Thuốc nhuộm trực tiếp phát triển như thế nào

Thuốc nhuộm trực tiếp được phát triển sau khi Bottiger phát hiện ra Congo Red vào năm 1884. Trước đó, sợi bông được nhuộm bằng chàm và các thuốc nhuộm tự nhiên khác, điều này rất rắc rối. Vào thời điểm đó, thuốc nhuộm tổng hợp mới bắt đầu được phát triển và sợi bông không thể nhuộm trực tiếp. Sợi bông phải được xử lý bằng chất gắn màu trước khi nhuộm và độ bền màu rất thấp. Vì thuốc nhuộm có thể nhuộm trực tiếp sợi bông mà không cần chất gắn màu nên được gọi là thuốc nhuộm trực tiếp. Khả năng thuốc nhuộm nhuộm trực tiếp sợi được gọi là tính trực tiếp.

Đến những năm 1960 và 1970, ngành y tế phát hiện ra rằng benzidine có tác dụng gây ung thư nghiêm trọng đối với cơ thể con người, và các nước lần lượt cấm sản xuất benzidine. Hiện nay, trong cấu trúc hóa học của thuốc nhuộm trực tiếp, hầu hết các giống ban đầu được phát triển bằng benzidine đã bị loại bỏ. 

Một yếu tố quan trọng khác thúc đẩy sự phát triển của thuốc nhuộm trực tiếp là người ta tiếp tục đưa ra những yêu cầu mới về độ bền màu. Khoảng những năm 1930, thuốc nhuộm hoàn nguyên và thuốc nhuộm azo không hòa tan xuất hiện trong thuốc nhuộm bông. Thuốc nhuộm hoạt tính cho bông xuất hiện vào những năm 1950 đã giành được sự ưa chuộng của người tiêu dùng vì độ bền màu nhuộm tốt, điều này đã ảnh hưởng rất lớn đến thuốc nhuộm trực tiếp. 

Như chúng ta đã biết, nhược điểm lớn nhất của thuốc nhuộm trực tiếp là độ bền màu kém . Để giải quyết vấn đề này, con người đã nỗ lực không ngừng trong hàng trăm năm qua. Trong những ngày đầu, những cải tiến đã được thực hiện trong quá trình xử lý sau nhuộm. Các phương pháp hoàn thiện hơn và được sử dụng rộng rãi hơn là xử lý sau muối đồng và xử lý sau diazot hóa, tạo thành hai loại thuốc nhuộm trực tiếp gọi là thuốc nhuộm muối đồng trực tiếp và thuốc nhuộm diazo trực tiếp..

Sau đó là thuốc nhuộm trực tiếp azo có cấu trúc phức đồng và một số thuốc nhuộm trực tiếp không azo có cấu trúc dị vòng. Đặc điểm chính của chúng là độ bền ánh sáng trên cấp 4. Để thuận tiện cho việc sử dụng, người ta đã bổ sung thêm các loại thuốc nhuộm trực tiếp không cần xử lý sau và có độ bền ánh sáng tốt hơn, tạo thành thuốc nhuộm trực tiếp nhanh sáng . Từ những năm 1930 đến những năm 1970, mối quan tâm của mọi người đối với việc nhuộm sợi xenlulo dường như tập trung vào thuốc nhuộm hoạt tính và azo khử, không hòa tan. Trong thời kỳ này, cấu trúc của thuốc nhuộm trực tiếp không có tiến bộ đáng kể, chủ yếu sử dụng sự phát triển của hóa học hữu cơ để phát triển các chất cố định cation. Các loại được sử dụng rộng rãi hơn là chất cố định Y và chất cố định M.

Đồng thời, để thích ứng với việc nhuộm cùng một loại thuốc nhuộm pha trộn cotton-polyester, trong những năm 1970 và 1980, các nhà nghiên cứu thuốc nhuộm trong và ngoài nước đã tiến hành nghiên cứu và phát triển các loại thuốc nhuộm trực tiếp mới. Những loại thuốc nhuộm mới này có những đặc điểm khác với các loại thuốc nhuộm trực tiếp trước đó: chúng ổn định trong điều kiện nhiệt độ cao trên 130°C, không bị phân hủy và có thể chống lại các điều kiện nhuộm axit; trong điều kiện axit nhiệt độ cao, chúng vẫn có độ trực tiếp và khả năng hấp thụ thuốc nhuộm cao; Độ bền màu của thuốc nhuộm trực tiếp rõ ràng cao hơn so với các loại thuốc nhuộm trực tiếp trước đây, đặc biệt là độ bền xử lý ướt.

