Катионды бояғыштар полиакрилонитрилді талшықтарды бояуға арналған арнайы бояғыштар болып табылады, сонымен қатар модификацияланған полиэфирді (CDP) бояу үшін де қолдануға болады.Бүгін мен катиондық бояғыштар туралы негізгі біліммен бөлісемін.
Катионды бояғыштарға шолу
1. Тарих
Катионды бояғыштар ең ерте шығарылған синтетикалық бояғыштардың бірі болып табылады.1856 жылы Америка Құрама Штаттарында WHPerkin синтездеген анилин күлгін және одан кейінгі кристалды күлгін және малахит жасылы катиондық бояғыштар болып табылады.Бұл бояғыштар бұрын негізгі бояғыштар ретінде белгілі болды, олар белок талшықтарын және танинмен және татармен өңделген целлюлоза талшықтарын бояй алады.Олардың ашық түстері бар, бірақ жарыққа төзімді емес, кейінірек тікелей бояғыштар мен ват бояғыштары арқылы әзірленді.және қышқыл бояғыштар.
1950 жылдары акрил талшықтарының өнеркәсіптік өндірісінен кейін полиакрилонитрилді талшықтарда катионды бояғыштар жоғары туралық пен ашық түске ие болып қана қоймай, сонымен қатар ақуыз талшықтары мен целлюлоза талшықтарына қарағанда түс тұрақтылығы әлдеқайда жоғары екендігі анықталды.адамдардың қызығушылығын ояту.Акрил талшықтары мен басқа да синтетикалық талшықтарды қолдануға әрі қарай бейімделу үшін катионды бояғыштар полиакрилонитрилге айналуы үшін полиметиндік құрылым, азот алмастырылған полиметин құрылымы және перналактам құрылымы және т.б. сияқты жоғары беріктігі бар көптеген жаңа сорттар синтезделді.Талшықты бояуға арналған негізгі бояулар класы.
2. Ерекшеліктер:
Катиондық бояғыштар ерітіндіде оң зарядталған түсті иондарды тудырады және хлорид иондары, ацетат тобы, фосфат тобы, метилсульфат тобы және т.б. сияқты қышқыл аниондарымен тұздар түзеді, осылайша полиакрилонитрилді талшықтарды бояйды.Нақты бояуда белгілі бір түсті қалыптастыру үшін әдетте бірнеше катионды бояғыштар қолданылады.Алайда катиондық бояғыштардың аралас бояуы көбінесе бірдей түсті жарыққа біркелкі бояу қиын, нәтижесінде ала және қабат болады.Сондықтан катиондық бояғыштарды өндіруде сортты және санын кеңейтумен қатар, бояғыш сорттарының сәйкестігіне де көңіл бөлу керек;бояудың алдын алу үшін біз тегістігі жақсы сорттарды дамытуға, сонымен қатар катиондық бояғыштардың буға төзімділігін арттыруға назар аударуымыз керек.және жарыққа төзімділік.
Екіншіден, катионды бояғыштардың классификациясы
Катионды бояғыш молекуласындағы оң зарядты топ конъюгацияланған жүйемен белгілі бір жолмен байланысады, содан кейін аниондық топпен тұз түзеді.Конъюгацияланған жүйедегі оң зарядталған топтың орналасуына сәйкес катиондық бояғыштарды екі категорияға бөлуге болады: оқшауланған және конъюгацияланған.
1. Оқшауланған катионды бояғыштар
Оқшаулағыш катиондық бояғыш прекурсоры мен оң зарядты топ оқшаулағыш топ арқылы қосылады, ал оң заряд дисперстік бояғыштардың молекулалық ұшында төрттік аммоний тобының енгізілуіне ұқсас локализацияланады.Оны келесі формуламен көрсетуге болады:
Оң зарядтардың шоғырлануына байланысты оны талшықтармен біріктіру оңай, бояу пайызы мен бояу жылдамдығы салыстырмалы түрде жоғары, бірақ тегістігі нашар.Жалпы, көлеңке қараңғы, молярлық сіңіргіштік төмен және көлеңке жеткілікті күшті емес, бірақ ол тамаша ыстыққа және жарыққа төзімділікке және жоғары беріктікке ие.Ол көбінесе орташа және ашық түстерді бояуда қолданылады.Типтік сорттар:
2. Конъюгацияланған катионды бояғыштар
Конъюгацияланған катиондық бояғыштың оң зарядты тобы бояғыштың конъюгацияланған жүйесіне тікелей қосылады, ал оң заряд делокализацияланады.Бояғыштың бұл түрінің түсі өте ашық және молярлық сіңіргіштігі жоғары, бірақ кейбір сорттардың жарыққа төзімділігі және ыстыққа төзімділігі нашар.Қолданылатын түрлердің ішінде конъюгацияланған түрі 90% -дан астамды құрайды.Конъюгацияланған катиондық бояғыштардың көптеген сорттары бар, олардың ішінде негізінен триарилметан, оксазин және полиметин құрылымдары бар.
