Sulfidová barviva jsou druh barviv obsahujících síru se složitou molekulární strukturou. Obvykle se vyrábějí z některých aromatických aminů, aminofenolů a dalších organických sloučenin zahříváním se sírou nebo polysulfidem sodným, tj. vulkanizací.
Sulfidová barviva jsou většinou nerozpustná ve vodě a při barvení je třeba je rozpustit v roztoku sulfidu sodného nebo alkalického pojistného prášku, aby se redukovala na výluhy, a poté je oxidovat, aby se po absorpci vláken projevila barva.
Přehled sirných barviv
Vulkanizovaná barviva se pro barvení celulózových vláken vyrábějí poprvé od roku 1873 a jejich výrobní proces je relativně jednoduchý, obvykle se vyrábějí z aromatických aminů nebo fenolických sloučenin smíchaných se sírou nebo polysulfidem sodným a zahřátých. Jsou levná, snadno se používají, nekontrolují rakovinu, mají dobrou stálost v praní a na slunci, takže jsou oblíbeným barvivem. Protože se však jedná o třídu barviv nerozpustných ve vodě, při barvení se redukují na rozpustnou citronovou sodnou sůl v roztoku alkalického sulfidu a po barvení lidských vláken se po oxidaci fixují na vlákno do nerozpustného stavu. Proces barvení je tedy složitý a za silných alkalických podmínek se nemohou použít pro vlnu, hedvábí a další proteinová vlákna.
Vulkanizovaná barviva se proto nejčastěji používají k barvení celulózových vláken, zejména k barvení tmavých bavlněných tkanin. Sulfidová barviva jsou druhem barviv obsahujících síru se složitou molekulární strukturou. Obvykle se vyrábějí z některých aromatických aminů, aminofenolů a dalších organických sloučenin zahříváním se sírou nebo polysulfidem sodným, tj. vulkanizací.
Sulfidová barviva jsou většinou nerozpustná ve vodě a při barvení je třeba je rozpustit v roztoku sulfidu sodného nebo alkalického pojistného prášku, aby se redukovala na výluhy, a poté je oxidovat, aby se po absorpci vláken projevila barva.
Přehled sirných barviv
Vulkanizovaná barviva se pro barvení celulózových vláken vyrábějí poprvé od roku 1873 a jejich výrobní proces je relativně jednoduchý, obvykle se vyrábějí z aromatických aminů nebo fenolických sloučenin smíchaných se sírou nebo polysulfidem sodným a zahřátých. Jsou levná, snadno se používají, nekontrolují rakovinu, mají dobrou stálost v praní a na slunci, takže jsou oblíbeným barvivem. Protože se však jedná o třídu barviv nerozpustných ve vodě, při barvení se redukují na rozpustnou citronovou sodnou sůl v roztoku alkalického sulfidu a po barvení lidských vláken se po oxidaci fixují na vlákno do nerozpustného stavu. Proces barvení je tedy složitý a za silných alkalických podmínek se nemohou použít pro vlnu, hedvábí a další proteinová vlákna.
Vulkanizovaná barviva se proto nejčastěji používají při barvení celulózových vláken, zejména při barvení tmavých výrobků z bavlněných tkanin, z nichž několik barev...sírová černáasírově modrá
síra tmavě hnědá gd síra hnědé barvivo
sírově červená barva červená lgf
sírově hnědá 10 žlutohnědá barva
sírově žlutá 2 žlutý prášek
síra bordeaux 3b sírový červený prášek
jsou nejrozšířenější.
Za druhé, mechanismus barvení sulfidových barviv
Sulfidové barvivo se redukuje a rozpustí v roztoku barviva a vzniklý leukochrom barviva se adsorbuje na celulózová vlákna a zpracovává se oxidací vzduchem, aby celulózová vlákna měla požadovanou barvu. Jeho chemický reakční vzorec je
DS-SO3Na + Na2S→D-SNa + Na2S2O3
Sulfidové barvivo nemá žádnou afinitu k vláknu a jeho struktura obsahuje sirné vazby (1S1), disulfidové vazby (1s—S) nebo polysulfidové vazby (1Sx1), které se působením redukčních činidel sulfidu sodného redukují na sirovodík (1SNa) a stávají se leukochromovou sodnou solí rozpustnou ve vodě. Důvodem, proč mají leukochromy dobrou afinitu k celulózovým vláknům, je to, že molekuly barviv jsou větší, což následně vytváří větší van der Waalsovy síly a vodíkové vazby mezi vlákny.
Iii. Klasifikace sirných barviv
Sulfidová barviva lze rozdělit do čtyř kategorií:
1, práškové sulfidové barvivo
Obecný vzorec struktury barviva: DSSD, obvykle se používá var síranu sodného, po aplikaci se rozpustí.
