonyzine são um dos corantes ativos mais extensos. Ele reage com as fibras vegetais para substituir o núcleo e se torna uma cadeia lateral para as fibras vegetais [5], como mostrado na Figura 1. O grupo ativo ativo permanente dos corantes ativos de triazina é derivado dos anéis contendo nitrogênio nas moléculas do corante - anéis médios de triazina. Possui menor densidade de nuvem eletrônica, melhor atividade de resposta e menor energia de ativação necessária para reações de cores sólidas.

Fig.1 Processo de ligação de corantes reativos de triazina em fibras de celulose

Os corantes ativos tonyzine são usados ​​principalmente para tingir materiais de madeira, como madeira maciça e placas simples finas com baixa permeabilidade. Sua atividade de alta resposta promove a adesão de corantes na superfície e camada rasa da fibra da madeira. As características do sexo forte. De acordo com as diferenças de corantes ativos contendo grupos de energia oficiais de elementos elementares de halogênio, os corantes ativos do tipo triazina podem ser subdivididos em um tipo -cloro aspinzida [6], dever de dicrocloreto [7], tipo diclorofidina [8], corante ativo tipo flúor [9], as diferenças entre o sistema de halogênio, as diferenças na cor sólida, taxa de resposta e taxa exaustiva de cor sólida do corante ativo, taxa de reação e taxa exaustiva de corantes ativos. Os corantes ativos Tonyzide têm maior negatividade elétrica do que os elementos de cloro no corante para aumentar a atividade dos corantes. O aumento no número de elementos halogéneos também aumentará a atividade dos corantes. Durante o processo de coloração A atividade corante dos corantes ativos de triazina e do tipo trianga de um cloro médio mostra uma tendência de declínio na ordem.

1.2 Corante ativo tipo etileno

Os corantes ativos do tipo etileno são corantes ativos contendo etileno radônio ou sulfato de β-hidroxiceno. Em comparação com os corantes ativos de triazina, eles apresentam atividade de reação média. O grupo hidroxila forma um grupo de ligação éter. Durante o processo de tingimento, o grupo dipato de ácido β-hidroxiceno sulfúrico forma pratos de etileno sob condições alcalinas e forma uma ligação de preço comum com a celulose em fibras vegetais (Figura 2). O uso de corantes ativos do tipo etileno para tingir materiais de madeira e, geralmente, precisa preparar, branquear e outros processamentos de materiais de madeira para remover vime, silício puro e murmicas para obter melhores efeitos cromossômicos; tingimento de material de madeira cor cor cor Uniforme, com alta taxa de tingimento superior (≥89,0%) e cor sólida (≥65,1%), mas há desvantagens como processo complexo, dificuldade de tratamento de resíduos líquidos durante o tingimento e tingimento deficiente de materiais de madeira no tingimento. pergunta.

Fig.2 Diagrama de reação de corante reativo de vinil sulfona e fibra vegetal

KAN et al. [10] utiliza corantes ativos do tipo etileno para tingir fibra de algodão. Os resultados mostram que a solidez da cor à lavagem, boa secagem e resistência à umidade, e a classificação da amostra é de cor de nível 5. O grupo de ligação éter formado entre o corante ativo de etileno e a fibra de madeira tem melhor desempenho de resistência a ácidos do que o grupo éster. Os corantes ativos do tipo etileno têm melhores efeitos de tingimento, como fibra de madeira, fibra de algodão e outros materiais com pequenos grânulos, grandes áreas de superfície, como hidrólise e resistência a ácidos.

1.3 Outros tipos de corantes ativos

Corantes ativos, como os tipos pirimidina à base de fosfato, também são mais aplicados [11]. Sob as condições de alamina ou carbonicida, os corantes ativos à base de fosfato reagem com grupos hidroxila da celulose na superfície da celulose, formando um éster fibromal de fosfato com manchas altamente resistentes à deterioração [12–13]. Os corantes ativos à base de fosfato são ricos em sistemas médios e escuros e o efeito de escovação é bom. No entanto, esses corantes são prejudicados por cores altamente ácidas e decorativas de longo prazo. Tratamento de tingimento ativo sobre o efeito negativo na materialidade.

O corante ativo piraizina contém grupo ativo pirimidina, que possui atividade média em comparação ao grupo energético triatinista. Possui melhor estabilidade de hidrólise e efeito de tratamento úmido [14]. O corante ativado do tipo pirina é pouco resistente e é lavado com materiais de madeira antes e depois do tratamento de tingimento.

2 Tecnologia de material de madeira de tingimento ativo

O tratamento de imersão é frequentemente usado para tingir materiais de madeira com corante ativo. Pode ser dividido em tecnologia de controle de corante ativado e tecnologia de tingimento, tecnologia de tingimento catalítico de corante ativo, tecnologia de coloração neutra ou de baixo teor alcalino de corante ativo, tecnologia de coloração de corante ativo com baixo teor de sal ou sem sal, proporção de banho de corante ativo do que tecnologia de tingimento, etc. Através do projeto e aprimoramento do método do processo de tingimento, pode-se efetivamente melhorar a eficiência e a qualidade do tingimento de materiais de madeira, reduzir a geração e as emissões de esgoto, reduzir o consumo de energia e economizar custos.

