Asit Boyaların Çözünürlük İşlemi

Küçük flotte oranının ve sürekli boyama prosesinin kullanılmasıyla, baskı ve boyamanın otomasyon derecesi sürekli olarak iyileştirilmiş, otomatik dolguların ve hamur karıştırmanın ortaya çıkışı ve sıvı boyaların kullanıma sunulması, yüksek konsantrasyonlu ve yüksek stabiliteye sahip boya flottelerinin ve baskı patlarının hazırlanmasını gerektirmektedir. Ancak günümüzde asit, reaktif ve direkt boyaların evsel boya ürünlerindeki çözünürlüğü, özellikle asit boyaların çözünürlüğü sadece 100g/L civarındadır ve hatta bazı çeşitlerin çözünürlüğü sadece 20g/L civarındadır. Boyaların çözünürlüğü boyaların moleküler yapısıyla ilgilidir. Molekül ağırlığı ne kadar büyükse ve sülfonik asit grupları ne kadar azsa çözünürlük de o kadar düşük olur; aksi takdirde çözünürlük o kadar yüksek olur. Ayrıca boyaların çözünürlüğünü etkileyecek kristalizasyon modu, öğütme derecesi, parçacık boyutu ve boyaların katkı maddelerinin eklenmesi dahil olmak üzere boyaların ticari işlenmesi son derece önemlidir. Boya ne kadar kolay iyonize olursa, sudaki çözünürlüğü de o kadar yüksek olur. Bununla birlikte, geleneksel boyaların ticarileştirilmesi ve standardizasyonu, yuanming tozu ve sofra tuzu gibi büyük miktarda elektrolitin uygulanmasından kaynaklanmaktadır. Sudaki büyük miktarda Na+, boyaların sudaki çözünürlüğünü azaltır. Bu nedenle suda çözünen boyaların çözünürlüğünü arttırmak için öncelikle ticari boyalara elektrolit eklenmez.

 

Katkı Maddeleri ve Çözünürlük

 

(1) Alkol bileşikleri ve üre yardımcı çözücüleri 

Suda çözünür boyalar belirli sayıda sülfonik asit grubu ve karboksilik asit grubu içerdiğinden, boya parçacıkları sulu çözeltide kolaylıkla ayrışır ve belirli miktarda negatif yüke sahiptir. Hidrojen bağı oluşturucu grup içeren bir yardımcı çözücü eklendiğinde, boya iyonunun yüzeyinde çözünürlüğü artırmak için boya molekülünün iyonizasyonunu ve çözünmesini destekleyen bir hidratlı iyon koruyucu katman oluşturulur. Dietilen glikol eter, tiyodietanol, polietilen glikol vb. gibi polioller genellikle suda çözünür boyalar için yardımcı çözücüler olarak kullanılır. Boyalarla hidrojen bağları oluşturabildikleri için boya iyonlarının yüzeyi, boya moleküler topaklanmasını ve moleküller arası etkileşimleri önleyen ve boya iyonizasyonunu ve ayrışmasını destekleyen koruyucu bir hidratlı iyon tabakası oluşturur.

 

(2) İyonik olmayan yüzey aktif maddeler

Boyaya belirli bir iyonik olmayan yüzey aktif maddenin eklenmesi, boya molekülleri ve molekülleri arasındaki bağlanma kuvvetini zayıflatabilir, iyonizasyonu hızlandırabilir ve boya moleküllerinin suda iyi dağılabilirliğe sahip miseller oluşturmasını sağlayabilir. Polar boyalar miseller oluşturur. Çözündürücü moleküller, polioksietilen eter veya ester gibi çözünürlüğü geliştirmek için ağ uyumluluğunu oluşturur. Bununla birlikte, birlikte çözücü molekülünde güçlü hidrofobik grupların bulunmaması durumunda, boyanın oluşturduğu miseller üzerindeki dağıtıcı ve çözündürücü etkiler zayıftır ve çözünürlük artışı anlamlı değildir. Bu nedenle boyayla hidrofobik bağ oluşturabilecek aromatik halka içeren bir solvent seçmeye çalışın. Örneğin alkilfenol polioksietilen eter, polioksietilen sorbitan ester emülgatör ve polialkilfenilfenol polioksietilen eter gibi diğerleri.

 

(3) Lignosülfonat dağıtıcı

Dağıtıcının boyanın çözünürlüğü üzerinde büyük etkisi vardır. Boyanın yapısına göre iyi bir dispersan seçilmesi, boyanın çözünürlüğünün arttırılmasına büyük katkı sağlar. Suda çözünen boyalarda, boya molekülleri arasındaki karşılıklı adsorpsiyonu (van der Waals kuvveti) ve aglomerasyonu önlemek amacıyla belli bir etkiye sahiptir. Dispersantlar arasında lignosülfonat en etkili olanıdır ve bununla ilgili yerli çalışmalar bulunmaktadır.