A diferença entre carbonato de sódio, fosfato trissódico e substituto alcalino no tingimento reativo

Tendo em conta as diferenças nas características de tingimento e nos tipos de diferentes corantes reativos e na composição, propriedades e desempenho dos substitutos alcalinos, são comparadas as propriedades e características químicas do carbonato de sódio tradicional e do fosfato trissódico. Diversas análises durante a fixação da cor, detalhando os efeitos e vantagens de aplicação de diversos agentes alcalinos em corantes reativos.

Agentes alcalinos comuns para impressão e tingimento

No tingimento de corantes reativos, os agentes alcalinos tradicionais usados ​​na reação de fixação são carbonato de sódio relativamente suave, fosfato trissódico e alguns substitutos alcalinos.

Como agente alcalino especial para fixação de cor de corantes reativos, é usado para substituir agentes alcalinos tradicionais, como o carbonato de sódio. Porém, na aplicação específica do substituto alcalino, por sua composição química, propriedades e desempenho serem diferentes dos do agente alcalino tradicional, ele formou características próprias, passando a ter diferentes aplicações.

Propriedades químicas e características dos agentes alcalinos tradicionais

A reação de fixação do tingimento reativo precisa ser realizada sob certas condições alcalinas. A seleção de agentes alcalinos tem sido tradicionalmente dominada pelo carbonato de sódio e pelo fosfato trissódico, e álcalis fortes, como a soda cáustica, raramente são usados ​​sozinhos.

1. A alcalinidade do carbonato de sódio é relativamente suave e suas propriedades químicas são adequadas para tingimento com corantes reativos. Sua solução aquosa apresenta pouca alteração no valor de pH dentro de uma faixa de concentração unitária relativamente ampla; o fosfato trissódico também tem essa característica, mas é alcalino mais forte que o carbonato de sódio.

2. As características variáveis ​​do valor do pH do carbonato de sódio em solução aquosa estão relacionadas às suas propriedades químicas. Depois que o carbonato de sódio é dissolvido em água, ele reage reversivelmente com a água para gerar hidróxido de sódio e bicarbonato de sódio, no qual o bicarbonato de sódio liberará gradualmente dióxido de carbono sob condições úmidas e quentes para gerar carbonato de sódio e água, fazendo com que o valor do pH da solução mantenha um estado bastante constante; quando encontra soda cáustica, gera carbonato de sódio e água, por isso tem efeito antialcalino em alguns casos, por isso o bicarbonato de sódio também é chamado de carbonato de sódio ácido. Portanto, dentro de uma determinada faixa de concentração unitária, o valor do pH da solução não muda muito, o que é muito adequado para o tingimento de corantes reativos, e o processo de reação de fixação de corantes e fibras pode ser realizado de forma suave e contínua.

3. A característica química do fosfato trissódico é a alteração do seu valor de pH em soluções aquosas de diferentes concentrações unitárias. Embora a influência e o mecanismo de ação não sejam os mesmos do carbonato de sódio, eles são semelhantes aos do carbonato de sódio. Embora sua alcalinidade seja mais forte que a do carbonato de sódio, é mais fraca que a da soda cáustica e está dentro da faixa adequada para tingimento reativo, por isso é frequentemente usado em reações de fixação de corantes, especialmente para corantes reativos com requisitos de pH relativamente altos. Às vezes também é misturado com carbonato de sódio de acordo com a variedade específica.

4. Álcalis fortes, como a soda cáustica, devido à sua forte alcalinidade, uma pequena mudança na concentração unitária também causará uma mudança significativa no valor do pH, e devido à falta de propriedades tampão, como carbonato de sódio e fosfato trissódico, embora a dosagem atinja o valor de pH especificado Raramente, exceto para um número muito pequeno de variedades de corantes, é difícil conseguir uma boa coordenação e controle da reação de tingimento com a maioria das variedades de corantes reativos. Portanto, na produção real em grande escala, é principalmente misturado com fosfato trissódico em proporção adequada. Algumas variedades usadas para corantes termoendurecíveis basicamente não são usadas sozinhas. Se o valor do pH do banho de corante for muito alto (a maioria das variedades não pode ser superior a 12), a proporção de corantes hidrolisados ​​aumentará linearmente.

