Xử lý độ hòa tan của thuốc nhuộm axit

Với việc sử dụng tỷ lệ rượu nhỏ và quy trình nhuộm liên tục, mức độ tự động hóa của in và nhuộm không ngừng được cải thiện, sự xuất hiện của chất độn tự động và trộn bột giấy, và sự ra đời của thuốc nhuộm lỏng đòi hỏi phải chuẩn bị rượu thuốc nhuộm và bột nhão in có nồng độ cao và độ ổn định cao. Tuy nhiên, hiện nay độ hòa tan của thuốc nhuộm axit, thuốc nhuộm hoạt tính và trực tiếp trong các sản phẩm thuốc nhuộm nội địa chỉ khoảng 100g/L, đặc biệt là thuốc nhuộm axit, thậm chí một số loại thậm chí chỉ khoảng 20g/L. Độ hòa tan của thuốc nhuộm có liên quan đến cấu trúc phân tử của thuốc nhuộm. Trọng lượng phân tử càng lớn và càng ít nhóm axit sulfonic thì độ hòa tan càng thấp; nếu không thì độ hòa tan càng cao. Ngoài ra, quá trình xử lý thuốc nhuộm thương mại là cực kỳ quan trọng, bao gồm chế độ kết tinh, mức độ nghiền, kích thước hạt và việc bổ sung các chất phụ gia của thuốc nhuộm, sẽ ảnh hưởng đến độ hòa tan của thuốc nhuộm. Thuốc nhuộm càng dễ bị ion hóa thì độ hòa tan trong nước càng cao. Tuy nhiên, việc thương mại hóa và tiêu chuẩn hóa thuốc nhuộm truyền thống là sử dụng một lượng lớn chất điện giải, chẳng hạn như bột yuanming và muối ăn. Một lượng lớn Na+ trong nước làm giảm khả năng hòa tan của thuốc nhuộm trong nước. Vì vậy, để cải thiện khả năng hòa tan của thuốc nhuộm hòa tan trong nước, trước tiên, thuốc nhuộm thương mại không được thêm chất điện phân.

 

Phụ gia và độ hòa tan

 

(1) Hợp chất rượu và dung môi urê 

Vì thuốc nhuộm hòa tan trong nước có chứa một số nhóm axit sunfonic và nhóm axit cacboxylic nhất định, nên các hạt thuốc nhuộm dễ dàng phân ly trong dung dịch nước và có một lượng điện tích âm nhất định. Khi thêm một dung môi chứa nhóm hình thành liên kết hydro, một lớp bảo vệ ion ngậm nước được hình thành trên bề mặt của ion thuốc nhuộm, giúp thúc đẩy quá trình ion hóa và hòa tan phân tử thuốc nhuộm để cải thiện khả năng hòa tan. Các polyol như diethylene glycol ether, thiodietanol, polyethylene glycol, v.v. thường được sử dụng làm dung môi cho thuốc nhuộm hòa tan trong nước. Bởi vì chúng có thể hình thành liên kết hydro với thuốc nhuộm, bề mặt của các ion thuốc nhuộm tạo thành một lớp ion hydrat hóa bảo vệ, ngăn chặn sự kết tụ và tương tác giữa các phân tử thuốc nhuộm, đồng thời thúc đẩy quá trình ion hóa và phân ly thuốc nhuộm.

 

(2) Chất hoạt động bề mặt không ion

Việc thêm một chất hoạt động bề mặt không ion nhất định vào thuốc nhuộm có thể làm suy yếu lực liên kết giữa các phân tử thuốc nhuộm và phân tử, đẩy nhanh quá trình ion hóa và làm cho các phân tử thuốc nhuộm tạo thành các mixen trong nước có khả năng phân tán tốt. Thuốc nhuộm phân cực tạo thành các mixen. Các phân tử hòa tan hình thành khả năng tương thích mạng để cải thiện khả năng hòa tan, chẳng hạn như polyoxyetylen ete hoặc este. Tuy nhiên, nếu thiếu các nhóm kỵ nước mạnh trong phân tử cosolvent thì tác dụng phân tán và hòa tan trên các mixen được hình thành bởi thuốc nhuộm sẽ yếu và khả năng hòa tan được cải thiện không đáng kể. Vì vậy, hãy cố gắng chọn dung môi chứa vòng thơm có thể tạo thành liên kết kỵ nước với thuốc nhuộm. Ví dụ, alkylphenol polyoxyetylen ete, chất nhũ hóa este polyoxyetylen sorbitan và các chất khác như polyalkylphenylphenol polyoxyetylen ete.

 

(3) Chất phân tán Lignosulfonate

Chất phân tán có ảnh hưởng lớn đến độ hòa tan của thuốc nhuộm. Việc chọn chất phân tán tốt theo cấu trúc của thuốc nhuộm sẽ giúp ích rất nhiều cho việc cải thiện khả năng hòa tan của thuốc nhuộm. Trong thuốc nhuộm hòa tan trong nước, để ngăn chặn sự hấp phụ lẫn nhau (lực van der Waals) và sự kết tụ giữa các phân tử thuốc nhuộm, nó có tác dụng nhất định. Trong số các chất phân tán, lignosulfonate là chất hiệu quả nhất và đã có những nghiên cứu trong nước về nó.