2, hydrolytická sulfidová barviva
Obecný vzorec struktury barviva: D-SSO3Na. Tento druh barviva se vyrábí tradičními sulfidovými barvivy, které se ošetřují siřičitanem sodným nebo hydrogensiřičitanem sodným. Barviva obsahují ve vodě rozpustné skupiny, takže jsou rozpustná ve vodě, ale neobsahují redukční činidla a nemají afinitu k vláknům. Na tkaninu se obvykle používá suspenzní barvicí metoda.
3, tekuté sulfidové barvivo
Obecný vzorec struktury barviva je: D-SNa, obsahující určité množství redukčního činidla, barvivo je předem redukováno na rozpustný leptochrom.
Před rokem 1936 bylo vulkanizované barvivo komerčně dostupné v práškové formě. Při použití se práškové vulkanizované barvivo společně s vulkanizovaným vodným roztokem sody zahřívalo k varu, aby se rozpustilo. V roce 1936 John Le Clester ze Spojených států vyrobil předredukovaný, dobrý a poměrně stabilní koncentrovaný roztok sulfidového barviva a získal patent, který je nyní známý jako kapalné sulfidové barvivo.
4, ekologické sulfidové barvivo
Během výrobního procesu se rafinuje na barvicí louhy, ale obsah síry a polysulfidů je mnohem nižší než u běžných sulfidových barviv. Barvivo má vysokou čistotu, stabilní stupeň redukce a dobrou propustnost. Současně se v barvicí lázni používá binární redukční činidlo glukóza a pojistný prášek, což nejen redukuje sulfidové barvivo, ale také hraje roli v ochraně životního prostředí.
Za čtvrté, proces barvení sulfidovými barvivy
Proces vulkanizačního barvení lze rozdělit do následujících čtyř kroků:
1. Redukce barviv
Sulfidová barviva se relativně snadno redukují a rozpouštějí a jako redukční činidlo se běžně používá sulfid sodný, který zároveň působí jako alkalické činidlo. Aby se zabránilo hydrolýze leukoforu, lze vhodně přidat látky, jako je soda, ale alkalická redukční lázeň nesmí být příliš silná, jinak bude rychlost redukce barviva pomalá.
2, barvivo v roztoku barviva je adsorbováno vláknem
Leukofor sulfidového barviva se v roztoku barviva nachází v aniontové formě a má přímé účinky na celulózová vlákna, může se adsorbovat na povrch vlákna a difundovat do vnitřku vlákna. Přímé účinky sirných barviv na celulózová vlákna jsou nízké, obvykle se při použití malého poměru barviva a přidáním vhodných elektrolytů lze při vyšší teplotě zlepšit rychlost barvení, vyrovnávací schopnost a propustnost.
3, oxidační úprava
Po barvení vlákna musí být sirné barvivo leuco oxidováno, aby se dosáhlo požadované barvy. Oxidace je důležitým krokem po barvení vulkanizovaných barviv. Snadno oxidované vulkanizované barvivo lze po barvení oxidovat vzduchem promytím a větráním, tj. metodou oxidace vzduchem. U některých sulfidových barviv, která se obtížně oxidují, se k podpoře oxidace používají oxidační činidla.
4. Následné zpracování
Následná úprava zahrnuje čištění, olejování, ochranu proti křehnutí a fixaci barvy. Sirná barviva musí být po barvení důkladně vypraná, aby se snížila zbytková síra na tkanině a zabránilo se křehkosti tkaniny, protože síra v barvivu a síra v alkalickém sulfidu se na vzduchu snadno oxidují za vzniku kyseliny sírové, která způsobuje kyselou hydrolýzu celulózového vlákna a snižuje jeho křehkost. Proto lze barviva ošetřit činidly proti ztrátě křehkosti, jako jsou: močovina, trisodný fosforečnan, kostní klih, octan sodný atd. Pro zlepšení solarizace a stálosti mýdla vulkanizovaných barviv lze barvu po barvení fixovat. Existují dvě metody ošetření fixací barvy: ošetření kovovými solemi (jako je: dvojchroman draselný, síran měďnatý, octan měďnatý a směs těchto solí) a ošetření kationtovými fixátory barvy.
Nejčastěji se používá černá a vulkanizovaná modrá.
Za druhé, mechanismus barvení sulfidových barviv
Sulfidové barvivo se redukuje a rozpustí v roztoku barviva a vzniklý leukochrom barviva se adsorbuje na celulózová vlákna a zpracovává se oxidací vzduchem, aby celulózová vlákna měla požadovanou barvu. Jeho chemický reakční vzorec je
DS-SO3Na + Na2S→D-SNa + Na2S2O3
Sulfidové barvivo nemá žádnou afinitu k vláknu a jeho struktura obsahuje sirné vazby (1S1), disulfidové vazby (1s—S) nebo polysulfidové vazby (1Sx1), které se působením redukčních činidel sulfidu sodného redukují na sirovodík (1SNa) a stávají se leukochromovou sodnou solí rozpustnou ve vodě. Důvodem, proč mají leukochromy dobrou afinitu k celulózovým vláknům, je to, že molekuly barviv jsou větší, což následně vytváří větší van der Waalsovy síly a vodíkové vazby mezi vlákny.
