Có những loại thuốc nhuộm phân tán nào?

Thuốc nhuộm phân tán có thể được phân loại theo hai cách: theo hiệu suất ứng dụng hoặc theo cấu trúc hóa học.

I. Phân loại theo ứng dụng:

Phương pháp phân loại hiệu suất ứng dụng chia thuốc nhuộm phân tán thành ba loại chính dựa trên hiệu suất nhuộm: loại E, loại S và loại SE.

1. Thuốc nhuộm phân tán loại E:

Thuốc nhuộm phân tán loại E còn được gọi là thuốc nhuộm phân tán ở nhiệt độ thấp.

Chúng được đặc trưng bởi trọng lượng phân tử nhỏ, tính chất san lấp mặt bằng, di chuyển và che phủ tốt, độ bền thăng hoa thấp và khả năng cố định ở nhiệt độ thấp cao, giảm khi tăng nhiệt độ nướng. Những loại thuốc nhuộm này thích hợp cho việc nhuộm ở nhiệt độ cao, áp suất cao và dựa trên chất mang, đồng thời cũng được sử dụng trong in chuyển.

2. Thuốc nhuộm phân tán loại S:

Thuốc nhuộm phân tán loại S còn được gọi là thuốc nhuộm phân tán ở nhiệt độ cao.

Chúng được đặc trưng bởi trọng lượng phân tử lớn, tính chất san lấp mặt bằng, di chuyển và che phủ kém, độ bền thăng hoa cao và khả năng cố định ở nhiệt độ thấp thấp, tăng khi tăng nhiệt độ nướng, đạt độ cố định cao nhất ở 220°C. Những thuốc nhuộm này thích hợp cho nhuộm nóng chảy. 

3. Thuốc nhuộm phân tán loại SE:

Thuốc nhuộm phân tán loại SE hay còn gọi là thuốc nhuộm phân tán ở nhiệt độ trung bình , là loại thuốc nhuộm phân tán giữa loại E và loại S.

Chúng được đặc trưng bởi trọng lượng phân tử vừa phải, tính chất san lấp, di chuyển và che phủ vừa phải, độ bền thăng hoa vừa phải và đường cong cố định phẳng khi tăng nhiệt độ nướng, không có sự thay đổi về độ cố định do biến động nhiệt độ nướng. Những thuốc nhuộm này phù hợp với cả ba loại quy trình nhuộm thuốc nhuộm phân tán và đại diện cho sự đa dạng nhất trong ba loại.

II. Phân loại theo cấu trúc hóa học:

Dựa trên cấu trúc hóa học của chúng, thuốc nhuộm phân tán có thể được chia thành các loại monoazo, anthraquinone, dị vòng và methine.

1. Thuốc nhuộm phân tán Monoazo: 

Thuốc nhuộm phân tán Monoazo bao phủ toàn bộ quang phổ màu vàng, cam, đỏ, tím, xanh dương, xanh lá cây, nâu và đen. Chúng bao gồm dẫn xuất p-nitroaniline là thành phần diazo và N-alkyl và N,N-dialkylanilines là thành phần ghép nối. Cấu trúc hóa học đơn giản của chúng đáp ứng yêu cầu về trọng lượng phân tử thấp. Quá trình tổng hợp đơn giản và tỷ lệ chuyển đổi cao góp phần làm cho giá thành thấp. Cấu trúc hóa học của thuốc nhuộm phân tán monoazo dựa trên thành phần diazo là nhóm hút electron và thành phần ghép nối là nhóm cho electron. Điều này làm giảm mức năng lượng ở trạng thái kích thích của thuốc nhuộm, dẫn đến hiệu ứng màu tối hơn. Theo lý thuyết quỹ đạo phân tử, cặp electron đơn độc trên nguyên tử nitơ của dẫn xuất amino trong thành phần ghép có thể tạo thành quỹ đạo không liên kết. Sự kích thích electron này sẽ kích thích quỹ đạo không liên kết có năng lượng cao hơn lên trạng thái kích thích, làm giảm sự chênh lệch mức năng lượng. Do đó, các nhóm thế nhường electron trên nhóm amino và nhóm amino thay thế N,N có hiệu ứng màu đậm hơn và đậm hơn. Do nitroamine chính trong thành phần diazo là nhóm thế hút electron mạnh nên độ phân cực tổng thể của phân tử thuốc nhuộm được tăng cường, mức năng lượng ở trạng thái kích thích thấp hơn và hiệu ứng màu đậm hơn và đậm hơn rõ rệt hơn.

2. Thuốc nhuộm phân tán loại anthraquinone:

Thuốc nhuộm phân tán loại anthraquinone có màu sắc rực rỡ, chủ yếu là các màu tối như đỏ, tím, xanh lam, xanh ngọc. Thuốc nhuộm phân tán loại anthraquinone có cấu trúc hóa học đơn giản tương tự như monoanthraquinone và khả năng tạo màu của chúng rõ rệt nhất ở thuốc nhuộm phân tán loại anthraquinone. Nếu hai nhóm cho điện tử, chẳng hạn như -NH2 và -OH, được đưa vào ở vị trí a, hiệu ứng làm tối sẽ rõ rệt hơn, đặc biệt nếu cả hai nhóm thế nằm trên cùng một vòng benzen. Nếu các nhóm cho electron được đưa vào ở cả bốn vị trí a thì hiệu ứng làm tối thậm chí còn rõ rệt hơn.

3. So với thuốc nhuộm phân tán azo gốc amin thơm, thuốc nhuộm phân tán dị vòng mang lại màu sắc tươi sáng hơn, độ bền cao hơn và độ bám tốt hơn.

Thuốc nhuộm phân tán dị vòng còn được chia thành thuốc nhuộm phân tán azo dị vòng (với các vòng dị vòng là thành phần diazo hoặc thành phần ghép nối) và thuốc nhuộm phân tán ngưng tụ dị vòng (với các vòng dị vòng được liên kết với nhau bằng hệ thống liên hợp khác thay vì nhóm azo). Mặc dù thuốc nhuộm phân tán dị vòng đã được công nhận trong gần ba thập kỷ và được mô tả trong nhiều bằng sáng chế, và nhiều loại đã được sản xuất thương mại, cho đến nay chỉ có một số cấu trúc phân tử của các thuốc nhuộm này được công bố công khai trong Chỉ số màu. 

4. Thuốc nhuộm phân tán loại Methanogen:

Thuốc nhuộm phân tán có cấu trúc Methanogen I mang lại màu vàng rực rỡ đặc biệt với độ bền ánh sáng tuyệt vời. Chúng có thể được sử dụng để nhuộm không chỉ polyester mà còn cả axetat và nylon với khả năng làm phẳng và nâng vải tuyệt vời. Các thuốc nhuộm này chủ yếu bao gồm một hoặc nhiều nhóm methine (methine) tạo thành một hệ liên hợp, với nhóm rút electron và nhóm cho electron gắn ở hai đầu. Chúng chủ yếu được sử dụng làm chất nhạy quang học và thuốc nhuộm cation. Thuốc nhuộm phân tán có cấu trúc phân tử đặc biệt đơn giản và bị hạn chế về chủng loại, chỉ có khoảng một chục cấu trúc được biết đến.