Les colorants réactifs ont une très bonne solubilité dans l’eau. Les colorants réactifs reposent principalement sur le groupe acide sulfonique de la molécule de colorant pour se dissoudre dans l'eau. Pour les colorants réactifs à méso-température contenant des groupes vinylsulfone, en plus du groupe acide sulfonique, le β-éthylsulfonylsulfate est également un très bon groupe dissolvant.

Dans la solution aqueuse, les ions sodium sur le groupe acide sulfonique et le groupe sulfate de -éthylsulfone subissent une réaction d'hydratation pour que le colorant forme un anion et se dissolve dans l'eau. La teinture du colorant réactif dépend de l'anion du colorant à teindre sur la fibre.

La solubilité des colorants réactifs est supérieure à 100 g/L, la plupart des colorants ont une solubilité de 200 à 400 g/L, et certains colorants peuvent même atteindre 450 g/L. Cependant, pendant le processus de teinture, la solubilité du colorant diminuera pour diverses raisons (voire même complètement insoluble). Lorsque la solubilité du colorant diminue, une partie du colorant passe d’un seul anion libre à des particules, en raison de la grande répulsion de charge entre les particules. Diminution, particules et particules vont s'attirer les unes les autres pour produire une agglomération. Ce type d'agglomération rassemble d'abord les particules de colorant en agglomérats, puis se transforme en agglomérats et enfin en flocs. Bien que les flocs soient une sorte d'assemblage lâche, en raison de leur double couche électrique environnante formée de charges positives et négatives, il est généralement difficile de se décomposer par la force de cisaillement lorsque la liqueur de teinture circule, et les flocs sont faciles à précipiter sur le tissu, entraînant une teinture ou une coloration de la surface.

Une fois que le colorant aura une telle agglomération, la solidité de la couleur sera considérablement réduite et, en même temps, cela provoquera différents degrés de taches, de taches et de taches. Pour certains colorants, la floculation va encore accélérer l'assemblage sous la force de cisaillement de la solution colorante, provoquant une déshydratation et un relargage. Une fois le relargage effectué, la couleur teinte deviendra extrêmement claire, voire non teinte, même si elle est teinte, ce seront de graves taches de couleur et des taches.

Causes de l'agrégation des colorants

La principale raison est l’électrolyte. Dans le processus de teinture, l'électrolyte principal est l'accélérateur de teinture (sel de sodium et sel). L'accélérateur de colorant contient des ions sodium, et l'équivalent en ions sodium dans la molécule de colorant est bien inférieur à celui de l'accélérateur de colorant. Le nombre équivalent d'ions sodium, la concentration normale de l'accélérateur de teinture dans le processus de teinture normal n'aura pas beaucoup d'influence sur la solubilité du colorant dans le bain de teinture.

Cependant, lorsque la quantité d’accélérateur de colorant augmente, la concentration d’ions sodium dans la solution augmente en conséquence. L'excès d'ions sodium inhibera l'ionisation des ions sodium sur le groupe dissolvant de la molécule de colorant, réduisant ainsi la solubilité du colorant. Au-delà de 200 g/L, la plupart des colorants auront différents degrés d'agrégation. Lorsque la concentration de l'accélérateur de colorant dépasse 250 g/L, le degré d'agrégation sera intensifié, formant d'abord des agglomérats, puis dans la solution de colorant. Des agglomérats et des flocules se forment rapidement et certains colorants peu solubles sont partiellement relargués, voire déshydratés. Les colorants ayant des structures moléculaires différentes ont des propriétés anti-agglomération et de résistance au relargage différentes. Plus la solubilité, les propriétés anti-agglomérantes et tolérantes au sel sont faibles. Plus les performances analytiques sont mauvaises.

La solubilité du colorant est principalement déterminée par le nombre de groupes acide sulfonique dans la molécule de colorant et le nombre de sulfates de β-éthylsulfone. Dans le même temps, plus l’hydrophilie de la molécule de colorant est grande, plus la solubilité est élevée et plus l’hydrophilie est faible. Plus la solubilité est faible. (Par exemple, les colorants de structure azoïque sont plus hydrophiles que les colorants de structure hétérocyclique.) De plus, plus la structure moléculaire du colorant est grande, plus la solubilité est faible, et plus la structure moléculaire est petite, plus la solubilité est élevée.