Iii. Klasifikace sirných barviv
Sulfidová barviva lze rozdělit do čtyř kategorií:
1, práškové sulfidové barvivo
Obecný vzorec struktury barviva: DSSD, obvykle se používá var síranu sodného, po aplikaci se rozpustí.
2, hydrolytická sulfidová barviva
Obecný vzorec struktury barviva: D-SSO3Na, tento druh barviva je vyroben tradičními sulfidovými barvivy ošetřením siřičitanem sodným nebo hydrogensiřičitanem sodným. Barviva obsahují ve vodě rozpustné skupiny, takže jsou rozpustná ve vodě, ale neobsahují redukční činidla a nemají afinitu k vláknům. Na tkaninu se obvykle používá suspenzní tamponová metoda barvení. 3, tekuté sulfidové barvivo
Obecný vzorec struktury barviva je: D-SNa, obsahující určité množství redukčního činidla, barvivo je předem redukováno na rozpustný leptochrom.
Před rokem 1936 bylo vulkanizované barvivo komerčně dostupné v práškové formě. Při použití se práškové vulkanizované barvivo společně s vulkanizovaným vodným roztokem sody zahřívalo k varu, aby se rozpustilo. V roce 1936 John Le Clester ze Spojených států vyrobil předredukovaný, dobrý a poměrně stabilní koncentrovaný roztok sulfidového barviva a získal patent, který je nyní známý jako kapalné sulfidové barvivo.
4, ekologické sulfidové barvivo
Během výrobního procesu se rafinuje na barvicí louhy, ale obsah síry a polysulfidů je mnohem nižší než u běžných sulfidových barviv. Barvivo má vysokou čistotu, stabilní stupeň redukce a dobrou propustnost. Současně se v barvicí lázni používá binární redukční činidlo glukóza a pojistný prášek, což nejen redukuje sulfidové barvivo, ale také hraje roli v ochraně životního prostředí.
Za čtvrté, proces barvení sulfidovými barvivy
Proces vulkanizačního barvení lze rozdělit do následujících čtyř kroků:
1. Redukce barviv
Sulfidová barviva se relativně snadno redukují a rozpouštějí a jako redukční činidlo se běžně používá sulfid sodný, který zároveň působí jako alkalické činidlo. Aby se zabránilo hydrolýze leukoforu, lze vhodně přidat látky, jako je soda, ale alkalická redukční lázeň nesmí být příliš silná, jinak bude rychlost redukce barviva pomalá.
2, barvivo v roztoku barviva je adsorbováno vláknem
Leukofor sulfidového barviva se v roztoku barviva nachází v aniontové formě a má přímé účinky na celulózová vlákna, může se adsorbovat na povrch vlákna a difundovat do vnitřku vlákna. Přímé účinky sirných barviv na celulózová vlákna jsou nízké, obvykle se při použití malého poměru barviva a přidáním vhodných elektrolytů lze při vyšší teplotě zlepšit rychlost barvení, vyrovnávací schopnost a propustnost.
3, oxidační úprava
Po barvení vlákna musí být sirné barvivo leuco oxidováno, aby se dosáhlo požadované barvy. Oxidace je důležitým krokem po barvení vulkanizovaných barviv. Snadno oxidované vulkanizované barvivo lze po barvení oxidovat vzduchem promytím a větráním, tj. metodou oxidace vzduchem. U některých sulfidových barviv, která se obtížně oxidují, se k podpoře oxidace používají oxidační činidla.
4. Následné zpracování
Následná úprava zahrnuje čištění, olejování, ochranu proti křehnutí a fixaci barvy. Sirná barviva musí být po barvení důkladně vypraná, aby se snížila zbytková síra na tkanině a zabránilo se křehkosti tkaniny, protože síra v barvivu a síra v alkalickém sulfidu se na vzduchu snadno oxidují za vzniku kyseliny sírové, která způsobuje kyselou hydrolýzu celulózového vlákna a snižuje jeho křehkost. Proto lze barviva ošetřit činidly proti ztrátě křehkosti, jako jsou: močovina, trisodný fosforečnan, kostní klih, octan sodný atd. Pro zlepšení solarizace a stálosti mýdla vulkanizovaných barviv lze barvu po barvení fixovat. Existují dvě metody ošetření fixací barvy: ošetření kovovými solemi (jako je: dvojchroman draselný, síran měďnatý, octan měďnatý a směs těchto solí) a ošetření kationtovými fixátory barvy.
Čas zveřejnění: 19. prosince 2023