Rūgštiniai dažikliai, tiesioginiai dažikliai ir reaktyvieji dažikliai yra vandenyje tirpūs dažikliai. 2001 m. jų gamyba siekė atitinkamai 30 000 tonų, 20 000 tonų ir 45 000 tonų. Tačiau ilgą laiką Kinijos dažiklių įmonės daugiau dėmesio skyrė naujų struktūrinių dažiklių kūrimui ir tyrimams, o dažiklių perdirbimo tyrimai buvo gana silpni. Dažniausiai vandenyje tirpių dažiklių standartizacijos reagentai yra natrio sulfatas (natrio sulfatas), dekstrinas, krakmolo dariniai, sacharozė, karbamidas, naftalenformaldehido sulfonatas ir kt. Šie standartizacijos reagentai sumaišomi su originaliais dažais proporcingai, kad būtų gautas reikiamas stiprumas, tačiau jie negali patenkinti skirtingų spausdinimo ir dažymo procesų poreikių spausdinimo ir dažymo pramonėje. Nors minėti dažų skiedikliai yra gana pigūs, jie prastai drėkina ir tirpsta vandenyje, todėl juos sunku pritaikyti prie tarptautinės rinkos poreikių ir juos galima eksportuoti tik kaip originalius dažus. Todėl, komercializuojant vandenyje tirpius dažiklius, dažiklių drėkinamumas ir tirpumas vandenyje yra problemos, kurias reikia skubiai išspręsti, ir reikia pasikliauti atitinkamais priedais.

Dažų drėkinimo apdorojimas
Apskritai drėkinimas yra skysčio (turėtų būti dujos) pakeitimas paviršiuje kitu skysčiu. Tiksliau, miltelių arba granulių sąsaja turėtų būti dujų ir kietosios medžiagos sąsaja, o drėkinimo procesas yra tada, kai skystis (vanduo) pakeičia dujas dalelių paviršiuje. Galima pastebėti, kad drėkinimas yra fizikinis procesas tarp medžiagų paviršiuje. Dažų papildomo apdorojimo metu drėkinimas dažnai atlieka svarbų vaidmenį. Paprastai dažai perdirbami į kietą būseną, pavyzdžiui, miltelius arba granules, kurias naudojimo metu reikia drėkinti. Todėl dažų drėkinamumas tiesiogiai paveiks naudojimo efektą. Pavyzdžiui, tirpimo proceso metu dažus sunku drėkinti, o plūduriavimas vandenyje yra nepageidautinas. Šiandien nuolat tobulinant dažų kokybės reikalavimus, drėkinimo savybės tapo vienu iš dažiklių kokybės matavimo rodiklių. Vandens paviršiaus energija yra 72,75 mN/m esant 20 ℃, kuri mažėja didėjant temperatūrai, o kietųjų dalelių paviršiaus energija iš esmės nekinta, paprastai mažesnė nei 100 mN/m. Paprastai metalai ir jų oksidai, neorganinės druskos ir kt. lengvai sudrėksta, tai vadinama didele paviršiaus energija. Kietųjų organinių medžiagų ir polimerų paviršiaus energija yra panaši į bendrųjų skysčių, tai vadinama maža paviršiaus energija, tačiau ji kinta priklausomai nuo kietosios medžiagos dalelių dydžio ir poringumo laipsnio. Kuo mažesnis dalelių dydis, tuo didesnis poringumo laipsnis, o paviršiaus energija didesnė, tuo didesnis dydis priklauso nuo substrato. Todėl dažų dalelių dydis turi būti mažas. Po to, kai dažai apdorojami komerciniais būdais, pavyzdžiui, sūdant ir malant skirtingose ​​terpėse, dažų dalelių dydis tampa smulkesnis, sumažėja kristališkumas ir pasikeičia kristalinė fazė, o tai pagerina dažų paviršiaus energiją ir palengvina drėkinimą.

Rūgštinių dažų tirpumo apdorojimas
Naudojant mažą vonios santykį ir nuolatinio dažymo technologiją, nuolat gerėja spausdinimo ir dažymo automatizavimo laipsnis. Atsiradus automatiniams užpildams ir pastoms bei įdiegus skystus dažus, reikia paruošti didelės koncentracijos ir didelio stabilumo dažų tirpalus ir spausdinimo pastas. Tačiau rūgštinių, reaktyviųjų ir tiesioginių dažiklių tirpumas buitiniuose dažų produktuose yra tik apie 100 g/l, ypač rūgštinių dažiklių. Kai kurių rūšių tirpumas siekia net apie 20 g/l. Dažų tirpumas susijęs su dažų molekuline struktūra. Kuo didesnė molekulinė masė ir kuo mažiau sulfonrūgšties grupių, tuo mažesnis tirpumas; priešingu atveju, tuo didesnis tirpumas. Be to, labai svarbus komercinis dažiklių apdorojimas, įskaitant dažų kristalizacijos metodą, malimo laipsnį, dalelių dydį, priedų pridėjimą ir kt., kurie turės įtakos dažų tirpumui. Kuo lengviau jonizuojasi dažai, tuo didesnis jų tirpumas vandenyje. Tačiau tradicinių dažiklių komercializavimas ir standartizavimas grindžiami dideliu elektrolitų, tokių kaip natrio sulfatas ir druska, kiekiu. Didelis Na+ kiekis vandenyje sumažina dažų tirpumą vandenyje. Todėl, norint pagerinti vandenyje tirpių dažiklių tirpumą, pirmiausia į komercinius dažus nepilkite elektrolito.