Características de tingimento e diferenças de tipo de corantes reativos

Normalmente, o carbonato de sódio é usado para corantes reativos à diclorotriazina com forte reatividade e agentes alcalinos mais fortes, como fosfato trissódico, fosfato trissódico e O agente alcalino misto de soda cáustica, é claro, não é impossível usar carbonato de sódio, mas a quantidade precisa ser aumentada. Neste momento, deve-se prestar atenção ao problema das flores alcalinas ao tingir cores escuras. Se houver soda cáustica envolvida, a temperatura pode ser reduzida de forma adequada.

Quando o valor do pH do banho de corantes reativos à diclorotriazina é inferior a 9,0, a taxa de fixação é muito baixa e a taxa de fixação começa a aumentar acentuadamente quando o valor do pH excede 9,0.

Os corantes reativos à monoclorotriazina não começaram a aumentar significativamente até o valor de pH atingir 10,0, e o valor máximo apareceu no valor de pH de 11,0-11,5.

O grau de atividade dos corantes reativos à vinilsulfona está entre a diclorotriazina e a monoclorotriazina. A concentração alcalina do banho de fixação é geralmente semelhante à da diclorotriazina, mas a temperatura deve ser superior à da monoclorotriazina. Triazina baixa, intermediária. Existem também variedades individuais que devem aumentar a temperatura da reação de fixação às condições de um corante do tipo clorotriazina, de modo a aumentar a quantidade de cor.

Tipo B, tipo M e outros corantes reativos de grupo reativo duplo isomérico, marcas diferentes, origens diferentes e variedades diferentes, seus

As proporções isoméricas podem não ser as mesmas, mas é necessário considerar e levar em conta as características tanto da monocloro-s-triazina quanto da vinilsulfona, e não deve ser muito tendenciosa para um lado. A temperatura do banho de fixação também pode ser ligeiramente superior à do tipo vinilsulfona.

Devido ao processo de reação dos corantes reativos que se fixam nas fibras de celulose, ele deve primeiro ser realizado sob certas condições alcalinas, mas irá liberar ácido gradativamente durante o processo de reação. Sob certas condições, é fácil reagir com o grupo hidroxila (grupo álcool primário) na estrutura molecular da fibra de algodão para formar um éter de celulose e ao mesmo tempo liberar ácido clorídrico.

O grupo ativo de corantes reativos à diclorotriazina - dois átomos de cloro ativos na clorotriazina, apenas um átomo de cloro ativo é fácil de ligar à celulose sob agente alcalino mais fraco e temperatura mais baixa; Em valores de pH e temperaturas mais altas, dois átomos de cloro ativos se ligarão às fibras de algodão ao mesmo tempo para formar ligações cruzadas. É claro que apenas um átomo reativo de cloro pode se ligar às fibras de algodão com um corante reativo do tipo clorotriazina.

O átomo de cloro ativo na clorotriazina, na presença de agente alcalino e sob certas condições, também é propenso a reações de ligação covalente (hidrólise) com moléculas de água para gerar corantes hidrolisados ​​e também liberar ácido clorídrico. Sulfato de β-vinilsulfona como grupo ativo. Sua estrutura química é a seguinte:—SO2—CH2—CH2—OSO3H

Na presença de agente alcalino e certas condições, o sulfato de β-vinilsulfona primeiro gera vinilsulfona e depois sofre uma reação de adição com o grupo hidroxila na estrutura molecular da celulose para gerar éter de celulose e liberar ácido sulfúrico ao mesmo tempo.

O sulfato de β-vinilsulfona também é propenso a reações de adição (hidrólise) com moléculas de água na presença de agente alcalino e sob certas condições para gerar corantes hidrolisados ​​e liberar ácido sulfúrico ao mesmo tempo.

O fenômeno de liberação de ácido consumirá gradualmente o álcali no banho de corante por meio da reação de neutralização. Quando a concentração unitária do agente alcalino armazenado no banho de tingimento for consumida, uma vez que o valor do pH for inferior ao mínimo necessário para a reação de fixação, a reação de fixação será alterada. Enfraqueceu lentamente e finalmente a reação foi encerrada.

