تحتوي الأصباغ التفاعلية على ألوان زاهية ورسومات كروماتوجرام كاملة.وهي معروفة بتطبيقها البسيط ، والتكلفة المنخفضة ، والثبات الممتاز.خاصة مع تطور ألياف السليلوز في السنوات الأخيرة ، أصبحت الأصباغ التفاعلية أهم أنواع صبغ 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 ، تكون كمية الملح المستخدمة عمومًا من 30 إلى 150 جم / لتر.على الرغم من إحراز تقدم كبير في معالجة المركبات العضوية في طباعة وصباغة مياه الصرف الصحي ، إلا أن إضافة كمية كبيرة من الأملاح غير العضوية في عملية الصباغة لا يمكن معالجتها بالطرق الفيزيائية والكيميائية الحيوية البسيطة.

بحث في تقنية الأصباغ التفاعلية والصبغة الخالية من الملح

من منظور بيئي ، فإن تصريف مياه الصرف الصحي عالية الملوحة وصباغة المياه يغير بشكل مباشر نوعية المياه في الأنهار والبحيرات ويدمر البيئة البيئية.
صورة
ستؤدي نفاذية الملح العالية إلى تملح التربة حول الأنهار والبحيرات ، مما يقلل من غلة المحاصيل.باختصار ، لا يمكن استخدام كمية كبيرة من الأملاح غير العضوية للتحلل أو إعادة التدوير ، وفي نفس الوقت يكون له تأثير سلبي كبير على جودة المياه والتربة.بناءً على ذلك ، تستعرض هذه المقالة التقدم البحثي الأخير لتقنية الصباغة الخالية من الملح ، وتناقش بشكل منهجي التغييرات الهيكلية للأصباغ التفاعلية منخفضة الملح ، وتكنولوجيا التطعيم ، وتكنولوجيا الربط المتبادل.

صبغات تفاعلية للصباغة الخالية من الملح

الميزات البارزة للأصباغ التفاعلية هي البنية الجزيئية الصغيرة ، والماء الجيد ، والغسيل السهل للون الطافي بعد التثبيت.هذا ابتكار مهم في تصميم جزيئات الصبغة.ولكن هذا يتسبب أيضًا في انخفاض معدل استنفاد الصبغة ومعدل التثبيت ، ويلزم إضافة كمية كبيرة من الملح أثناء الصباغة.يؤدي إلى فقدان كمية كبيرة من المياه العادمة المالحة والأصباغ ، وبالتالي زيادة تكلفة معالجة مياه الصرف الصحي.التلوث البيئي خطير.بدأت بعض شركات الأصباغ في الاهتمام بفحص وتحسين سلائف الصبغة والمجموعات التفاعلية ، وتطوير أصباغ تفاعلية للصباغة منخفضة الملح.CibacronLs التي أطلقتها Ciba هي نوع من أصباغ الصباغة منخفضة الملح التي تستخدم مجموعات نشطة مختلفة للجمع.ما يميز هذه الصبغة هو أن كمية الملح المستخدمة في الصباغة هي 1/4 إلى 1/2 من الأصباغ التفاعلية العامة.إنه غير حساس للتغيرات في نسبة الحمام وله قابلية استنساخ جيدة.هذا النوع من الأصباغ هو أساسًا صباغة غمس ويمكن استخدامه مع الأصباغ المشتتة لصباغة حمام واحد سريع لمزيج البوليستر / القطن.

اقترحت شركة Sumitomo Corporation اليابانية مجموعة من طرق الصباغة المناسبة لأصباغ سلسلة Sumifux Supra.يطلق 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 الاستحمام إلى 1:10.وأطلقت سلسلة من الأصباغ التفاعلية المتوافقة مع العملية.هذه السلسلة من الأصباغ عبارة عن أصباغ تفاعلية متغايرة تتكون من أحادي الكلوروس-تريازين و B-ethylsulfone sulfate.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 باستخدامه لصبغ ألياف ايوسل.إنه يظهر أداء تطبيق ممتاز من حيث معدل التثبيت ، والغسيل السهل ، وثبات مختلف للمنتجات المصبوغة.

أطلقت شركة DyStar سلسلة أصباغ RemazolEF المناسبة للصباغة الخالية من الملح ، والمجموعة النشطة هي أساسًا B-hydroxyethyl sulfone sulfate ، وأطلقت عملية صباغة صديقة للبيئة خالية من الملح.كمية الملح غير العضوي المستخدمة هي 1/3 من العملية التقليدية.يتم تقصير عملية الصباغة.بالإضافة إلى ذلك ، يغطي النظام نطاقًا واسعًا من مخططات الكروماتوجرام.يمكن الجمع بين 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 ، تستخدم لصباغة الإرهاق والصباغة المستمرة لألياف السليلوز ، أداء التطبيق وجيد ثبات.معدل التثبيت مرتفع جدًا ومنخفض الملح ونسبة الخمور المنخفضة.تثبيت محايد ، قابلية جيدة للغسيل.

