Thuốc nhuộm cation là gì?

Thuốc nhuộm cation là một loại thuốc nhuộm dệt, còn được gọi là thuốc nhuộm cơ bản và thuốc nhuộm cơ bản . Hòa tan trong nước, nó ở trạng thái cation. Thuốc nhuộm cation hòa tan trong nước và ion hóa trong dung dịch nước để tạo ra thuốc nhuộm có ion màu tích điện dương. Cation của thuốc nhuộm có thể kết hợp với nhóm axit của monome thứ ba trong vải để nhuộm sợi. Nó là một loại thuốc nhuộm đặc biệt để nhuộm sợi acrylic. Nó có ưu điểm là độ bền cao, màu sắc tươi sáng và độ bền ánh sáng tốt.

Thuốc nhuộm cation có ái lực cao với sợi acrylic, do hấp thụ nhanh và khuếch tán chậm trong quá trình nhuộm nên dễ xảy ra hiện tượng nhuộm không đồng đều. Một khi xảy ra hiện tượng nhuộm không đều thì rất khó khắc phục bằng cách kéo dài thời gian nhuộm. Khi nhuộm bằng thuốc nhuộm cation, để có được kết quả nhuộm đồng đều, cần giảm tốc độ nhuộm một cách thích hợp. Ngoài các loại sợi acrylic, các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ nhuộm của thuốc nhuộm cation như sau:

 

1. Nhiệt độ

Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng trong việc kiểm soát san lấp mặt bằng. Khi sợi acrylic được nhuộm bằng thuốc nhuộm cation, chúng hiếm khi được nhuộm dưới 75°C. Khi nhiệt độ nhuộm đạt đến nhiệt độ chuyển thủy tinh (75-85°C) của sợi, tốc độ hấp thụ thuốc nhuộm tăng nhanh. Do đó, khi nhiệt độ nhuộm đạt đến nhiệt độ chuyển thủy tinh của sợi, nhiệt độ phải tăng từ từ, thường là 1°C cứ sau 2 đến 4 phút. Nó cũng có thể được giữ ở nhiệt độ 85 ~ 90oC để nhuộm trong một khoảng thời gian, sau đó tiếp tục đun nóng đến sôi.

 

2. Độ pH của dung dịch nhuộm

Thêm axit vào bể nhuộm có thể ức chế sự phân ly của các nhóm axit trong sợi acrylic, giảm số lượng nhóm anion trên sợi, giảm lực hút Coulomb giữa thuốc nhuộm và sợi và giảm tốc độ nhuộm. Ảnh hưởng của độ pH đến tốc độ nhuộm đáng kể hơn đối với sợi acrylic chứa nhóm axit cacboxylic và tốc độ nhuộm của sợi acrylic chứa nhóm axit sulfonic ít bị ảnh hưởng bởi độ pH của bể nhuộm. Giá trị pH của dung dịch nhuộm phải được kiểm soát hợp lý trong quá trình nhuộm. Thuốc nhuộm cation thường không có khả năng kháng kiềm và giá trị pH tối ưu để nhuộm thường là 4-4,5. Khi nhuộm các màu tối, giá trị pH của dung dịch nhuộm có thể cao hơn và việc nhuộm các màu sáng phải được thực hiện ở giá trị pH thấp hơn. Giá trị pH của dung dịch nhuộm thường được điều chỉnh bằng axit axetic. Axit axetic không chỉ có thể làm giảm giá trị pH của dung dịch nhuộm mà còn cải thiện khả năng hòa tan của thuốc nhuộm. Thêm natri axetat vào bể nhuộm cùng lúc có thể ổn định giá trị pH của bể nhuộm trong phạm vi yêu cầu.

 

3. Chất điện giải

Thêm chất điện giải, chẳng hạn như natri sunfat, muối ăn, v.v. vào bể nhuộm, có thể làm giảm tốc độ nhuộm của thuốc nhuộm cation và có tác dụng nhuộm chậm. Chất điện phân không có tác dụng làm chậm rõ ràng đối với thuốc nhuộm có giá trị K từ 1 ~ 1,5 và có tác dụng làm chậm rõ ràng đối với thuốc nhuộm có giá trị K từ 3 ~ 5. Hiệu ứng nhuộm chậm của chất điện phân giảm khi nhiệt độ nhuộm tăng. Khi nhuộm màu sáng, lượng chất điện phân có thể cao hơn, khoảng 5% đến 10% (owf) và không thêm vào khi nhuộm màu tối.

 

4. Chất làm chậm

Trong nhuộm cation, chất làm chậm thường được thêm vào để giảm tốc độ nhuộm và đạt được hiệu quả nhuộm đồng đều. Chất làm chậm thuốc nhuộm cation bao gồm chất làm chậm cation và chất làm chậm anion.