Priedai ir tirpumas
⑴ Alkoholio junginys ir karbamido tirpiklis
Kadangi vandenyje tirpūs dažai turi tam tikrą skaičių sulfonrūgšties ir karboksirūgščių grupių, dažų dalelės lengvai disocijuojasi vandeniniame tirpale ir turi tam tikrą neigiamo krūvio kiekį. Pridėjus tirpiklį, kuriame yra vandenilinių jungčių formavimo grupė, dažų jonų paviršiuje susidaro apsauginis hidratuotų jonų sluoksnis, kuris skatina dažų molekulių jonizaciją ir tirpimą, taip pagerindamas tirpumą. Polioliai, tokie kaip dietilenglikolio eteris, tiodietanolis, polietilenglikolis ir kt., dažniausiai naudojami kaip pagalbiniai tirpikliai vandenyje tirpiems dažams. Kadangi jie gali sudaryti vandenilinius ryšius su dažikliu, dažų jonų paviršiuje susidaro apsauginis hidratuotų jonų sluoksnis, kuris neleidžia dažų molekulėms agreguotis ir sąveikauti tarp jų, skatina dažų jonizaciją ir disociaciją.
⑵Nejoninės paviršinio aktyvumo medžiagos
Į dažus įdėjus tam tikrų nejoninių paviršinio aktyvumo medžiagų, gali susilpnėti dažų molekulių ir tarp jų esanti jungimosi jėga, paspartėti jonizacija ir sudaryti dažų molekulėms miceles vandenyje, kurios gerai disperguojasi. Poliariniai dažai sudaro miceles. Tirpinimo molekulės sudaro suderinamumo tinklą tarp molekulių, pavyzdžiui, polioksietileno eterį arba esterį, kad pagerėtų tirpumas. Tačiau jei bendro tirpiklio molekulėje trūksta stiprios hidrofobinės grupės, dažų susidariusių micelių dispersijos ir tirpinimo poveikis bus silpnas, o tirpumas reikšmingai nepadidės. Todėl stenkitės rinktis tirpiklius, kuriuose yra aromatinių žiedų, kurie gali sudaryti hidrofobinius ryšius su dažais. Pavyzdžiui, alkilfenolio polioksietileno eteris, polioksietileno sorbitano esterio emulsiklis ir kiti, pavyzdžiui, polialkilfenilfenolio polioksietileno eteris.
⑶ lignosulfonato dispergentas
Dispergentas daro didelę įtaką dažų tirpumui. Gero dispergento pasirinkimas pagal dažų struktūrą labai padės pagerinti dažų tirpumą. Vandenyje tirpiuose dažikliuose jis atlieka tam tikrą vaidmenį užkertant kelią abipusei adsorbcijai (van der Valso jėga) ir agregacijai tarp dažų molekulių. Lignosulfonatas yra efektyviausias dispergentas, ir Kinijoje atliekami tyrimai šiuo klausimu.
Dispersinių dažiklių molekulinėje struktūroje nėra stiprių hidrofilinių grupių, o tik silpnai poliarinės grupės, todėl jie pasižymi silpnu hidrofiliškumu ir labai mažu tirpumu. Dauguma dispersinių dažiklių vandenyje tirpsta tik 25 ℃ temperatūroje. 1–10 mg/l.
Dispersinių dažų tirpumas yra susijęs su šiais veiksniais:
Molekulinė struktūra
„Dispersinių dažiklių tirpumas vandenyje didėja mažėjant hidrofobinei dažų molekulės daliai ir didėjant hidrofilinei daliai (poliarinių grupių kokybei ir kiekiui). Tai reiškia, kad dažiklių, turinčių santykinai mažą santykinę molekulinę masę ir daugiau silpnų polinių grupių, tokių kaip -OH ir -NH2, tirpumas bus didesnis. Dažikliai, turintys didesnę santykinę molekulinę masę ir mažiau silpnai polinių grupių, pasižymi santykinai mažu tirpumu. Pavyzdžiui, dispersinis raudonasis (I), kurio M = 321, tirpumas yra mažesnis nei 0,1 mg/l esant 25 ℃ temperatūrai, o tirpumas yra 1,2 mg/l esant 80 ℃ temperatūrai. Dispersinis raudonasis (II), kurio M = 352, tirpumas esant 25 ℃ temperatūrai yra 7,1 mg/l, o tirpumas esant 80 ℃ temperatūrai yra 240 mg/l.“
Dispergentas
Miltelių pavidalo dispersiniuose dažikliuose grynų dažiklių kiekis paprastai sudaro 40–60 %, o likusi dalis yra dispergentai, dulkių nepraleidžiančios medžiagos, apsauginės medžiagos, natrio sulfatas ir kt. Tarp jų dispergentas sudaro didesnę dalį.
