الأصباغ التفاعلية لها ألوان زاهية وكروماتوجرامات كاملة. وهو معروف بتطبيقه البسيط والتكلفة المنخفضة والثبات الممتاز. خاصة مع تطور ألياف السليلوز في السنوات الأخيرة، أصبحت الأصباغ التفاعلية أهم نوع من الأصباغ لصبغ منسوجات ألياف السليلوز.

لكن المشكلة الأبرز في الأصباغ التفاعلية هي انخفاض معدل الإرهاق ومعدل التثبيت. في عملية الصباغة التقليدية لألياف السليلوز، من أجل تحسين امتصاص الصبغة ومعدل تثبيت الأصباغ التفاعلية، يجب إضافة كمية كبيرة من الملح غير العضوي (كلوريد الصوديوم أو كبريتات الصوديوم). اعتمادًا على بنية الصبغة ولونها، تتراوح كمية الملح المستخدمة بشكل عام من 30 إلى 150 جم/لتر. على الرغم من التقدم الكبير الذي تم إحرازه في معالجة المركبات العضوية في مياه الصرف الصحي للطباعة والصباغة، إلا أن إضافة كمية كبيرة من الأملاح غير العضوية في عملية الصباغة لا يمكن معالجتها بالطرق الفيزيائية والكيميائية الحيوية البسيطة.

بحث حول تكنولوجيا الأصباغ التفاعلية والصبغات الخالية من الأملاح

ومن منظور بيئي، فإن تصريف مياه الصرف الصحي عالية الملوحة والطباعة والصباغة يغير بشكل مباشر نوعية مياه الأنهار والبحيرات ويدمر البيئة البيئية.
صورة
وسوف تتسبب نفاذية الملح العالية في تملح التربة حول الأنهار والبحيرات، مما يقلل من إنتاجية المحاصيل. وباختصار، فإن استخدام كمية كبيرة من الأملاح غير العضوية لا يمكن تحللها أو إعادة تدويرها، وفي الوقت نفسه لها تأثير سلبي كبير على نوعية المياه والتربة. وبناء على ذلك، يستعرض هذا المقال التقدم البحثي الأخير لتكنولوجيا الصباغة الخالية من الملح، ويناقش بشكل منهجي التغيرات الهيكلية للأصباغ التفاعلية منخفضة الملح، وتكنولوجيا التطعيم، وتكنولوجيا الربط المتقاطع.

الأصباغ التفاعلية للصباغة الخالية من الملح

الميزات البارزة للأصباغ التفاعلية هي البنية الجزيئية الصغيرة، والمحبة للماء الجيدة، وسهولة غسل اللون العائم بعد التثبيت. يعد هذا ابتكارًا مهمًا في تصميم جزيئات الصبغة. ولكن هذا يؤدي أيضًا إلى انخفاض معدل استنفاد الصبغة ومعدل التثبيت، ويجب إضافة كمية كبيرة من الملح أثناء الصباغة. يؤدي إلى فقدان كمية كبيرة من مياه الصرف الصحي المالحة والأصباغ، وبالتالي زيادة تكلفة معالجة مياه الصرف الصحي. التلوث البيئي أمر خطير. بدأت بعض شركات الأصباغ في الاهتمام بفحص وتحسين سلائف الصبغة والمجموعات التفاعلية، وتطوير الأصباغ التفاعلية للصباغة منخفضة الملح. CibacronLs التي أطلقتها شركة Ciba هي نوع من الأصباغ منخفضة الملح التي تستخدم مجموعات نشطة مختلفة للجمع. ومن مميزات هذه الصبغة أن كمية الملح المستخدمة في الصباغة هي 1/4 إلى 1/2 من كمية الملح المستخدمة في الأصباغ التفاعلية العامة. أنها ليست حساسة للتغيرات في نسبة الاستحمام ولها إمكانية تكرار نتائج جيدة. هذا النوع من الأصباغ عبارة عن صباغة بالغمس بشكل أساسي ويمكن استخدامه مع الأصباغ المشتتة لصبغ مزيج البوليستر / القطن بسرعة في حمام واحد.

اقترحت شركة Sumitomo اليابانية مجموعة من طرق الصباغة المناسبة لأصباغ سلسلة Sumifux Supra. ويطلق عليه طريقة تلطيخ LETfS. كمية الملح غير العضوي المستخدمة في هذه الطريقة هي فقط 1/2 إلى 1/3 من العملية التقليدية، ويمكن أن تصل نسبة الحمام إلى 1:10. وأطلقت سلسلة من الأصباغ التفاعلية المتوافقة مع العملية. هذه السلسلة من الأصباغ عبارة عن أصباغ متفاعلة غير متجانسة مكونة من أحادي كلورو-تريازين وكبريتات إيثيل سلفون ب. كمية الصبغة المتبقية في مياه الصرف الصحي للصباغة لهذه السلسلة من الأصباغ هي فقط 25٪ -30٪ من محتوى الصبغة في مياه الصرف الصحي للصباغة التفاعلية العامة. يوصى به لصباغة ألياف Tencel. إنه يظهر أداء تطبيق ممتاز من حيث معدل التثبيت، سهولة الغسيل، والثبات المتنوع للمنتجات المصبوغة.