2.1 Controle ativo de corante e tecnologia de tingimento

O controle ativo de corante e a tecnologia de tingimento são um processo de coloração preciso que controla estritamente cada variável no processo de tingimento ativo. Possui as características de proteção ambiental eficiente, precisa, econômica. Combinação orgânica [17]. O controle ativo de corante e a tecnologia de tingimento controlam principalmente os parâmetros do processo de tingimento, como temperatura, valor e concentração de pH do corante, concentração de eletrólito neutro e outras variáveis ​​​​controladas com precisão [18]. Todo o processo de tingimento contém: ① a seleção e combinação de corantes ativos [19]; ② Adicione eletrólito (certa quantidade e método de adição) [19]; ③ regulação do pH da solução de tingimento e seleção alcalina [20]; ④ corante adicionado; adicionar; ⑤ As etapas e ligações da temperatura de lavagem, fluxo de água e agente tensoativo após o tingimento [19]. A tecnologia de controle de corantes ativos é adequada para produtos com baixa atividade de resposta e corantes ativos fáceis de resgatar e materiais de madeira de alta cor, bem como produtos com altos requisitos de consistência de cor.

2.2 Tecnologia de tingimento catalítico com corante ativo

A introdução de grupos insaturados no anel heterogêneo dos corantes ativos pode melhorar muito a atividade reacional dos corantes. O uso de núcleo catiônico não aminado (como tatromileno, piridina, ácido acético, etc.) pode ser usado como catalisador durante o processo de tingimento, o que pode efetivamente melhorar a eficiência de tingimento de corantes ativos [21]. Durante o processo de reação de tingimento, as substâncias catiônicas não aminas formam primeiro um composto corante de amônio com corantes para promover a reação do corante e do ânion de celulose lignica. Após a liberação da estrutura cromossômica corante-fibrosa, os compostos catiônicos são liberados. Com a melhoria da concentração do catalisador, a concentração de solidez sólida e corante hidrolisado no corante ativo aumenta, e a concentração de corantes ativos sem resposta é reduzida. O catalisador pode acelerar a reação sólida, mas também acelerará a reação de hidrólise dos corantes ativos. Portanto, quando o tingimento catalítico é realizado, a quantidade de catalisador precisa ser controlada para evitar a hidrólise dos corantes. A tecnologia de tingimento catalítico com corante ativo pode efetivamente resolver problemas como tingimento com corante, baixa taxa de sólidos de cor, baixa profundidade de tingimento, cor flutuante na superfície, baixa solidez da cor à lavagem com água.

2.3 Tecnologia de tingimento com corante ativo neutro ou com baixo teor alcalino

Sob condições alcalinas, os corantes ativos também podem reduzir bastante a hidrólise dos corantes ativos enquanto são fixados em materiais de madeira. Porém, a aplicação de grande quantidade de agente alcalino fará com que a concentração do líquido residual aumente, aumente a quantidade de esgoto [22] e ao mesmo tempo altere a cor do material tingido; além disso, o ambiente de solução altamente alcalina também reduzirá a intensidade física e química do material. A fim de evitar os problemas acima, um corante ativo de alta resposta, um agente de tingimento ativo de baixa alcalinidade ou neutro com grupos ativos de amina sazonal podem ser selecionados para tingimento. A pesquisa de Lu Xiaohui [23] descobriu que a quantidade de sal de amônio monuer de cobre solúvel em amônio era de 0,5%, e o efeito de promoção dos corantes era o mais óbvio; o cátion contido nos sais diários de amônio melhorou a umidade e a dissolução dos corantes, melhorou os corantes e a madeira A resposta do grupo hidroxila. A aplicação da tecnologia de tingimento de corante ativo neutro ou de baixo alcalino pode efetivamente ampliar o escopo de aplicação de corantes ativados do tipo pirimidina com corantes ativos ácidos e resistência alcalina com corantes ativos do tipo piromina.