Como o valor do pH de diferentes concentrações unitárias de carbonato de sódio pode ser quase estabilizado no mesmo valor, como 5g/L, 15g/L, 25g/L, uma diferença tão grande, o valor do pH é mantido entre 11,0 e 11,2, então A reação de fixação permanece normal mesmo com consumo de até 20 g/L de carbonato de sódio. Um aumento correspondente no eletrólito no banho de tingimento certamente seguirá a reação de neutralização. De outro ponto de vista, o carbonato de sódio também é um sal básico, portanto o fenômeno de tingimento secundário de corantes reativos na etapa de reação de fixação tem uma relação correspondente com isso.

Desempenho de substituição de álcalis

Embora existam muitas variedades de substitutos alcalinos no mercado, cada um com seu próprio nome, do ponto de vista de seus parâmetros físicos e químicos, suas composições químicas não são as mesmas, mas é certo que são todos monômeros de substâncias químicas não únicas. , que são basicamente misturas de bases fortes e substâncias alcalinas tamponadas. A rigor, deveria ser denominado reagente alcalino misto especialmente utilizado para a reação de fixação de corantes reativos.

O projeto e a composição química dos substitutos alcalinos baseiam-se basicamente na seguinte estrutura:

1. Selecione um álcali forte adequado como agente alcalino para ajuste de pH, de modo que a dosagem por unidade de concentração possa ser reduzida a uma pequena quantidade, mas deve ter boa coordenação com corantes reativos.

2. Selecione uma variedade de agentes alcalinos do tipo tampão, sais alcalinos, etc. com alta solubilidade, boa estabilidade da solução aquosa e miscibilidade para formar os componentes do sistema tampão juntos. Embora a concentração unitária total seja pequena, ela pode estabilizar o banho de corante dentro da faixa de pH necessária. Em particular, com o aumento da temperatura, o prolongamento do tempo e a libertação gradual de ácido na reacção de fixação, o efeito tampão e a eficácia ainda podem ser mantidos.

A diferença do efeito da soda cáustica e do carbonato de sódio no tingimento secundário de corantes

Em aplicações práticas, os agentes fixadores de álcalis para fins especiais, substitutos de álcalis, são usados ​​para cores claras com menos uso de corantes e eletrólitos promotores de corantes. Verifica-se que o tingimento secundário dos corantes é inferior ao do carbonato de sódio. Causada pela composição estrutural do agente alcalino.

O forte componente alcalino do substituto alcalino faz com que a massa total de substâncias alcalinas no banho de tingimento seja bastante reduzida em comparação com a do carbonato de sódio quando o banho de tingimento atinge o mesmo valor de pH necessário para a reação de fixação. Deve-se dizer que esta é uma vantagem que todos estão dispostos a aceitar em termos de custos de operação, armazenamento e transporte e lavagem após o tingimento. Porém, por outro lado, a fonte de substâncias que podem ser utilizadas para gerar eletrólitos também é bastante reduzida. Quando a quantidade de substâncias que podem gerar eletrólitos é significativamente menor que o valor do parâmetro do carbonato de sódio original, o tingimento secundário do corante será maior do que o do carbonato de sódio. diminuir em conformidade. Principalmente para cores claras, a concentração total final de eletrólitos no banho de tingimento é baixa, portanto, dependendo da situação, uma quantidade adequada de eletrólitos pode ser adicionada. Além disso, devido ao pequeno valor absoluto da quantidade de corantes de cor clara, o método de adição de uma quantidade adequada de corantes também pode ser alterado de um ângulo diferente.

Ao tingir cores intermediárias, com a adição de eletrólitos promotores de corante no banho de tingimento e o correspondente aumento na quantidade de corantes, a diferença entre o tingimento secundário de substitutos alcalinos e carbonato de sódio diminui gradativamente.

Na cor escura, após a dosagem do eletrólito atingir 30 g/L, basicamente não há diferença (no tingimento real geralmente é superior a 30 g/L de uso excessivo).

A quantidade de corante utilizado (que também determina a fonte e a quantidade de ácido), juntamente com substâncias alcalinas, constitui a fonte de novos eletrólitos, e o eletrólito promotor de corante adicionado no banho de tingimento original afeta em conjunto o tingimento final do tingimento. total.