สีย้อมกรด สีย้อมโดยตรง และสีรีแอกทีฟเป็นสีย้อมที่ละลายน้ำได้ทั้งหมดผลผลิตในปี 2544 อยู่ที่ 30,000 ตัน 20,000 ตัน และ 45,000 ตันตามลำดับอย่างไรก็ตาม เป็นเวลานานแล้วที่ผู้ประกอบการสีย้อมในประเทศของฉันให้ความสนใจกับการพัฒนาและวิจัยสีย้อมที่มีโครงสร้างใหม่มากขึ้น ในขณะที่การวิจัยเกี่ยวกับสีย้อมหลังการแปรรูปนั้นค่อนข้างอ่อนแอรีเอเจนต์มาตรฐานที่ใช้กันทั่วไปสำหรับสีย้อมที่ละลายน้ำได้ ได้แก่ โซเดียมซัลเฟต (โซเดียมซัลเฟต), เดกซ์ทริน, อนุพันธ์ของแป้ง, ซูโครส, ยูเรีย, แนฟทาลีนฟอร์มาลดีไฮด์ซัลโฟเนต ฯลฯ รีเอเจนต์มาตรฐานเหล่านี้ผสมกับสีย้อมดั้งเดิมตามสัดส่วนเพื่อให้ได้ความแข็งแรงที่ต้องการ แต่ไม่สามารถตอบสนองความต้องการของกระบวนการพิมพ์และการย้อมสีที่แตกต่างกันในอุตสาหกรรมการพิมพ์และการย้อมสีแม้ว่าสารเจือจางสีย้อมที่กล่าวมาข้างต้นจะมีราคาค่อนข้างต่ำ แต่ก็มีความสามารถในการเปียกน้ำและความสามารถในการละลายน้ำต่ำ ทำให้ยากต่อการปรับให้เข้ากับความต้องการของตลาดต่างประเทศ และสามารถส่งออกเป็นสีย้อมดั้งเดิมเท่านั้นดังนั้น ในการทำการค้าสีย้อมที่ละลายน้ำได้ ความสามารถในการเปียกน้ำและความสามารถในการละลายน้ำของสีย้อมจึงเป็นปัญหาที่ต้องได้รับการแก้ไขอย่างเร่งด่วน และต้องพึ่งพาสารเติมแต่งที่เกี่ยวข้อง

การรักษาความชื้นของสีย้อม
กล่าวอย่างกว้างๆ การทำให้เปียกคือการแทนที่ของไหล (ควรเป็นแก๊ส) บนพื้นผิวด้วยของไหลชนิดอื่นโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ส่วนต่อประสานที่เป็นผงหรือเป็นเม็ดควรเป็นส่วนติดต่อของก๊าซ/ของแข็ง และกระบวนการทำให้เปียกคือเมื่อของเหลว (น้ำ) แทนที่ก๊าซบนพื้นผิวของอนุภาคจะเห็นได้ว่าการทำให้เปียกเป็นกระบวนการทางกายภาพระหว่างสารต่างๆ บนพื้นผิวในการย้อมสีหลังการรักษา การทำให้เปียกมักมีบทบาทสำคัญโดยทั่วไป สีย้อมจะถูกแปรรูปให้อยู่ในสถานะของแข็ง เช่น ผงหรือเม็ด ซึ่งจำเป็นต้องทำให้เปียกระหว่างการใช้งานดังนั้นความสามารถในการเปียกน้ำของสีย้อมจะส่งผลโดยตรงต่อผลการใช้งานตัวอย่างเช่น ในระหว่างขั้นตอนการละลาย สีย้อมจะเปียกได้ยากและลอยอยู่บนน้ำซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่พึงประสงค์ด้วยการปรับปรุงข้อกำหนดด้านคุณภาพสีย้อมอย่างต่อเนื่องในปัจจุบัน ประสิทธิภาพการทำให้เปียกได้กลายเป็นหนึ่งในตัวบ่งชี้ในการวัดคุณภาพของสีย้อมพลังงานพื้นผิวของน้ำอยู่ที่ 72.75mN/m ที่ 20℃ ซึ่งจะลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ในขณะที่พลังงานพื้นผิวของของแข็งโดยทั่วไปไม่เปลี่ยนแปลง โดยทั่วไปต่ำกว่า 100mN/mโดยปกติแล้วโลหะและออกไซด์ของโลหะ เกลืออนินทรีย์ ฯลฯ จะเปียกได้ง่าย เปียก เรียกว่าพลังงานพื้นผิวสูงพลังงานพื้นผิวของสารอินทรีย์ที่เป็นของแข็งและโพลิเมอร์เทียบได้กับของเหลวทั่วไป