Reaktyvieji dažai labai gerai tirpsta vandenyje. Reaktyvieji dažai daugiausia tirpsta vandenyje, kai dažų molekulėje yra sulfonrūgšties grupė. Mezotemperatūriniuose reaktyviuosiuose dažikliuose, kuriuose yra vinilsulfono grupių, be sulfonrūgšties grupės, labai gerai tirpsta ir β-etilsulfonilsulfato grupė.

Vandeniniame tirpale natrio jonai, esantys sulfonrūgšties grupėje ir etilsulfono sulfato grupėje, hidratacijos reakcijoje sudaro anijoną ir ištirpsta vandenyje. Reaktyviojo dažiklio dažymas priklauso nuo dažiklio, kuriuo dažomas pluoštas, anijono.

Reaktyviųjų dažiklių tirpumas yra didesnis nei 100 g/l, daugumos dažiklių tirpumas yra 200–400 g/l, o kai kurių dažiklių tirpumas gali siekti net 450 g/l. Tačiau dažymo proceso metu dėl įvairių priežasčių dažų tirpumas sumažėja (arba jie netgi visiškai netirpsta). Kai dažų tirpumas sumažėja, dalis dažų iš vieno laisvo anijono virsta dalelėmis dėl didelės dalelių stūmos. Jai sumažėjus, dalelės ir dalelės traukia viena kitą ir susidaro aglomeratai. Dėl tokio aglomerato dažų dalelės pirmiausia surenkamos į aglomeratus, po to virsta aglomeratais ir galiausiai flokulais. Nors flokulai yra tam tikra laisva medžiaga, dėl jų ypatybių aplinkinį elektrinį dvigubą sluoksnį, susidarantį iš teigiamų ir neigiamų krūvių, dažų skysčio cirkuliacijos metu paprastai sunku suskaidyti veikiant šlyties jėgai, o flokulai lengvai nusėda ant audinio, todėl paviršius nusidažo arba nusidažo.

Kai dažai sulips, spalvos atsparumas žymiai sumažės, o tai sukels skirtingo laipsnio dėmes ir dėmes. Kai kurių dažiklių flokuliacija dar labiau pagreitins dažymąsi veikiant dažų tirpalo šlyties jėgai, sukeldama dehidrataciją ir druskingumą. Kai druskingumas įvyks, dažyta spalva taps itin šviesi arba net nedažyta, net jei ji bus nudažyta, atsiras rimtų spalvų dėmių ir dėmių.

Dažų agregacijos priežastys

Pagrindinė priežastis – elektrolitas. Dažymo procese pagrindinis elektrolitas yra dažų greitiklis (natrio druska ir druska). Dažų greitiklyje yra natrio jonų, o natrio jonų ekvivalentas dažų molekulėje yra daug mažesnis nei dažų greitintuve. Ekvivalentinis natrio jonų skaičius, įprasta dažų greitintuvo koncentracija įprastame dažymo procese, neturės didelės įtakos dažų tirpumui dažų vonelėje.

Tačiau, didėjant dažų greitintuvo kiekiui, atitinkamai didėja ir natrio jonų koncentracija tirpale. Natrio jonų perteklius slopina natrio jonų jonizaciją dažų molekulės tirpimo grupėje, taip sumažindamas dažų tirpumą. Kai koncentracija viršija 200 g/l, dauguma dažiklių pasižymi skirtingu aglomeracijos laipsniu. Kai dažų greitintuvo koncentracija viršija 250 g/l, agregacijos laipsnis sustiprėja, pirmiausia susidaro aglomeratai, o vėliau dažų tirpale. Aglomeratai ir flokulės susidaro greitai, o kai kurie mažai tirpūs dažai yra iš dalies išsūdomi arba net dehidratuojami. Skirtingų molekulinių struktūrų dažai pasižymi skirtingomis antiaglomeracijos ir atsparumo druskoms savybėmis. Kuo mažesnis tirpumas, tuo didesnės antiaglomeracijos ir druskos tolerancijos savybės. Tuo blogesnis analitinis našumas.

Dažiklio tirpumą daugiausia lemia sulfonrūgšties grupių skaičius dažiklio molekulėje ir β-etilsulfono sulfatų skaičius. Tuo pačiu metu, kuo didesnis dažiklio molekulės hidrofiliškumas, tuo didesnis tirpumas ir kuo mažesnis hidrofiliškumas. Kuo mažesnis tirpumas. (Pavyzdžiui, azo struktūros dažikliai yra hidrofiliškesni nei heterociklinės struktūros dažikliai.) Be to, kuo didesnė dažiklio molekulinė struktūra, tuo mažesnis tirpumas, o kuo mažesnė molekulinė struktūra, tuo didesnis tirpumas.