Solubilité des colorants réactifs
On peut grossièrement le diviser en quatre catégories :

Classe A, les colorants contenant du sulfate de diéthylsulfone (c'est-à-dire du sulfone de vinyle) et trois groupes réactifs (monochloros-triazine + divinylsulfone) ont la solubilité la plus élevée, comme Yuan Qing B, Navy GG, Navy RGB, Golden : RNL et tous les noirs réactifs fabriqués par mélanger Yuanqing B, des colorants à trois groupes réactifs tels que le type ED, le type Ciba, etc. La solubilité de ces colorants est généralement d'environ 400 g/L.

Classe B, colorants contenant des groupes hétérobiréactifs (monochloros-triazine+vinylsulfone), tels que le jaune 3RS, le rouge 3BS, le rouge 6B, le rouge GWF, les trois couleurs primaires RR, les trois couleurs primaires RVB, etc. Leur solubilité est basée sur 200～300 grammes La solubilité du méta-ester est supérieure à celle du para-ester.

Type C : Bleu marine qui est également un groupe hétérobiréactif : BF, bleu marine 3GF, bleu foncé 2GFN, rouge RBN, rouge F2B, etc., en raison du nombre réduit de groupes acide sulfonique ou d'un poids moléculaire plus élevé, sa solubilité est également faible, seulement 100 -200 g/ Montée. Classe D : Colorants avec groupe monovinylsulfone et structure hétérocyclique, avec la plus faible solubilité, tels que Brilliant Blue KN-R, Turquoise Blue G, Bright Yellow 4GL, Violet 5R, Blue BRF, Brilliant Orange F2R, Brilliant Red F2G, etc. La solubilité de ce type de colorant n'est que d'environ 100 g/L. Ce type de colorant est particulièrement sensible aux électrolytes. Une fois ce type de colorant aggloméré, il n’est même pas nécessaire de passer par le processus de floculation, directement relargué.

Dans le processus de teinture normal, la quantité maximale d'accélérateur de teinture est de 80 g/L. Seules les couleurs foncées nécessitent une concentration aussi élevée d’accélérateur de colorant. Lorsque la concentration en colorant dans le bain de teinture est inférieure à 10 g/L, la plupart des colorants réactifs ont encore une bonne solubilité à cette concentration et ne s'agrègent pas. Mais le problème réside dans la cuve. Selon le processus de teinture normal, le colorant est ajouté en premier, et une fois que le colorant est complètement dilué dans le bain de teinture jusqu'à uniformité, l'accélérateur de teinture est ajouté. L'accélérateur de teinture achève essentiellement le processus de dissolution dans la cuve.

Opérer selon le processus suivant

Hypothèse : la concentration de teinture est de 5 %, le rapport de liqueur est de 1:10, le poids du tissu est de 350 kg (débit de liquide à double tuyau), le niveau d'eau est de 3,5 T, le sulfate de sodium est de 60 g/litre, la quantité totale de sulfate de sodium est de 200 kg (50 kg). /paquet total 4 colis) ) (La capacité du réservoir de matériau est généralement d'environ 450 litres). Lors du processus de dissolution du sulfate de sodium, le liquide de reflux de la cuve de teinture est souvent utilisé. Le liquide de reflux contient le colorant ajouté précédemment. Généralement, 300 L de liquide de reflux sont d'abord mis dans la cuve à matériaux, puis deux paquets de sulfate de sodium (100 kg) sont versés.

Le problème est ici, la plupart des colorants s’agglomèrent à des degrés divers à cette concentration de sulfate de sodium. Parmi eux, le type C aura une agglomération importante, et le colorant D sera non seulement aggloméré, mais même relargué. Bien que l'opérateur général suive la procédure pour reconstituer lentement la solution de sulfate de sodium dans la cuve de matériau dans la cuve de teinture via la pompe de circulation principale. Mais le colorant contenu dans les 300 litres de solution de sulfate de sodium a formé des flocages et a même été relargué.

Lorsque toute la solution contenue dans la cuve à matériaux est versée dans la cuve de teinture, il est clairement visible qu'il y a une couche de particules grasses de colorant sur la paroi et le fond de la cuve. Si ces particules de colorant sont grattées et mises dans de l’eau propre, cela est généralement difficile. Dissoudre à nouveau. En fait, les 300 litres de solution entrant dans la cuve de teinture sont tous ainsi.