Dispergentas (difuzijos agentas) gali padengti smulkius dažų kristalinius grūdelius hidrofilinėmis koloidinėmis dalelėmis ir stabiliai juos disperguoti vandenyje. Viršijus kritinę micelių koncentraciją, susidaro ir micelės, kurios redukuoja dalį smulkių dažų kristalinių grūdelių. Ištirpus micelėse, vyksta vadinamasis „tirpinimo“ reiškinys, dėl kurio padidėja dažų tirpumas. Be to, kuo geresnė dispergento kokybė ir didesnė koncentracija, tuo didesnis tirpinimo ir tirpinimo efektas.
Reikėtų pažymėti, kad dispergento tirpinimo poveikis skirtingų struktūrų dispersiniams dažams yra skirtingas ir skirtumas yra labai didelis; dispergento tirpinimo poveikis dispersiniams dažams mažėja didėjant vandens temperatūrai, o tai yra lygiai taip pat, kaip vandens temperatūros poveikis dispersiniams dažams. Tirpumo poveikis yra priešingas.
Dispersinių dažų ir dispergento hidrofobinėms kristalinėms dalelėms suformavus hidrofilines koloidines daleles, žymiai pagerės jų dispersinis stabilumas. Be to, šios koloidinės dažų dalelės dažymo proceso metu atlieka dažiklių „tiekimo“ vaidmenį. Kadangi ištirpusios dažų molekulės yra absorbuojamos pluošto, koloidinėse dalelėse „saugomi“ dažai laikui bėgant išsiskiria, kad būtų palaikoma dažų tirpimo pusiausvyra.
Dispersinių dažų būsena dispersijoje
1-dispersinė molekulė
2 dažų kristalitas (tirpinimas)
3-dispersinė micelė
4 dažų pavienė molekulė (ištirpinta)
5 dažų grūdai
6-dispersinė lipofilinė bazė
7-dispersinė hidrofilinė bazė
8-natrio jonas (Na+)
9 dažų kristalitų agregatai
Tačiau jei dažų ir dispergento „sanglauda“ yra per didelė, dažų molekulių „pasiūla“ atsiliks arba susidarys „pasiūlos viršijimo paklausa“ reiškinys. Todėl dažymo greitis tiesiogiai sumažės ir dažymo procentas bus subalansuotas, todėl dažymas bus lėtesnis ir spalva šviesesnė.
Matyti, kad renkantis ir naudojant dispergentus, reikia atsižvelgti ne tik į dažų dispersinį stabilumą, bet ir į jų įtaką dažų spalvai.
(3) Dažymo tirpalo temperatūra
Dispersinių dažiklių tirpumas vandenyje didėja kylant vandens temperatūrai. Pavyzdžiui, dispersinio geltonojo tirpumas 80 °C vandenyje yra 18 kartų didesnis nei 25 °C temperatūroje. Dispersinio raudonojo tirpumas 80 °C vandenyje yra 33 kartus didesnis nei 25 °C temperatūroje. Dispersinio mėlynojo tirpumas 80 °C vandenyje yra 37 kartus didesnis nei 25 °C temperatūroje. Jei vandens temperatūra viršija 100 °C, dispersinių dažiklių tirpumas dar labiau padidėja.
Ypatingas priminimas: ši dispersinių dažų tirpumo savybė praktiniame pritaikyme kelia paslėptų pavojų. Pavyzdžiui, netolygiai kaitinant dažų tirpalą, aukštos temperatūros dažų tirpalas nuteka į žemos temperatūros vietą. Mažėjant vandens temperatūrai, dažų tirpalas tampa persotintas, o ištirpę dažai nusėda, dėl to auga dažų kristalai ir sumažėja tirpumas. Dėl to sumažėja dažų įsisavinimas.
(keturių) dažų kristalinė forma
Kai kuriems dispersiniams dažams būdingas „izomorfizmo“ reiškinys. Tai reiškia, kad tie patys dispersiniai dažai dėl skirtingos dispersijos technologijos gamybos procese sudarys kelias kristalines formas, tokias kaip adatos, strypai, dribsniai, granulės ir blokai. Dažymo procese, ypač dažant 130 °C temperatūroje, nestabilesnė kristalinė forma pasikeis į stabilesnę.
Verta paminėti, kad stabilesnė kristalinė forma pasižymi didesniu tirpumu, o mažiau stabili kristalinė forma – santykinai mažesniu. Tai tiesiogiai paveiks dažų įsisavinimo greitį ir dažų įsisavinimo procentą.
(5) Dalelių dydis
Paprastai dažikliai su mažomis dalelėmis pasižymi dideliu tirpumu ir geru dispersijos stabilumu. Dažikliai su didelėmis dalelėmis pasižymi mažesniu tirpumu ir santykinai prastu dispersijos stabilumu.
Šiuo metu buitinių dispersinių dažų dalelių dydis paprastai yra 0,5–2,0 μm (pastaba: dažymo panardinamuoju būdu dalelių dydis turi būti 0,5–1,0 μm).