ซึ่งเรียกว่าพลังงานพื้นผิวต่ำ แต่จะเปลี่ยนไปตามขนาดอนุภาคของของแข็งและระดับความพรุนขนาดอนุภาคที่เล็กลง ระดับของการเกิดรูพรุนก็จะยิ่งมากขึ้น และพื้นผิว ยิ่งมีพลังงานสูง ขนาดจะขึ้นอยู่กับวัสดุพิมพ์ดังนั้นขนาดอนุภาคของสีย้อมต้องเล็กหลังจากสีย้อมผ่านกระบวนการเชิงพาณิชย์ เช่น การหมักเกลือและการบดในสื่อต่างๆ ขนาดอนุภาคของสีย้อมจะละเอียดขึ้น ความเป็นผลึกลดลง และเฟสของผลึกเปลี่ยนไป ซึ่งช่วยเพิ่มพลังงานพื้นผิวของสีย้อมและช่วยให้เปียกน้ำ

การบำบัดการละลายของสีย้อมที่เป็นกรด
ด้วยการใช้อัตราส่วนการอาบน้ำขนาดเล็กและเทคโนโลยีการย้อมสีอย่างต่อเนื่อง ระดับของระบบอัตโนมัติในการพิมพ์และการย้อมสีได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องการเกิดขึ้นของสารเติมและเพสต์อัตโนมัติ และการเปิดตัวสีย้อมแบบเหลวจำเป็นต้องมีการเตรียมสารย้อมสีที่มีความเข้มข้นสูงและมีความคงตัวสูงและเพสต์การพิมพ์อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการละลายของสีย้อมที่เป็นกรด สีย้อมปฏิกิริยา และสีย้อมโดยตรงในผลิตภัณฑ์สีย้อมที่ผลิตในประเทศนั้นอยู่ที่ประมาณ 100 กรัม/ลิตร โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสีย้อมที่เป็นกรดบางพันธุ์มีปริมาณเพียง 20 กรัม/ลิตรความสามารถในการละลายของสีย้อมสัมพันธ์กับโครงสร้างโมเลกุลของสีย้อมยิ่งน้ำหนักโมเลกุลสูงและกลุ่มกรดซัลโฟนิกน้อยลง ความสามารถในการละลายก็จะยิ่งต่ำลงมิฉะนั้นจะยิ่งสูงขึ้นนอกจากนี้ กระบวนการแปรรูปสีย้อมในเชิงพาณิชย์ก็มีความสำคัญอย่างยิ่ง รวมถึงวิธีการตกผลึกของสีย้อม ระดับของการบด ขนาดอนุภาค การเติมสารเติมแต่ง ฯลฯ ซึ่งจะส่งผลต่อความสามารถในการละลายของสีย้อมยิ่งสีย้อมแตกตัวเป็นไอออนได้ง่ายเท่าใด ความสามารถในการละลายน้ำก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้นอย่างไรก็ตาม การทำการค้าและการกำหนดมาตรฐานของสีย้อมแบบดั้งเดิมนั้นขึ้นอยู่กับอิเล็กโทรไลต์จำนวนมาก เช่น โซเดียมซัลเฟตและเกลือปริมาณ Na+ ในน้ำจำนวนมากจะลดความสามารถในการละลายของสีย้อมในน้ำดังนั้น เพื่อปรับปรุงการละลายของสีย้อมที่ละลายน้ำได้ ก่อนอื่นอย่าเติมอิเล็กโทรไลต์ลงในสีย้อมที่มีจำหน่ายทั่วไป

สารเติมแต่งและความสามารถในการละลาย
⑴ สารประกอบแอลกอฮอล์และตัวทำละลายยูเรีย
