Les colorants réactifs ont des couleurs vives et des chromatogrammes complets. Il est connu pour sa simplicité d’application, son faible coût et son excellente solidité. Surtout avec le développement des fibres de cellulose ces dernières années, les colorants réactifs sont devenus le type de colorant le plus important pour la teinture des textiles en fibres de cellulose.

Mais le problème le plus important des colorants réactifs est le faible taux d’épuisement et le faible taux de fixation. Dans le processus de teinture traditionnel des fibres de cellulose, afin d'améliorer l'absorption et le taux de fixation des colorants réactifs, une grande quantité de sel inorganique (chlorure de sodium ou sulfate de sodium) doit être ajoutée. Selon la structure et la couleur du colorant, la quantité de sel utilisée est généralement de 30 à 150 g/L. Bien que de grands progrès aient été réalisés dans le traitement des composés organiques présents dans les eaux usées d'impression et de teinture, l'ajout d'une grande quantité de sels inorganiques dans le processus de teinture ne peut pas être traité par de simples méthodes physiques et biochimiques.

Recherche sur la technologie des colorants réactifs et des colorants sans sel

D'un point de vue écologique, le rejet d'eaux usées d'impression et de teinture à haute salinité modifie directement la qualité de l'eau des rivières et des lacs et détruit l'environnement écologique.
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La forte perméabilité du sel entraînera la salinisation des sols autour des rivières et des lacs, réduisant ainsi le rendement des cultures. En bref, l’utilisation d’une grande quantité de sels inorganiques ne peut être ni dégradée ni recyclée, et a en même temps un impact négatif important sur la qualité de l’eau et des sols. Sur cette base, cet article passe en revue les progrès récents de la recherche sur la technologie de teinture sans sel et discute systématiquement des changements structurels des colorants réactifs à faible teneur en sel, de la technologie de greffage et de la technologie de réticulation.

Colorants réactifs pour une teinture sans sel

Les caractéristiques exceptionnelles des colorants réactifs sont une petite structure moléculaire, une bonne hydrophilie et un lavage facile de la couleur flottante après fixation. Il s’agit d’une innovation importante dans la conception de molécules colorantes. Mais cela entraîne également un faible taux d'épuisement du colorant et un faible taux de fixation, et une grande quantité de sel doit être ajoutée pendant la teinture. Conduire à la perte d’une grande quantité d’eaux usées salées et de colorants, augmentant ainsi le coût du traitement des eaux usées. La pollution de l'environnement est grave. Certaines entreprises de teinture ont commencé à s'intéresser au dépistage et à l'amélioration des précurseurs de colorants et des groupes réactifs, et à développer des colorants réactifs pour la teinture à faible teneur en sel. Les CibacronLs lancés par Ciba sont un type de colorants à faible teneur en sel qui utilisent différents groupes actifs pour se combiner. La caractéristique de ce colorant est que la quantité de sel utilisée en teinture est de 1/4 à 1/2 de celle des colorants réactifs généraux. Il n'est pas sensible aux changements de rapport du bain et présente une bonne reproductibilité. Ce type de colorants est principalement une teinture par immersion et peut être utilisé avec des colorants dispersés pour une teinture rapide en un seul bain de mélanges polyester/coton.

Sumitomo Corporation du Japon a proposé un ensemble de méthodes de teinture adaptées aux colorants de la série Sumifux Supra. C’est ce qu’on appelle la méthode de coloration LETfS. La quantité de sel inorganique utilisée dans cette méthode ne représente que 1/2 à 1/3 du processus traditionnel, et le rapport du bain peut atteindre 1:10. Et lancé une série de colorants réactifs compatibles avec le procédé. Cette série de colorants sont des colorants hétérobi-réactifs composés de monochloros-triazine et de sulfate de B-éthylsulfone. La quantité de colorant résiduel dans les eaux usées de teinture de cette série de colorants ne représente que 25 à 30 % de la teneur en colorant des eaux usées de teinture réactive générale. Il est recommandé pour la teinture des fibres Tencel. Il présente d'excellentes performances d'application en termes de taux de fixation, de facilité de lavage et de diverses solidités des produits teints.