N'oubliez pas qu'il existe également deux paquets de poudre Yuanming qui seront également dissous et remplis dans la cuve de teinture de cette manière. Après cela, des taches, des taches et des taches sont inévitables, et la solidité des couleurs est sérieusement réduite en raison de la teinture de surface, même s'il n'y a pas de floculation ou de relargage évident. Pour les classes A et B avec une solubilité plus élevée, une agrégation des colorants se produira également. Bien que ces colorants n'aient pas encore formé de floculations, au moins une partie des colorants a déjà formé des agglomérats.

Ces agrégats pénètrent difficilement dans la fibre. Car la zone amorphe de la fibre de coton permet uniquement la pénétration et la diffusion des colorants mono-ioniques. Aucun agrégat ne peut pénétrer dans la zone amorphe de la fibre. Il ne peut être adsorbé qu’à la surface de la fibre. La solidité des couleurs sera également considérablement réduite et des taches de couleur et des taches apparaîtront également dans les cas graves.

Le degré de solution des colorants réactifs est lié aux agents alcalins

Lorsque l'agent alcalin est ajouté, le sulfate de β-éthylsulfone du colorant réactif subira une réaction d'élimination pour former sa véritable vinylsulfone, qui est très soluble dans les gènes. Étant donné que la réaction d'élimination nécessite très peu d'agents alcalins (ne représentant souvent que moins de 1/10 du dosage du procédé), plus le dosage d'alcali est ajouté, plus il y a de colorants qui éliminent la réaction. Une fois la réaction d’élimination effectuée, la solubilité du colorant diminuera également.

Le même agent alcalin est également un électrolyte puissant et contient des ions sodium. Par conséquent, une concentration excessive d’agent alcalin entraînera également l’agglomération ou même le relargage du colorant qui a formé la vinylsulfone. Le même problème se produit dans le réservoir de matériaux. Lorsque l'agent alcalin est dissous (prenons le carbonate de sodium comme exemple), si la solution de reflux est utilisée. À ce moment-là, le liquide de reflux contient déjà l’agent accélérateur de colorant et le colorant à la concentration normale du processus. Bien qu'une partie du colorant puisse avoir été épuisée par la fibre, au moins plus de 40 % du colorant restant se trouve dans la liqueur de teinture. Supposons qu'un paquet de carbonate de sodium soit versé pendant le fonctionnement et que la concentration de carbonate de sodium dans le réservoir dépasse 80 g/L. Même si l'accélérateur de colorant dans le liquide de reflux est de 80 g/L à ce moment-là, le colorant dans le réservoir se condensera également. Les colorants C et D peuvent même se relarguer, en particulier pour les colorants D, même si la concentration de carbonate de sodium chute à 20 g/l, un relargage local se produira. Parmi eux, Brilliant Blue KN.R, Turquoise Blue G et Supervisor BRF sont les plus sensibles.

L’agglomération du colorant, voire son relargage, ne signifie pas que le colorant a été complètement hydrolysé. S'il s'agit d'une agglomération ou d'un relargage provoqué par un accélérateur de teinture, il peut toujours être teint à condition qu'il puisse être re-dissous. Mais pour le faire se dissoudre à nouveau, il est nécessaire d'ajouter une quantité suffisante d'adjuvant de teinture (comme de l'urée 20 g/l ou plus), et la température doit être augmentée à 90°C ou plus avec une agitation suffisante. Évidemment, c'est très difficile dans le fonctionnement même du processus.
Afin d'éviter que les colorants ne s'agglomèrent ou ne se relarguent dans la cuve, le procédé de teinture par transfert doit être utilisé lors de la réalisation de couleurs profondes et concentrées pour les colorants C et D à faible solubilité, ainsi que pour les colorants A et B.

Exploitation et analyse des procédés

1. Utilisez la cuve de teinture pour renvoyer l'accélérateur de teinture et chauffez-le dans la cuve pour le dissoudre (60 ～ 80 ℃). Puisqu’il n’y a pas de colorant dans l’eau douce, l’accélérateur de teinture n’a aucune affinité pour le tissu. L'accélérateur de teinture dissous peut être versé le plus rapidement possible dans la cuve de teinture.

