Các khuyết tật của thuốc nhuộm và dung dịch lưu huỳnh

vấn đề

Thuốc nhuộm lưu huỳnh có quy trình sản xuất ngắn, giá thành rẻ và độ bền tốt. Tuy nhiên, chúng vẫn còn nhiều bất cập, vướng mắc trong thực tế sản xuất và ứng dụng nên vẫn chưa thể sử dụng rộng rãi trong các loại vải khác nhau.

Natri sunfua được sử dụng trong ứng dụng thuốc nhuộm lưu huỳnh và nó quá mức. Một phần natri sunfua được sử dụng để khử thuốc nhuộm, nhưng phần dư sẽ tạo ra nước thải chứa lưu huỳnh. Nước thải nhuộm có hàm lượng lưu huỳnh cao nên sử dụng phương pháp bùn hoạt tính và phương pháp kết tủa đông tụ. Nước thải không thể được xử lý triệt để, chất lượng nước thải khó đáp ứng yêu cầu. Nếu thải trực tiếp sẽ thải ra khí hydrogen sulfide có hại cho sinh vật, ăn mòn hệ thống thoát nước, thải mùi hôi và gây hại cho sức khỏe con người (Sức khỏe người sử dụng không gây hại và được coi là thuốc nhuộm không độc hại).

Để giải quyết vấn đề nước thải, nhà máy cần đầu tư rất nhiều tiền, điều này không chỉ làm tăng chi phí sản xuất mà còn dễ tạo ra khí hydro sunfua độc hại trong quá trình nhuộm. Khi đạt đến một mức nhất định trong không khí, nó có thể gây chóng mặt, đánh trống ngực, buồn nôn, v.v. Chắc chắn là nguy hiểm.

Đây là một trong những nguyên nhân quan trọng khiến thuốc nhuộm lưu huỳnh ngày càng suy giảm. Bởi vì thuốc nhuộm lưu huỳnh không hòa tan trong nước, vải nhuộm không có khả năng chịu ma sát và tẩy trắng bằng clo. Hơn nữa, vì sunfua được sử dụng để nhuộm vẫn còn trong vật liệu nhuộm với số lượng lớn nên sợi bị giòn do tạo ra các gốc sunfat do quá trình oxy hóa không khí trong quá trình bảo quản. Sản phẩm nhuộm bằng thuốc nhuộm lưu huỳnh đen được sử dụng nhiều nhất sẽ dễ gãy khi bảo quản. Do khả năng hòa tan thuốc nhuộm lưu huỳnh kém nên các sản phẩm dạng lỏng đã được phát triển trong những năm gần đây, nhưng chúng chỉ là thuốc nhuộm lưu huỳnh được hòa tan sau khi khử trước. Thuốc nhuộm lưu huỳnh thông thường là những chất nguy hiểm có tính kiềm cao, có mùi hôi và độ ổn định bảo quản kém. Do có ái lực với đồ vật nên chúng dễ bị ố và khó rửa sạch. Thuốc nhuộm lưu huỳnh cần được khử và hòa tan trước khi nhuộm sợi. Quá trình xử lý sau rườm rà và toàn bộ quá trình nhuộm tương đối phức tạp. Vải nhuộm thường chỉ giới hạn ở sợi xenlulo như bông. Màu của thuốc nhuộm lưu huỳnh tương đối mờ. Màu đen là phổ màu chính, tiếp theo là xanh lam, ô liu và nâu. Rất khó để đáp ứng nhu cầu về màu sắc sặc sỡ của con người trong xã hội hiện đại.

Giải pháp

Vì một số quốc gia cấm một số loại thuốc nhuộm azo gây ung thư. Sự phát triển của các loại thuốc nhuộm lưu huỳnh mới, đặc biệt là thuốc nhuộm hòa tan trong nước thuốc nhuộm lưu huỳnh cho sợi protein cũng sẽ có triển vọng rộng lớn.

Hiện nay, 90% thuốc nhuộm lưu huỳnh trên thế giới vẫn đang sử dụng natri sunfua và nó quá mức. Một phần natri sunfua được sử dụng để khử thuốc nhuộm, nhưng phần dư sẽ tạo ra nước thải có chứa lưu huỳnh. Xả trực tiếp sẽ gây ô nhiễm môi trường. Sự phát triển hơn nữa của thuốc nhuộm lưu huỳnh sẽ thay thế chất khử natri sunfua. Về vấn đề này, mức tăng chi phí phải gần với chi phí khử trùng bằng clo hiện nay để xử lý nước thải chứa lưu huỳnh. Khi yêu cầu của con người đối với môi trường ngày càng cao thì việc bảo vệ môi trường ngày càng trở nên quan trọng. Lựa chọn sinh thái các chất khử và chất oxy hóa để nhuộm thuốc nhuộm lưu huỳnh là cần thiết. Đồng thời, việc sử dụng thuốc nhuộm lưu huỳnh không chứa lưu huỳnh hoặc chứa rất ít lưu huỳnh có thể làm cho việc ứng dụng thuốc nhuộm lưu huỳnh trở thành một quy trình thân thiện với môi trường. Vì vậy, việc cải thiện tốc độ nhuộm và tỷ lệ sử dụng thuốc nhuộm của thuốc nhuộm lưu huỳnh là rất quan trọng, từ đó làm giảm lượng thuốc nhuộm còn sót lại trong nước thải. Ý nghĩa của tốc độ nhuộm bao gồm hai khía cạnh:

(1) Tốc độ hấp phụ của thuốc nhuộm trên bề mặt sợi trong dung dịch nhuộm;

(2) Tốc độ khuếch tán của thuốc nhuộm trong dung dịch nhuộm từ bề mặt sợi vào bên trong sợi. Thuốc nhuộm lưu huỳnh không tan trong nước và phải được khử hoàn toàn và hòa tan bằng chất khử trước khi nhuộm. Đối với một số thuốc nhuộm lưu huỳnh có hạt lớn và độ hòa tan kém, cần khuấy hoặc thậm chí đun sôi sau khi thêm natri sunfua để giúp thuốc nhuộm hòa tan hoàn toàn. Mặt khác, sợi xenlulo được biến đổi để tăng số lượng nhóm liên kết với thuốc nhuộm, do đó làm tăng tỷ lệ sử dụng thuốc nhuộm.