Fortschritte bei reaktiven Textilfarbstoffen

Einführung

Während der langen Geschichte der Tinctorial Arts wurde der Färber mit der Übereinstimmung der Leistung von Farbstoffen mit der Nutzungsdauer des Stoffes konfrontiert.

Das Färben von Baumwolle (Cellulose) mit Direkt-, Küpen- oder Azofarbstoffen hängt von der Adsorption von Farbstoffmolekülen in die Faser ab, während Küpen- und Azofarbstoffe zuerst an der Faser adsorbiert werden, gefolgt von einer Reaktion, um sie in eine unlösliche Form umzuwandeln. somit auf der Faser zurückgehalten. Die Möglichkeit, Farbstoffe durch Bildung einer kovalenten Bindung an Fasern zu binden, ist für Farbstoffchemiker seit langem attraktiv, da die Bindung durch physikalische Adsorption und mechanische Retention die Nachteile einer geringen Nassechtheit oder hoher Kosten aufweist 1 .

Ein Ereignis, das weitreichende Konsequenzen hatte, war die Entdeckung von Farbstoffen mit einer Dichlortriazinylgruppe durch Rattee und Stephen (ICI) im Jahr 1954, die aus wässriger Lösung aufgebracht werden konnten und durch Erhöhung des pH-Werts eine kovalente Bindung mit Cellulose eingehen konnten. Diese Entdeckung führte zu ersten kommerziellen Reaktivfarbstoffen für Cellulose.

Das Erscheinen von Reaktivfarbstoffen auf dem Markt gab der Untersuchung von Reaktivsystemen außer S-Triazin einen großen Impuls, und innerhalb weniger Jahre standen mehrere andere Bereiche kommerzieller Reaktivfarbstoffe zur Verfügung. Der Einfluss von Reaktivfarbstoffen auf das Szenario der synthetischen Farbstoffe war so groß, dass Reaktivfarbstoffe heute sowohl auf Geld- als auch auf Massenbasis die größte Gruppe von Farbstoffen darstellen.

Der Grund für diesen raschen Anstieg der Nachfrage nach Reaktivfarbstoffen liegt hauptsächlich in den hervorragenden Eigenschaften von Reaktivfarbstoffen. Z.B. Ihre brillanten Farbtöne, die ausgezeichnete Nassechtheit des Färbens und die einfachen Färbevorgänge, die in der Industrie zunehmend akzeptiert wurden.

Trotz des offensichtlichen Vorteils, der mit Reaktivfarbstoffen verbunden ist, gibt es viele Probleme mit der Gegenwart, die durch Reaktivfarbstoffe qualifiziert sind.

• Im Abgasfarbstoff ist der Erschöpfungs- und Fixierungsgrad gering und die Färbung

• Der Abwassergrad ist hoch.

• Das Problem tritt in der Ebenheit und Reproduzierbarkeit des Sterbens auf.

• Zum Abwaschen sind mehr Wasser, Energie und viel Zeit erforderlich.

• Beim Tragen oder Waschen von Textilwaren mit reaktivem Farbstoff oder Druck können Farbwechsel und Ausbluten in weiße Bereiche auftreten, was zu Verbraucherbeschwerden führt, dass für ein solches Problem viele Unternehmen Farbstoffe für Färbetheorien entwickelt haben.

Beim Einzelfärbeverfahren wird die Anwendungstemperatur durch die Notwendigkeit festgelegt, den Dispersionsfarbstoff bei einer erhöhten Temperatur aufzutragen, und wenn der ausgewählte Baumwollfarbstoff ein Reaktivfarbstoff ist, beschränkt dies die Auswahl auf diejenigen Farbstoffe, die für die Wirtsanwendung ausgelegt sind. Eine unmittelbare Schwierigkeit ergibt sich, weil die zufriedenstellende Anwendung von Dispersionsfarbstoff erfordert, dass der Färbeprozess entweder neutral oder unter sauren Bedingungen betrieben wird. Da alkalische Bedingungen die Dispersionsstabilität verringern, ist normalerweise der Druck von Alkali für die Anwendung von Reaktivfarbstoff erforderlich, um die Cellulose zu ionisieren und die Farbstofffaserreaktion zu fördern. In diesem Bereich wurden in den letzten Jahren viele Entwicklungen durchgeführt.

Die Forschungstätigkeit bei Reaktivfarbstoffen war hauptsächlich auf die Lösung der genannten Mängel bei Reaktivfarbstoffen gerichtet. Darüber hinaus wurde die Verwendung eines neuen chromophoren Systems in der Patentliteratur offenbart.

Chemie der Reaktivfarbstoffe

Das auf der Faserreaktivität basierende Färbeprinzip beinhaltet die Reaktion einer funktionellen Gruppe des Farbstoffs mit einer Stelle auf der Faser, um eine kovalente Verbindung zwischen den Farbstoffmolekülen und dem Substrat zu bilden. 2

Die vier Strukturmerkmale eines typischen Reaktivfarbstoffmoleküls sind:

• Die chromophore Gruppierung trägt wesentlich zur Farbe der Cellulose bei.

• Das reaktive System ermöglicht es ihnen, zu färben, um mit der Hydroxylgruppe in Cellulose zu reagieren.

• Eine Brückengruppe, die das reaktive System mit dem Chromophor verbindet

• Eine oder mehrere solubilisierende Gruppen, üblicherweise Schwefelsäuresubstituenten, die aufgrund ihrer Farbe an die chromophore Gruppe gebunden sind, obwohl das Azochromophor –N = N- bei weitem das wichtigste ist

Alle Reaktivfarbstoffe enthalten zur Löslichkeit eine Natriumsulfonatgruppe und lösen sich in Wasser, um farbige Sulfonatanionen und Natriumkationen zu ergeben. Die meisten Reaktivfarbstoffe haben ein bis vier dieser Sulfonatgruppen-Reaktivfarbstoffmoleküle. Haben jedoch einige spezifische strukturelle Merkmale für sich.