Reaktyviųjų dažų tirpumas
Jį galima apytiksliai suskirstyti į keturias kategorijas:

A klasės dažikliai, kurių sudėtyje yra dietilsulfono sulfato (t. y. vinilo sulfono) ir trijų reaktyviųjų grupių (monochloros-triazino + divinilo sulfono), pasižymi didžiausiu tirpumu, pavyzdžiui, „Yuan Qing B“, „Navy GG“, „Navy RGB“, „Golden: RNL“. Ir visi reaktyvieji juodieji dažai, pagaminti maišant „Yuanqing B“ – trijų reaktyviųjų grupių dažus, tokius kaip ED tipo, „Ciba s“ tipo ir kt. Šių dažiklių tirpumas dažniausiai yra apie 400 g/l.

B klasė – dažikliai, turintys heterobireaktyviųjų grupių (monochloros-triazino + vinilsulfono), pavyzdžiui, geltonas 3RS, raudonas 3BS, raudonas 6B, raudonas GWF, RR trys pagrindinės spalvos, RGB trys pagrindinės spalvos ir kt. Jų tirpumas pagrįstas 200–300 gramų tirpumu. Meta-esterio tirpumas yra didesnis nei para-esterio.

C tipas: Tamsiai mėlyna, kuri taip pat yra heterobireaktyvi grupė: BF, tamsiai mėlyna 3GF, tamsiai mėlyna 2GFN, raudona RBN, raudona F2B ir kt., dėl mažesnio sulfonrūgšties grupių skaičiaus arba didesnės molekulinės masės jos tirpumas taip pat yra mažas, tik 100–200 g/l. D klasė: Dažikliai su monovinilsulfono grupe ir heterocikline struktūra, pasižymintys mažiausiu tirpumu, pvz., briliantinis mėlynasis KN-R, turkio mėlynasis G, ryškiai geltonasis 4GL, violetinis 5R, mėlynasis BRF, briliantinis oranžinis F2R, briliantinis raudonasis F2G ir kt. Šio tipo dažiklių tirpumas yra tik apie 100 g/l. Šio tipo dažikliai yra ypač jautrūs elektrolitams. Kai šio tipo dažikliai sulimpa, jiems net nereikia flokuliacijos proceso, tiesiogiai išsūdant druska.

Įprasto dažymo procese didžiausias dažų greitintuvo kiekis yra 80 g/l. Tik tamsioms spalvoms reikalinga tokia didelė dažų greitintuvo koncentracija. Kai dažų koncentracija dažymo vonelėje yra mažesnė nei 10 g/l, dauguma reaktyviųjų dažų vis tiek gerai tirpsta esant tokiai koncentracijai ir nesulimpa. Tačiau problema slypi inde. Įprasto dažymo proceso metu pirmiausia įdedami dažai, o po to, kai dažai visiškai praskiedžiami dažymo vonelėje iki vientisos masės, įdedamas dažymo greitintuvas. Dažų greitintuvas iš esmės užbaigia tirpimo procesą inde.

Veikite pagal toliau nurodytą procesą

Prielaida: dažų koncentracija yra 5 %, skysčio santykis yra 1:10, audinio svoris yra 350 kg (dvigubo vamzdžio skysčio srautas), vandens lygis yra 3,5 t, natrio sulfato yra 60 g/l, bendras natrio sulfato kiekis yra 200 kg (50 kg/pakuotėje, iš viso 4 pakuotės) (Medžiagų bako talpa paprastai yra apie 450 litrų). Tirpinant natrio sulfatą dažnai naudojamas dažų bako grįžtamasis skystis. Grįžtamasis skystis turi anksčiau įpiltus dažus. Paprastai į medžiagos baką pirmiausia įpilama 300 l grįžtamojo skysčio, o po to supilami du pakeliai natrio sulfato (100 kg).

Problema ta, kad dauguma dažiklių, esant tokiai natrio sulfato koncentracijai, įvairiu laipsniu aglomeruojasi. Iš jų C tipo dažai smarkiai aglomeruojasi, o D tipo dažai ne tik aglomeruojasi, bet netgi išsidruskina. Nors bendras operatorius laikosi procedūros, lėtai papildydamas natrio sulfato tirpalą medžiagos bake į dažų baką per pagrindinį cirkuliacinį siurblį, dažai 300 litrų natrio sulfato tirpalo suformuoja dribsnius ir netgi išsidruskina.