2.4 Tecnologia de coloração com corante ativo com baixo teor de sal ou sem sal

Adicionar sais orgânicos ou inorgânicos à solução de tingimento de corante ativo pode melhorar a taxa de tingimento do corante, especialmente quando a grande proporção de banho (relação de corante e qualidade do corante ≥1: 20) pode ser aumentada. No entanto, a adição de eletrólitos neutros pode causar sal na água doce e destruir a ecologia ambiental após a descarga. Através do desenvolvimento e seleção, os corantes diretos podem efetivamente reduzir a dependência dos corantes ativos em eletrólitos para obter tingimento com baixo teor de sal ou sem sal [24]. O corante vermelho ativo SNE é usado como corante com baixo teor de sal, e o mongol (Quercus Mongolica) com baixa penetração é tingido pelo método de aquecimento e imersão em pressão normal. Os resultados mostram que os corantes ativos com baixo teor de sal adicionam ao NA2CO3 até 20 g/L e Yuan. Tem melhor efeito de tingimento superior na condição de 12 g/L, o que pode economizar 70,0% do eletrólito e aumentar a taxa de tingimento superior em 16,04%. [25]. Para materiais de madeira que precisam ser processados ​​para processamento secundário, a tecnologia de coloração com corante ativo com baixo teor de sal ou sem sal pode reduzir o impacto negativo dos sais orgânicos ou inorgânicos na resistência dos materiais de madeira, reduzir a concentração de sal residual de corante e ter as vantagens de reduzir custos e economizar consumo de energia.

2.5 Proporção de banho de corante ativo em relação ao tingimento

A proporção do banho é um importante parâmetro do processo de tingimento, que está relacionado à concentração e dosagem de diversos reagentes, como corantes, eletrólitos neutros e agentes alcalinos. Também está intimamente relacionado ao consumo de água, consumo de energia e volume de esgoto [26]. No processo de tingimento da proporção do banho de corante ativo (≤1: 10), o corante ativo com alto grau de solubilidade (baixa solubilidade, o que causará precipitação do corante, e o corante pouco solúvel também pode causar efeitos de corante superior deficientes). O conteúdo do equipamento de tingimento é utilizado para utilizar hastes de sal e álcalis de alta eficiência (reduz a concentração e os tipos de solúveis solúveis no líquido residual); Ao mesmo tempo, melhore a cor da cor após o tingimento dos materiais. Yu Juan [27] Tingindo a Betula SPP com a atividade vermelha X-3B, a diferença de cor e a taxa de tingimento superior são o indicador da cor da bétula. A concentração, proporção de banho e tempo de tingimento são 75°C, 1%, 1:10, 60 min, respectivamente. Os resultados acima mostram que o eletrólito neutro, o agente alcalino (como refrigerante, NACL) e a penetração na proporção de banho pequeno são inferiores aos da dinâmica dinâmica dinâmica no processo de tingimento convencional, ao mesmo tempo que reduzem a hidrólise dos corantes. O banho de corante ativo tem uma vantagem significativa na utilização eficiente de corantes ativos de tingimento e também pode reduzir a secagem e custar o consumo de energia e o custo após o tingimento de materiais de madeira.

3 Pesquisa em Pesquisa em Pesquisa em Tingimento Tingimento Reconstrução de Fibra de Madeira

Os corantes ativos têm um bônus nuclear parental com reações de substituição de eliminação de grupo mobilizadas por fibras de madeira, reações de bônus nuclear e reações de substituição nuclear parental, formando cores ricas. Porém, em ambiente de umidade, oxidação, radiação, as ligações covalentes formadas entre as fibras da madeira e as tinturas e o grupo de cores do cabelo dentro das tinturas são facilmente danificados, resultando em desbotamento [28]. Portanto, a solidez da cor do material de tingimento, incluindo a solidez da cor ao óxido, a resistência à hidrólise, a solidez da coloração resistente ao atrito e a solidez da coloração do sabão. A fim de melhorar a solidez da cor do tratamento com corante ativo de materiais de madeira, podem ser usados ​​​​tratamento de modificação química de fibra de madeira, desempenho de corante ativo modificado, desenvolvimento auxiliar e métodos de tratamento pós-tingimento.

3.1 Tratamento de modificação química de fibra de madeira

Modifique as fibras de madeira combinando física, química ou duas para alterar a interface de contato entre corantes e fibras e melhorar a transformação da estrutura cristalina e as mudanças na transformação da estrutura cristalina da microestrutura. A forma de contato entre é atingir o objetivo de fixação. Use agentes alcalinos fortes ou tensoativos para materiais de madeira pré-processados ​​​​(como palha de milho e palha de trigo) para remover o silício da superfície do material de madeira, de modo que o contato com o corante ativo esteja totalmente em contato, aumentando assim a taxa superior de corante e a solidez da cor [29]. Usando nitrogênio líquido [30], glicerina [31] e fosfato [32] O pré-tratamento de materiais de madeira também pode alterar as microestruturas das fibras de madeira, alterar a forma do cristal da fibra e, então, expor mais química química que pode participar de reações químicas. Grupo de grupo. Usando uma grande quantidade de grupos hidroxila na superfície da celulose, através da resposta do sacerdote, use os compostos de amina e amina como um agente modificado para realizar amônia aminoly ou duplex, e também pode melhorar a capacidade de ligar corantes. O pré-tratamento com umidade da madeira e quitosia, como acetilização, quitosana, etc. ajuda a reduzir a diferença cromossômica, ao mesmo tempo que melhora a resistência óptica do tingimento da madeira.