3. Жаңа катионды бояғыштар
1. Миграциялық катионды бояғыштар
Миграциялық катиондық бояғыштар деп аталатындар салыстырмалы түрде қарапайым құрылымы, шағын молекулалық салмағы мен молекулалық көлемі, жақсы диффузиялық және нивелирлеу өнімділігі бар бояғыштар класына жатады, олар қазір катиондық бояғыштардың үлкен санатына айналды.Оның артықшылықтары келесідей:
Ол жақсы миграциялық және тегістеу қасиеттеріне ие және акрил талшықтарына селективті емес.Ол акрил талшықтарының әртүрлі сорттарына қолданылуы мүмкін және акрил талшықтарын біркелкі бояу мәселесін жақсырақ шешеді.Ретардер мөлшері аз (2-ден 3%-ға дейін 0,1-ден 0,5%-ға дейін), тіпті тежегіш қоспай бір түсті бояуға болады, сондықтан пайдалану бояудың құнын төмендетуге мүмкіндік береді.Ол бояу процесін жеңілдетеді және бояу уақытын айтарлықтай қысқартады (бастапқы 45-тен 90 минутқа дейін 10-25 минутқа дейін).
2. Модификацияға арналған катионды бояғыштар:
Модификацияланған синтетикалық талшықтарды бояуға бейімделу үшін катиондық бояғыштардың партиясы скринингтен өтіп, синтезделді.Төмендегі құрылымдар модификацияланған полиэфир талшықтары үшін қолайлы.Сары - негізінен конъюгацияланған метиндік бояғыштар, қызыл - триазол негізіндегі немесе тиазол негізіндегі азобояғыштар және оқшаулағыш азо-бояғыштар, көк - тиазол негізіндегі азобояғыштар мен азобояғыштар.Оксазин бояғыштары.
3. Дисперсті катионды бояғыштар:
Модификацияланған синтетикалық талшықтарды бояуға бейімделу үшін катиондық бояғыштардың партиясы скринингтен өтіп, синтезделді.Төмендегі құрылымдар модификацияланған полиэфир талшықтары үшін қолайлы.Сары - негізінен конъюгацияланған метиндік бояғыштар, қызыл - триазол негізіндегі немесе тиазол негізіндегі азобояғыштар және оқшаулағыш азо-бояғыштар, көк - тиазол негізіндегі азобояғыштар мен азобояғыштар.Оксазин бояғыштары.
4. Реактивті катионды бояғыштар:
Реактивті катиондық бояғыштар катиондық бояғыштардың жаңа класы болып табылады.Реактивті топ конъюгацияланған немесе оқшауланған бояғыш молекуласына енгізілгеннен кейін бояудың бұл түріне ерекше қасиеттер беріледі, әсіресе аралас талшыққа, ол ашық түсті сақтап қана қоймайды, сонымен қатар әртүрлі талшықтарды бояй алады.
Төртіншіден, катионды бояғыштардың қасиеттері
1. Ерігіштігі:
Бояғыштың ерігіштігіне әсер ету үшін жоғарыда катионды бояғыш молекуласындағы тұз түзетін алкил және аниондық топтар сипатталған.Сонымен қатар, егер бояу ортасында анионды қосылыстар, мысалы, анионды беттік белсенді заттар және анионды бояғыштар болса, олар да катионды бояғыштармен қосылып, тұнба түзеді.Жүн/нитрил, полиэфир/нитрил және басқа аралас маталарды бір ваннада кәдімгі катиондық бояғыштармен және қышқылмен, реактивті және дисперстік бояғыштармен бояуға болмайды, әйтпесе тұнба пайда болады.Мұндай мәселелерді шешу үшін әдетте тұнбаға қарсы агенттер қосылады.
2. рН сезімталдығы:
Әдетте катиондық бояғыштар рН 2,5-тен 5,5-ке дейінгі диапазонында тұрақты.рН мәні төмен болғанда бояғыш молекуласындағы амин тобы протонданады, ал электрон беретін топ электрон тартып алатын топқа айналады, бұл бояғыштың түсінің өзгеруіне әкеледі;Бояғыштың тұнбаға түсуі, түсінің өзгеруі немесе солып қалуы орын алады.Мысалы, оксазинді бояғыштар сілтілі ортада катионды емес бояғыштарға айналады, олар акрил талшықтарына жақындығын жоғалтады және бояуға болмайды.