Để đáp ứng các yêu cầu này, hai phương pháp được sử dụng trong thiết kế phân tử thuốc nhuộm:

(1) Các nguyên tử kim loại được đưa vào phân tử thuốc nhuộm để tạo thành cấu trúc chelat, giúp cải thiện khả năng chống uốn của phân tử và chứa nhóm nucleophilic nguyên tử hydro rất hoạt động. Đồng thời, một chất cố định đặc biệt được thiết kế. Sau khi nhuộm, nó tạo thành trạng thái liên kết ngang cấu trúc đa chiều với thuốc nhuộm và sợi sau khi xử lý cố định và đạt được độ bền màu cao hơn.

(2) Trong phân tử thuốc nhuộm, đưa vào nhóm melamine có khả năng hình thành liên kết hydro mạnh. Phân tử thuốc nhuộm không chứa các ion kim loại mà là hỗn hợp polyme polyamine cation và muối kim loại đặc biệt được thiết kế như một chất cố định để cải thiện độ bền màu.

Công ty Sandoz của Thụy Sĩ đã sử dụng phương pháp cũ để nghiên cứu và sản xuất bộ thuốc nhuộm trực tiếp mới: thuốc nhuộm IndosolSF , tên tiếng Trung là thuốc nhuộm fastenin trực tiếp. Bộ thuốc nhuộm này du nhập vào nước tôi từ những năm 1980, điều này đã khơi dậy sự quan tâm đến việc ứng dụng, nghiên cứu và sản xuất thuốc nhuộm. Sau nhiều năm làm việc chăm chỉ, các giống tương tự trong nước, cụ thể là thuốc nhuộm liên kết ngang trực tiếp, đã được phát triển và sản xuất. Bộ thuốc nhuộm này còn có ưu điểm của thuốc nhuộm trực tiếp mới và phù hợp cho việc nhuộm cùng loại vải pha polyester-cotton. Qua thực tế sản xuất, người ta nhận thấy bộ thuốc nhuộm và thuốc nhuộm phân tán này thường gây ra sự đổi màu của thuốc nhuộm phân tán khi nhuộm trong cùng một bể. Sau khi nghiên cứu, điều này là do đồng tự do trong thuốc nhuộm khiến cấu trúc của một số thuốc nhuộm phân tán bị phá hủy. Để giải quyết vấn đề này, một chất tạo phức kim loại polymer mới đã được phát triển để bù đắp những khuyết điểm của loại thuốc nhuộm này.

Công ty hóa chất Nhật Bản đã áp dụng phương pháp thứ hai và giới thiệu loại thuốc nhuộm trực tiếp mới Kayacelon C. Theo ý tưởng này, sau nhiều năm nghiên cứu, những người thợ nhuộm ở nước ta đã phát triển và sản xuất được bộ thuốc nhuộm pha trộn trực tiếp có tên là D-type. Loại thuốc nhuộm này cũng có những ưu điểm vượt trội so với các loại thuốc nhuộm trực tiếp mới nói trên. Do nhóm melanoyl đưa vào phân tử thuốc nhuộm không chứa nguyên tử kim loại nên sẽ không ảnh hưởng đến thuốc nhuộm phân tán trong quá trình nhuộm và đặc biệt thích hợp để nhuộm vải pha polyester-cotton. Nó được gọi là thuốc nhuộm hỗn hợp, có nghĩa là thuốc nhuộm có đặc tính trộn lẫn tốt và có thể được nhuộm trong cùng một bể với nhiều loại thuốc nhuộm phân tán khác nhau, nhưng bộ thuốc nhuộm này có chứa thuốc nhuộm phân tán. 

Sự ra đời của một loại thuốc nhuộm trực tiếp mới đã mang lại sức sống mới cho thuốc nhuộm trực tiếp, cung cấp một phương pháp mới để nhuộm sợi xenlulo và mở rộng hơn nữa phạm vi ứng dụng của thuốc nhuộm trực tiếp.