Kai visas medžiagos bake esantis tirpalas supilamas į dažymo baką, ant bako sienelių ir dugno aiškiai matomas riebaluotų dažų dalelių sluoksnis. Jei šios dažų dalelės nugramdomos ir įpilamos į švarų vandenį, jas paprastai sunku ištirpinti. Iš tikrųjų 300 litrų tirpalo, patenkančio į dažymo baką, yra tokie.

Atminkite, kad taip pat yra dvi „Yuanming“ miltelių pakuotės, kurios taip pat bus ištirpintos ir vėl įpiltos į dažų indą tokiu būdu. Po to neišvengiamai atsiras dėmių, dėmių ir dėmių, o spalvos atsparumas labai sumažėja dėl paviršiaus dažymo, net jei nėra akivaizdaus flokuliacijos ar druskingumo. A ir B klasės dažams, kurių tirpumas didesnis, taip pat atsiras dažų aglomeratų. Nors šie dažai dar nesudarė flokuliacijų, bent dalis dažiklių jau suformavo aglomeratus.

Šiems agregatams sunku prasiskverbti į pluoštą. Kadangi medvilnės pluošto amorfinė sritis leidžia prasiskverbti ir difunduoti tik monojoniniams dažams, į amorfinę pluošto zoną negali patekti jokie agregatai. Jie gali adsorbuotis tik pluošto paviršiuje. Taip pat žymiai sumažėja spalvos atsparumas, o sunkiais atvejais atsiranda spalvų dėmių ir dėmių.

Reaktyviųjų dažų tirpimo laipsnis yra susijęs su šarminėmis medžiagomis

Pridėjus šarminę medžiagą, reaktyviųjų dažų β-etilsulfono sulfatas patiria eliminacijos reakciją ir sudaro tikrąjį vinilo sulfoną, kuris labai gerai tirpsta genuose. Kadangi eliminacijos reakcijai reikia labai mažai šarminių medžiagų (dažnai tik mažiau nei 1/10 proceso dozės), kuo didesnė šarmo dozė pridedama, tuo daugiau dažiklių panaikina reakciją. Įvykus eliminacijos reakcijai, dažų tirpumas taip pat sumažėja.

Tas pats šarminis agentas taip pat yra stiprus elektrolitas ir jame yra natrio jonų. Todėl per didelė šarminio agento koncentracija taip pat sukels vinilsulfono susidariusį dažiklį, kuris gali aglomeruotis arba net išsidruskinti. Ta pati problema kyla ir medžiagos bake. Kai šarminis agentas ištirpsta (pavyzdžiui, sodos pelenai), jei naudojamas grįžtamojo srauto tirpalas. Šiuo metu grįžtamojo srauto skystyje jau yra dažų greitintuvo ir dažų įprastos proceso koncentracijos. Nors dalis dažų gali būti išeikvota pluoštu, bent daugiau nei 40 % likusių dažų yra dažų tirpale. Tarkime, kad eksploatacijos metu pilamas pakelis sodos pelenų, o sodos pelenų koncentracija bake viršija 80 g/l. Net jei dažų greitintuvo grįžtamojo srauto skystyje šiuo metu yra 80 g/l, dažai bake taip pat kondensuosis. C ir D dažai netgi gali išsidruskinti, ypač D dažai, net jei sodos pelenų koncentracija sumažėja iki 20 g/l, įvyks vietinis išsidruskinimas. Iš jų jautriausi yra Brilliant Blue KN.R, Turquoise Blue G ir Supervisor BRF.

Dažų aglomeracija ar net druskų išsiskyrimas nereiškia, kad dažai visiškai hidrolizuoti. Jei aglomeraciją ar druskų išsiskyrimą sukėlė dažų greitintuvas, juos vis tiek galima dažyti, jei tik juos galima ištirpinti. Tačiau norint juos ištirpinti, reikia pridėti pakankamą kiekį dažų pagalbinės medžiagos (pvz., karbamido 20 g/l ar daugiau) ir pakankamai maišant pakelti temperatūrą iki 90 °C ar daugiau. Akivaizdu, kad tai labai sunku atlikti realiu proceso metu.
Siekiant išvengti dažų aglomeracijos arba druskų išsiskyrimo inde, gaminant sodrias ir koncentruotas mažai tirpių C ir D dažiklių, taip pat A ir B dažiklių spalvas, reikia naudoti dažymo perkėlimo procesą.

Proceso veikimas ir analizė

1. Dažymo bake supilkite dažų greitintuvą ir kaitinkite jį bake, kad ištirptų (60–80 ℃). Kadangi gėlame vandenyje nėra dažų, dažų greitintuvas neturi afiniteto audiniui. Ištirpintą dažų greitintuvą galima kuo greičiau supilti į dažymo baką.