La société DyStar a lancé les colorants de la série RemazolEF adaptés à la teinture sans sel, le groupe actif est principalement le sulfate de B-hydroxyéthylsulfone et a lancé un processus de teinture sans sel respectueux de l'environnement. La quantité de sel inorganique utilisée représente 1/3 du procédé conventionnel. Le processus de teinture est raccourci. De plus, le système couvre une large gamme de chromatogrammes. Une variété de trois couleurs primaires peuvent être combinées pour obtenir des couleurs vives. La société Clariant (Clariant) a lancé la série DrimareneHF de colorants réactifs, principalement en 4 variétés : DrimareneBlueHF-RL, 戡ownHF-2RL, NavyHF-G, RedHF-G, utilisés pour la teinture par épuisement et la teinture continue des fibres de cellulose, performances d'application et bonne solidité. Le taux de fixation est assez élevé, avec un faible taux de sel et un faible rapport en liqueur. Fixation neutre, bonne lavabilité.

Certains colorants réactifs nouvellement développés peuvent augmenter le caractère direct des colorants en augmentant le volume des molécules de colorant et en réduisant la quantité de sels inorganiques. Par exemple, l'introduction de groupes urée peut augmenter la directivité des groupes actifs et réduire la quantité de sels inorganiques. Améliorer le taux de fixation ; il existe également des précurseurs de colorants polyazoïques (tels que le trisazoïque, le tétraazoïque) pour augmenter le caractère direct du colorant et atteindre l'objectif d'une teinture sans sel. L'effet d'encombrement stérique élevé de certains colorants dans la structure peut également modifier considérablement la réactivité des groupes réactifs des colorants réactifs et la quantité de sel utilisée dans la teinture. Ces effets d'encombrement stérique sont généralement l'introduction de substituants alkyle à différentes positions sur la matrice colorante. Leurs caractéristiques structurelles de base sont résumées par les chercheurs comme suit :

Groupe actif un SO : CH2CH : oS03Na peut être en position méta ou para du cycle benzénique ;

R3 peut être en position ortho, inter ou para du cycle benzénique. La formule développée est constituée de colorants réactifs à la vinylsulfone.

Différents substituants ou différentes positions de substitution sur les colorants peuvent atteindre la même valeur de teinture dans les mêmes conditions de teinture, mais leurs quantités de sels de teinture sont très différentes.

D'excellents colorants réactifs à faible teneur en sel doivent avoir les caractéristiques suivantes : 1) La quantité de sel utilisée dans la teinture est considérablement réduite ; 2) Teinture dans un bain de teinture à faible rapport de bain, stabilité du bain de teinture ; 3) Bonne lavabilité. Réduisez le temps de post-traitement ; 4) Excellente reproductibilité. En termes d'amélioration des colorants, en plus de l'amélioration mentionnée ci-dessus de la structure de la matrice du colorant et de la combinaison raisonnable de groupes actifs, certaines personnes ont synthétisé les colorants dits réactifs cationiques, qui peuvent être teints sans ajouter de sel. Par exemple, colorants réactifs cationiques de structure suivante :

Il ressort de la formule ci-dessus que le corps coloré est lié au groupe actif monochloro-triazine. Un groupe ammonium quaternaire pyridine est également attaché au cycle s-triazine. Le colorant est chargé positivement et le groupe ammonium quaternaire est un groupe soluble dans l’eau. Puisqu'il n'y a non seulement aucune répulsion de charge entre les molécules de colorant et la fibre, mais également l'attraction de charges positives et négatives, le colorant s'approche facilement de la surface de la fibre et s'adsorbe sur la fibre teinte. La présence d'électrolytes dans la solution de teinture non seulement ne produira pas l'effet favorisant la teinture, mais affaiblira également l'attraction entre le colorant et la fibre, de sorte que ce type de teinture peut être teint sans ajouter d'électrolytes pour une teinture sans sel. Le processus de teinture est similaire aux colorants réactifs ordinaires. Pour les colorants réactifs monochloros-triazine, du carbonate de sodium est toujours ajouté comme agent fixateur. La température de fixation est d'environ 85℃. Le taux d'absorption du colorant peut atteindre 90 à 94 % et le taux de fixation est de 80 à 90 %. Il a une bonne résistance à la lumière et au lavage. Des colorants réactifs cationiques similaires ont également signalé l'utilisation de monofluoro-s-triazine comme groupe actif. L'activité de la monofluoro-s-triazine est supérieure à celle de la monochloro-s-triazine.

Ces colorants peuvent également être teints dans des mélanges coton/acrylique, et d’autres propriétés des colorants (telles que l’égalisation et la compatibilité, etc.) doivent être étudiées plus en détail. Mais cela offre une nouvelle façon pour la fibre de cellulose de réaliser une teinture sans sel.