3. Үйлесімділік:
Катиондық бояғыштар акрил талшықтарына салыстырмалы түрде үлкен жақындыққа ие және талшықтарда нашар миграциялық өнімділікке ие, бұл бояуды тегістеуді қиындатады.Әртүрлі бояғыштар бір талшыққа әр түрлі жақындыққа ие және олардың талшық ішіндегі диффузия жылдамдығы да әртүрлі.Бояу жылдамдығы әртүрлі бояғыштарды араластырғанда, бояу процесінде түс өзгеруі және біркелкі емес бояу пайда болуы мүмкін.Температуралары ұқсас бояғыштарды араластырғанда олардың бояу ваннасындағы концентрациясының қатынасы негізінен өзгермейді, осылайша өнімнің түсі біркелкі болып, бояу біркелкі болады.Бұл бояу комбинациясының өнімділігі бояғыштардың үйлесімділігі деп аталады.
Қолданудың ыңғайлылығы үшін адамдар бояғыштардың үйлесімділігін білдіру үшін сандық мәндерді пайдаланады, әдетте K мәні ретінде көрсетіледі.Сары және көк стандартты бояғыштардың бір жиынтығы пайдаланылады, әр жиынтық әртүрлі бояу жылдамдығы бар бес бояудан тұрады және бес үйлесімділік мәні (1, 2, 3, 4, 5) және бояғыштың үйлесімділік мәні бар ең үлкен бояу жылдамдығымен Кіші, бояғыштың миграциясы мен тегістігі нашар, ал бояу жылдамдығы аз бояғыштың үйлесімділік мәні үлкен, бояғыштың миграциясы мен тегістігі жақсы.Сыналатын бояғыш пен стандартты бояу бір-бірден боялады, содан кейін сыналатын бояғыштың үйлесімділік мәнін анықтау үшін бояу әсері бағаланады.
Бояғыштардың үйлесімділік мәні мен олардың молекулалық құрылымдары арасында белгілі бір байланыс бар.Бояғыш молекулаларына гидрофобты топтар енеді, суда ерігіштігі төмендейді, бояғыштың талшыққа жақындығы артады, бояу жылдамдығы жоғарылайды, үйлесімділік мәні төмендейді, талшықтағы миграция мен тегістік төмендейді, түс беру артады.Бояғыш молекуласындағы кейбір топтар геометриялық конфигурацияға байланысты стерикалық кедергілерді тудырады, бұл сонымен қатар бояғыштың талшықтарға жақындығын төмендетеді және үйлесімділік мәнін арттырады.
4. Жарық тұрақтылығы:
Бояғыштардың жарыққа төзімділігі оның молекулалық құрылымына байланысты.Конъюгацияланған катиондық бояғыш молекуласындағы катиондық топ салыстырмалы түрде сезімтал бөлік болып табылады.Жарық энергиясы әсер еткеннен кейін катиондық топтың позициясынан оңай белсендіріледі, содан кейін бүкіл хромофор жүйесіне ауысып, оның жойылып, бозарып кетуіне әкеледі.Конъюгацияланған триарилметан Оксазиннің, полиметиннің және оксазиннің жарыққа төзімділігі жақсы емес.Оқшауланған катиондық бояғыш молекуласындағы катиондық топ конъюгацияланған жүйеден байланыстырушы топ арқылы бөлінеді.Жарық энергиясының әсерінен іске қосылса да, энергияны түстің конъюгацияланған жүйесіне беру оңай емес, ол жақсы сақталады.Жарық тұрақтылығы конъюгацияланған түрге қарағанда жақсы.
5. Кеңейтілген оқу: Катионды маталар
Катионды мата – 100% полиэфирлі мата, ол екі түрлі толық полиэфирлі шикізаттан тоқылған, бірақ құрамында модификацияланған полиэфир талшығы бар.Бұл модификацияланған полиэфир талшығы мен қарапайым полиэфир талшығы әртүрлі бояғыштармен боялған және екі рет боялған.Түсті, бір реттік полиэфирлі бояу, бір реттік катиондық бояу, әдетте катиондық иірілген жіпті иілу бағытында және қарапайым полиэфирлі жіпті өру бағытында пайдаланады.Бояу кезінде екі түрлі бояғыштар қолданылады: полиэфирлі жіптерге арналған қарапайым дисперстік бояғыштар және катиондық жіптерге арналған катиондық бояғыштар (сонымен қатар катиондық бояғыштар деп аталады).Дисперсті катиондық бояғыштарды қолдануға болады), мата әсері екі түсті әсерге ие болады.
Жіберу уақыты: 21 шілде 2022 ж