2. Po 5 minučių druskos tirpalo cirkuliacijos dažų greitintuvas iš esmės visiškai susimaišo, tada pridedamas iš anksto ištirpintas dažų tirpalas. Dažų tirpalą reikia praskiesti grįžtamojo srauto tirpalu, nes dažų greitintuvo koncentracija grįžtamojo srauto tirpale yra tik 80 gramų/l, todėl dažai nesulips. Tuo pačiu metu, kadangi dažų nepaveiks (santykinai mažos koncentracijos) dažų greitintuvas, kils dažymo problemų. Šiuo metu dažų tirpalo nereikia kontroliuoti laiku, kad užpildytų dažymo baką, ir paprastai tai užtrunka 10–15 minučių.

3. Šarminius reagentus reikia kuo labiau hidratuoti, ypač C ir D dažus. Kadangi šio tipo dažai yra labai jautrūs šarminiams reagentams, esant dažymą skatinančioms medžiagoms, šarminių reagentų tirpumas yra gana didelis (kalcinuotos sodos tirpumas 60 °C temperatūroje yra 450 g/l). Šarminiam reagentui ištirpinti reikalingas švarus vanduo nebūtinai turi būti per didelis, tačiau šarminio tirpalo įpylimo greitis turi atitikti proceso reikalavimus, ir paprastai geriau jį įpilti palaipsniui.

4. A kategorijos divinilsulfono dažų reakcijos greitis yra gana didelis, nes jie yra ypač jautrūs šarminėms medžiagoms 60 °C temperatūroje. Siekiant išvengti momentinio spalvos fiksavimosi ir netolygaus atspalvio, galite iš anksto įpilti 1/4 šarminės medžiagos žemoje temperatūroje.

Pernešimo dažymo procese tik šarminis agentas turi kontroliuoti padavimo greitį. Pernešimo dažymo procesas taikomas ne tik kaitinimo metodui, bet ir pastovios temperatūros metodui. Pastovios temperatūros metodas gali padidinti dažų tirpumą ir pagreitinti dažų difuziją bei įsiskverbimą. Pluošto amorfinės srities brinkimo greitis 60 °C temperatūroje yra maždaug dvigubai didesnis nei 30 °C temperatūroje. Todėl pastovios temperatūros procesas labiau tinka sūriui, sruogelei. Metmeniniai dažymo metodai apima dažymo metodus su mažu alkoholio santykiu, tokius kaip dažymas džigavimo būdu, kuriems reikalingas didelis įsiskverbimas ir difuzija arba santykinai didelė dažų koncentracija.

Atkreipkite dėmesį, kad šiuo metu rinkoje esantis natrio sulfatas kartais yra gana šarminis, o jo pH vertė gali siekti 9–10. Tai labai pavojinga. Lyginant gryną natrio sulfatą su gryna druska, druska daro didesnį poveikį dažų agregacijai nei natrio sulfatas. Taip yra todėl, kad valgomojoje druskoje natrio jonų ekvivalentas yra didesnis nei to paties svorio natrio sulfate.

Dažų agregacija yra gana glaudžiai susijusi su vandens kokybe. Paprastai kalcio ir magnio jonų kiekis, mažesnis nei 150 ppm, neturi didelės įtakos dažiklių agregacijai. Tačiau sunkiųjų metalų jonai vandenyje, pavyzdžiui, geležies ir aliuminio jonai, įskaitant kai kuriuos dumblių mikroorganizmus, paspartina dažų agregaciją. Pavyzdžiui, jei geležies jonų koncentracija vandenyje viršija 20 ppm, dažų antikohezinis gebėjimas gali gerokai sumažėti, o dumblių įtaka tampa rimtesnė.

Pridedamas dažų aglomeracijos ir druskingumo atsparumo bandymas:

1 nustatymas: Pasverkite 0,5 g dažų, 25 g natrio sulfato arba druskos ir ištirpinkite juos 100 ml išgryninto vandens 25 °C temperatūroje apie 5 minutes. Lašeliniu vamzdeliu išsiurbkite tirpalą ir toje pačioje filtro popieriaus vietoje nuolat lašinkite 2 lašus.

2 nustatymas: Pasverkite 0,5 g dažų, 8 g natrio sulfato arba druskos ir 8 g sodos ir ištirpinkite juos 100 ml išgryninto vandens, kurio temperatūra yra apie 25 °C, apie 5 minutes. Lašintuvu nuolat siurbkite tirpalą ant filtro popieriaus. 2 lašai.

Šis metodas gali būti naudojamas norint tiesiog įvertinti dažų atsparumą aglomeracijai ir druskingumui, ir iš esmės galima nuspręsti, kurį dažymo procesą reikėtų naudoti.