يمكن لبعض الأصباغ التفاعلية المطورة حديثًا أن تزيد من اتجاه الأصباغ عن طريق زيادة حجم جزيئات الصبغة وتقليل كمية الأملاح غير العضوية.على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي إدخال مجموعات اليوريا إلى زيادة توجيه المجموعات النشطة وتقليل كمية الأملاح غير العضوية.تحسين معدل التثبيت.هناك أيضًا سلائف صبغ بولي آزو (مثل trisazo و tetraazo) لزيادة توجيه الصبغة وتحقيق الغرض من الصباغة الخالية من الملح.يمكن أيضًا أن يؤدي تأثير العائق الفاصل العالي لبعض الأصباغ في الهيكل إلى تغيير كبير في تفاعل المجموعات التفاعلية للأصباغ التفاعلية وكمية الملح المستخدمة في الصباغة.عادة ما تكون تأثيرات العائق الصارمة هذه هي إدخال بدائل الألكيل في مواضع مختلفة على مصفوفة الصبغة.يلخص العلماء سماتها الهيكلية الأساسية على النحو التالي:

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

يمكن أن يكون R3 في الوضع الرأسي أو الوسطي أو الفقرة لحلقة البنزين.الصيغة الهيكلية هي الأصباغ التفاعلية من سلفون الفينيل.

يمكن أن تحقق البدائل المختلفة أو أوضاع الاستبدال المختلفة على الأصباغ نفس قيمة الصباغة في ظل ظروف الصباغة نفسها ، لكن كميات ملح الصباغة مختلفة تمامًا.

يجب أن تتمتع الأصباغ التفاعلية الممتازة منخفضة الملح بالخصائص التالية: 1) يتم تقليل كمية الملح المستخدمة في الصباغة بشكل كبير ؛2) الصباغة في حمام صبغ منخفض نسبة الحمام ، واستقرار حمام الصباغة ؛3) قابلية جيدة للغسيل.تقليل وقت المعالجة اللاحقة ؛4) استنساخ ممتاز.فيما يتعلق بتحسين الصبغة ، بالإضافة إلى التحسين المذكور أعلاه لهيكل مصفوفة الصبغة والمزيج المعقول للمجموعات النشطة ، قام بعض الأشخاص بتصنيع ما يسمى بالأصباغ التفاعلية الموجبة ، والتي يمكن صبغها دون إضافة ملح.على سبيل المثال ، الأصباغ التفاعلية الموجبة للهيكل التالي:

يمكن أن نرى من الصيغة أعلاه أن لون الجسم متصل بالمجموعة النشطة من أحادي كلورو تريازين.يتم أيضًا ربط مجموعة الأمونيوم الرباعية بيريدين بحلقة s-triazine.الصبغة موجبة الشحنة ومجموعة الأمونيوم الرباعية هي مجموعة قابلة للذوبان في الماء.نظرًا لعدم وجود تنافر شحنة بين جزيئات الصبغة والألياف فحسب ، بل أيضًا جاذبية الشحنات الموجبة والسالبة ، فمن السهل الاقتراب من الصبغة إلى سطح الألياف والامتصاص إلى الألياف المصبوغة.إن وجود الإلكتروليتات في محلول الصباغة لن ينتج عنه تأثير تعزيز الصبغة فحسب ، بل يضعف أيضًا التجاذب بين الصبغة والألياف ، لذلك يمكن صبغ هذا النوع من الصباغة دون إضافة إلكتروليتات للصباغة الخالية من الملح.تشبه عملية الصباغة الأصباغ التفاعلية العادية.بالنسبة للأصباغ التفاعلية أحادية الكلور - تريازين ، لا يزال يتم إضافة كربونات الصوديوم كعامل تثبيت.درجة حرارة التثبيت حوالي 85 درجة مئوية.يمكن أن يصل معدل امتصاص الصبغة إلى 90٪ إلى 94٪ ، ومعدل التثبيت 80٪ إلى 90٪.لديها ثبات جيد للضوء وثبات الغسيل.أبلغت أيضًا أصباغ تفاعلية كاتيونية مماثلة عن استخدام monofluoro-s-triazine كمجموعة نشطة.نشاط أحادي فلورو-إس-تريازين أعلى من نشاط أحادي كلورو-إس-تريازين.

يمكن أيضًا صبغ هذه الأصباغ في مزيج من القطن / الأكريليك ، وهناك حاجة إلى مزيد من الدراسة لخصائص الأصباغ الأخرى (مثل التسوية والتوافق ، وما إلى ذلك).لكنه يوفر طريقة جديدة لألياف السليلوز لإجراء صباغة خالية من الملح.