2. Après avoir fait circuler la solution de saumure pendant 5 minutes, l'accélérateur de colorant est fondamentalement complètement uniforme, puis la solution de colorant qui a été dissoute à l'avance est ajoutée. La solution de colorant doit être diluée avec la solution de reflux, car la concentration de l'accélérateur de colorant dans la solution de reflux n'est que de 80 grammes/L, le colorant ne s'agglomérera pas. Dans le même temps, comme le colorant ne sera pas affecté par l'accélérateur de colorant (concentration relativement faible), le problème de la teinture se posera. À ce stade, la solution de colorant n'a pas besoin d'être contrôlée par le temps pour remplir la cuve de teinture, et elle est généralement terminée en 10 à 15 minutes.

3. Les agents alcalins doivent être hydratés autant que possible, en particulier pour les colorants C et D. Ce type de colorant étant très sensible aux agents alcalins en présence d'agents favorisant la coloration, la solubilité des agents alcalins est relativement élevée (la solubilité du carbonate de soude à 60°C est de 450 g/L). L'eau propre nécessaire pour dissoudre l'agent alcalin n'a pas besoin d'être trop importante, mais la vitesse d'ajout de la solution alcaline doit être conforme aux exigences du processus, et il est généralement préférable de l'ajouter de manière progressive.

4. Pour les colorants divinylsulfone de catégorie A, la vitesse de réaction est relativement élevée car ils sont particulièrement sensibles aux agents alcalins à 60°C. Afin d'éviter une fixation instantanée de la couleur et une couleur inégale, vous pouvez pré-ajouter 1/4 de l'agent alcalin à basse température.

Dans le processus de teinture par transfert, seul l'agent alcalin doit contrôler le taux d'alimentation. Le processus de teinture par transfert est non seulement applicable à la méthode de chauffage, mais également à la méthode à température constante. La méthode à température constante peut augmenter la solubilité du colorant et accélérer la diffusion et la pénétration du colorant. Le taux de gonflement de la zone amorphe de la fibre à 60°C est environ deux fois plus élevé qu'à 30°C. Par conséquent, le processus à température constante est plus approprié pour le fromage, l'écheveau. Les ensouples de chaîne comprennent des méthodes de teinture avec de faibles taux de bain, telles que la teinture au gabarit, qui nécessitent une pénétration et une diffusion élevées ou une concentration de colorant relativement élevée.

A noter que le sulfate de sodium actuellement disponible sur le marché est parfois relativement alcalin, et son pH peut atteindre 9-10. C'est très dangereux. Si vous comparez le sulfate de sodium pur au sel pur, le sel a un effet plus important sur l’agrégation des colorants que le sulfate de sodium. En effet, l’équivalent en ions sodium dans le sel de table est supérieur à celui du sulfate de sodium au même poids.

L'agrégation des colorants est étroitement liée à la qualité de l'eau. Généralement, les ions calcium et magnésium inférieurs à 150 ppm n'auront pas beaucoup d'impact sur l'agrégation des colorants. Cependant, les ions de métaux lourds présents dans l’eau, tels que les ions ferriques et les ions aluminium, y compris certains micro-organismes d’algues, accélèrent l’agrégation des colorants. Par exemple, si la concentration d'ions ferriques dans l'eau dépasse 20 ppm, la capacité anti-cohésion du colorant peut être considérablement réduite et l'influence des algues est plus grave.

Joint avec test de résistance au colorant anti-agglomération et au relargage :

Détermination 1 : Peser 0,5 g de colorant, 25 g de sulfate de sodium ou de sel et dissoudre le tout dans 100 ml d'eau purifiée à 25°C pendant environ 5 minutes. Utilisez un tube goutte à goutte pour aspirer la solution et déposez 2 gouttes en continu à la même position sur le papier filtre.

Détermination 2 : Peser 0,5 g de colorant, 8 g de sulfate de sodium ou de sel et 8 g de carbonate de sodium, et dissoudre le tout dans 100 ml d'eau purifiée à environ 25°C pendant environ 5 minutes. Utilisez un compte-gouttes pour aspirer la solution sur le papier filtre en continu. 2 gouttes.

La méthode ci-dessus peut être utilisée pour juger simplement de la capacité anti-agglomération et de relargage du colorant, et peut essentiellement juger quel processus de teinture doit être utilisé.