Chất làm chậm cation là chất làm chậm được sử dụng phổ biến nhất cho thuốc nhuộm cation, hầu hết trong số đó là chất hoạt động bề mặt cation, chẳng hạn như chất hoạt động bề mặt 1227 (chất làm đều màu TAN), chất hoạt động bề mặt 1631 (chất làm đều màu IV). Chất làm chậm cation có ái lực với sợi acrylic. Đối với các chất làm chậm cation có phân tử nhỏ và ái lực thấp với sợi, do tốc độ khuếch tán nhanh nên trước tiên chúng chiếm vị trí thuốc nhuộm trên sợi trong quá trình nhuộm. Sau khi cation thuốc nhuộm đi vào sợi, ái lực giữa chất làm chậm và chất xơ sẽ nhỏ hơn ái lực của thuốc nhuộm và chất xơ. Ái lực của thuốc nhuộm sẽ dần được thay thế bằng thuốc nhuộm, từ đó làm giảm tốc độ nhuộm. Lượng chất làm chậm này không được quá lớn, nếu không việc nhuộm sẽ tập trung ở giai đoạn nhuộm sau, dẫn đến nhuộm không đều. Đối với chất làm chậm thuốc nhuộm cation có cấu trúc phân tử phức tạp và ái lực lớn hơn với sợi, chúng có thể cạnh tranh với thuốc nhuộm cation trong quá trình nhuộm, do đó làm giảm tốc độ hấp thu thuốc nhuộm của thuốc nhuộm cation. Tuy nhiên, do chất làm chậm cation chiếm một vị trí nhuộm nhất định trong sợi nên tỷ lệ hấp thu thuốc nhuộm cation bị giảm. Lượng chất làm chậm cation này càng cao thì tác dụng làm chậm càng rõ rệt, nhưng màu của vật liệu nhuộm sẽ trở nên nhạt hơn. Lượng chất làm chậm cation phụ thuộc vào bản chất và nồng độ của thuốc nhuộm được sử dụng. Đối với thuốc nhuộm có giá trị K thấp hoặc nhuộm màu sáng thì lượng chất ức chế cation cao hơn. Đối với thuốc nhuộm có giá trị K lớn hơn hoặc nhuộm màu tối thì lượng chất làm chậm sẽ thấp hơn. Chất làm chậm thuốc nhuộm cation cũng có giá trị bão hòa đối với sợi acrylic và có vấn đề về khả năng tương thích với thuốc nhuộm cation. Thuốc nhuộm cation có ái lực cao hơn nên được sử dụng cùng với thuốc nhuộm cation có ái lực cao hơn. Trong đơn thuốc nhuộm, tổng lượng chất làm chậm cation và thuốc nhuộm cation không được vượt quá giá trị bão hòa nhuộm của sợi.

 

Ngoài chất làm chậm cation nêu trên, còn có một loại chất làm chậm cation khác, đó là chất làm chậm cation polyme, chẳng hạn như chất làm chậm A. Loại chất làm chậm này có phân tử lớn với mức độ trùng hợp vài trăm. Mỗi đại phân tử chứa hàng trăm nhóm cation. Nó không thể xâm nhập vào sợi và chỉ có thể bao phủ bề mặt của sợi, điều này làm cho lực hút coulombic giữa thuốc nhuộm cation và sợi acrylic tăng lên rất nhiều. Giảm, do đó làm giảm tốc độ hấp thu thuốc nhuộm. Khả năng làm chậm của loại chất làm chậm này mạnh hơn chất hoạt động bề mặt cation và nó không chiếm chỗ thuốc nhuộm trong sợi và không ảnh hưởng đến giá trị bão hòa nhuộm của sợi acrylic.

 

Hầu hết các chất làm chậm anion là các sulfonate hydrocarbon thơm tích điện âm, có thể kết hợp với thuốc nhuộm cation để tạo thành phức hợp có độ hòa tan thấp và lơ lửng trong bể nhuộm với sự trợ giúp của các chất phụ gia không ion. Mối quan hệ ít hơn. Sau khi thêm vitex nhuộm chậm anion vào bể nhuộm, tốc độ hấp thụ thuốc nhuộm bị chậm lại do nồng độ cation thuốc nhuộm tự do giảm. Khi nhiệt độ nhuộm tăng lên, hợp chất sẽ dần bị phân hủy và giải phóng các cation thuốc nhuộm tự do, do đó tốc độ nhuộm tăng dần để đạt được mục tiêu san bằng. Do độ hòa tan của phức chất thấp nên để tránh kết tủa, cần bổ sung chất hoạt động bề mặt không ion đồng thời bổ sung chất ức chế anion. Việc sử dụng chất làm chậm anion có thể làm giảm tỷ lệ hấp thu thuốc nhuộm đáng kể hơn so với chất làm chậm cation.

 

Sau khi sử dụng chất làm chậm anion, thuốc nhuộm cation và thuốc nhuộm anion có thể được nhuộm trong cùng một bể, điều này tạo điều kiện cho việc nhuộm một bể vải pha sợi acrylic với thuốc nhuộm cation/thuốc nhuộm axit và thuốc nhuộm cation/ thuốc nhuộm hoạt tính.