أطلقت شركة DyStar سلسلة أصباغ RemazolEF المناسبة للصباغة الخالية من الملح، والمجموعة النشطة تتكون أساسًا من كبريتات B-هيدروكسي إيثيل سلفون، وأطلقت عملية صباغة خالية من الملح صديقة للبيئة. كمية الملح غير العضوي المستخدمة هي ثلث العملية التقليدية. يتم تقصير عملية الصباغة. بالإضافة إلى ذلك، يغطي النظام نطاقًا واسعًا من المخططات اللونية. يمكن دمج مجموعة متنوعة من ثلاثة ألوان أساسية للحصول على ألوان زاهية. أطلقت شركة Clariant (Clariant) سلسلة DrimareneHF من الأصباغ التفاعلية، بشكل رئيسي في 4 أصناف: DrimareneBlueHF-RL، 戡ownHF-2RL، NavyHF-G، RedHF-G، المستخدمة في الصباغة المرهقة والصباغة المستمرة لألياف السليلوز، وأداء التطبيق وحسن ثبات. معدل التثبيت مرتفع جدًا، ونسبة الملح منخفضة، ونسبة الخمور منخفضة. تثبيت محايد، قابلية غسل جيدة.

يمكن لبعض الأصباغ التفاعلية المطورة حديثًا زيادة اتجاه الأصباغ عن طريق زيادة حجم جزيئات الصبغة وتقليل كمية الأملاح غير العضوية. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي إدخال مجموعات اليوريا إلى زيادة مباشرة المجموعات النشطة وتقليل كمية الأملاح غير العضوية. تحسين معدل التثبيت. هناك أيضًا سلائف صبغ البوليازو (مثل تريسازو وتترازو) لزيادة مباشرة الصبغة وتحقيق غرض الصباغة الخالية من الملح. يمكن أيضًا أن يؤدي تأثير العائق الاستاتيكي العالي لبعض الأصباغ في الهيكل إلى تغيير كبير في تفاعل المجموعات التفاعلية من الأصباغ التفاعلية وكمية الملح المستخدمة في الصباغة. تتمثل تأثيرات العوائق الاستاتيكية بشكل عام في إدخال بدائل الألكيل في مواقع مختلفة على مصفوفة الصبغة. وقد لخص العلماء سماتها الهيكلية الأساسية على النحو التالي:

المجموعة النشطة الأولى SO: CH2CH: oS03Na يمكن أن تكون في الموضع الفوقي أو الفقرة لحلقة البنزين؛

يمكن أن يكون R3 في الموضع العمودي أو الداخلي أو الفقرة لحلقة البنزين. الصيغة الهيكلية هي الأصباغ التفاعلية الفينيل سلفون.

يمكن للبدائل المختلفة أو مواضع الاستبدال المختلفة على الأصباغ أن تحقق نفس قيمة الصباغة تحت نفس ظروف الصباغة، لكن كميات أملاح الصباغة الخاصة بها مختلفة تمامًا.

يجب أن تتمتع الأصباغ التفاعلية قليلة الملح الممتازة بالخصائص التالية: 1) تقليل كمية الملح المستخدمة في الصباغة بشكل كبير؛ 2) الصباغة في حمام صبغ منخفض النسبة، واستقرار حمام الصباغة؛ 3) قابلية الغسل الجيدة. تقليل وقت ما بعد المعالجة؛ 4) استنساخ ممتاز. فيما يتعلق بتحسين الصبغة، بالإضافة إلى التحسين المذكور أعلاه في بنية مصفوفة الصبغة والجمع المعقول للمجموعات النشطة، قام بعض الأشخاص بتصنيع ما يسمى بالأصباغ التفاعلية الكاتيونية، والتي يمكن صبغها دون إضافة الملح. على سبيل المثال الأصباغ التفاعلية الكاتيونية ذات البنية التالية:

يمكن أن نرى من الصيغة أعلاه أن جسم اللون متصل بالمجموعة النشطة من أحادي كلورو تريازين. يتم أيضًا ربط مجموعة أمونيوم بيريدين الرباعية بحلقة s-triazine. الصبغة مشحونة بشكل إيجابي ومجموعة الأمونيوم الرباعية هي مجموعة قابلة للذوبان في الماء. نظرًا لعدم وجود تنافر للشحنات بين جزيئات الصبغة والألياف ليس فقط، ولكن أيضًا تجاذب الشحنات الموجبة والسالبة، فمن السهل أن تقترب الصبغة من سطح الألياف وتمتص الألياف المصبوغة. لن يؤدي وجود الإلكتروليتات في محلول الصباغة إلى عدم إنتاج تأثير تعزيز الصبغة فحسب، بل سيؤدي أيضًا إلى إضعاف الجذب بين الصبغة والألياف، لذلك يمكن صبغ هذا النوع من صبغ الصبغة دون إضافة إلكتروليتات للصباغة الخالية من الملح. تشبه عملية الصباغة الأصباغ التفاعلية العادية. بالنسبة للأصباغ التفاعلية مونوكلوروس-تريازين، تتم إضافة كربونات الصوديوم كعامل تثبيت. درجة حرارة التثبيت حوالي 85 درجة مئوية. معدل امتصاص الصبغة يمكن أن يصل إلى 90% إلى 94%، ومعدل التثبيت هو 80% إلى 90%. لديها ثبات جيد للضوء وثبات الغسيل. كما أبلغت الأصباغ التفاعلية الكاتيونية المماثلة عن استخدام أحادي فلورو- إس- تريازين كمجموعة نشطة. نشاط أحادي فلورو- إس- تريازين أعلى من نشاط أحادي كلورو- إس- تريازين.

يمكن أيضًا صبغ هذه الأصباغ بمزيج من القطن/الأكريليك، كما تحتاج خصائص الأصباغ الأخرى (مثل التسوية والتوافق، وما إلى ذلك) إلى مزيد من الدراسة. ولكنه يوفر طريقة جديدة لألياف السليلوز لإجراء الصباغة الخالية من الملح.