เนื่องจากสีย้อมที่ละลายน้ำได้ประกอบด้วยกลุ่มกรดซัลโฟนิกและกลุ่มกรดคาร์บอกซิลิกจำนวนหนึ่ง อนุภาคของสีย้อมจึงแยกตัวออกจากสารละลายในน้ำได้ง่ายและมีประจุลบจำนวนหนึ่งเมื่อเติมตัวทำละลายร่วมที่มีหมู่สร้างพันธะไฮโดรเจน ชั้นป้องกันของไอออนไฮเดรตจะก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวของไอออนของสีย้อม ซึ่งส่งเสริมการแตกตัวเป็นไอออนและการละลายของโมเลกุลของสีย้อมเพื่อปรับปรุงความสามารถในการละลายโพลิออล เช่น ไดเอทิลีนไกลคอลอีเทอร์, ไทโอไดเอทานอล, โพลิเอทิลีนไกลคอล ฯลฯ มักใช้เป็นตัวทำละลายเสริมสำหรับสีย้อมที่ละลายน้ำได้เนื่องจากสามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนกับสีย้อมได้ พื้นผิวของไอออนของสีย้อมจึงสร้างชั้นป้องกันของไอออนไฮเดรต ซึ่งป้องกันการรวมตัวและปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลของโมเลกุลของสีย้อม และส่งเสริมการเกิดไอออนและการแยกตัวของสีย้อม
⑵สารลดแรงตึงผิวที่ไม่ใช่ไอออนิก
การเติมสารลดแรงตึงผิวที่ไม่มีไอออนบางชนิดลงในสีย้อมอาจทำให้แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของสีย้อมและระหว่างโมเลกุลลดลง เร่งปฏิกิริยาไอออไนเซชัน และทำให้โมเลกุลของสีย้อมก่อตัวเป็นไมเซลล์ในน้ำ ซึ่งมีความสามารถในการกระจายตัวได้ดีสีย้อมโพลาร์ก่อตัวเป็นไมเซลล์โมเลกุลที่ละลายได้จะสร้างเครือข่ายของการทำงานร่วมกันระหว่างโมเลกุลเพื่อปรับปรุงความสามารถในการละลาย เช่น พอลิออกซีเอทิลีนอีเทอร์หรือเอสเทอร์อย่างไรก็ตาม หากโมเลกุลของตัวทำละลายร่วมขาดกลุ่มที่ไม่ชอบน้ำอย่างแรง การกระจายตัวและผลของการละลายต่อไมเซลล์ที่เกิดจากสีย้อมจะอ่อนแอ และความสามารถในการละลายจะไม่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญดังนั้น พยายามเลือกตัวทำละลายที่มีวงอะโรมาติกที่สามารถสร้างพันธะที่ไม่ชอบน้ำกับสีย้อมได้ตัวอย่างเช่น อัลคิลฟีนอล โพลีออกซีเอทิลีนอีเทอร์ อิมัลซิไฟเออร์โพลีออกซีเอทิลีนซอร์บิแทนเอสเทอร์ และอื่นๆ เช่น โพลีอัลคิลฟีนิลฟีนอล โพลีออกซีเอทิลีนอีเทอร์
⑶ สารช่วยกระจายตัวลิกโนซัลโฟเนต
สารช่วยกระจายตัวมีอิทธิพลอย่างมากต่อการละลายของสีย้อมการเลือกสารช่วยกระจายตัวที่ดีตามโครงสร้างของสีย้อมจะช่วยปรับปรุงการละลายของสีย้อมได้อย่างมากในสีย้อมที่ละลายน้ำได้ มีบทบาทบางอย่างในการป้องกันการดูดซับซึ่งกันและกัน (แรงแวนเดอร์วาลส์) และการรวมตัวระหว่างโมเลกุลของสีย้อมลิกโนซัลโฟเนตเป็นสารช่วยกระจายตัวที่มีประสิทธิภาพสูงสุด และมีงานวิจัยเกี่ยวกับเรื่องนี้ในประเทศจีน
โครงสร้างโมเลกุลของสีย้อมดิสเพอร์สไม่มีหมู่ที่ชอบน้ำอย่างแรง แต่มีเพียงหมู่ที่มีขั้วอ่อน ดังนั้นจึงมีความสามารถในการละลายน้ำได้เพียงเล็กน้อย และความสามารถในการละลายได้น้อยมากสีย้อมแบบดิสเพอร์สส่วนใหญ่สามารถละลายในน้ำที่อุณหภูมิ 25 ℃เท่านั้น1~10มก./ลิตร
ความสามารถในการละลายของสีย้อมดิสเพอร์สเกี่ยวข้องกับปัจจัยต่อไปนี้:
โครงสร้างโมเลกุล
“ความสามารถในการละลายของสีย้อมกระจายตัวในน้ำเพิ่มขึ้นเมื่อส่วนที่ไม่ชอบน้ำของโมเลกุลสีย้อมลดลงและส่วนที่ชอบน้ำ (คุณภาพและปริมาณของกลุ่มโพลาร์) เพิ่มขึ้นกล่าวคือ ความสามารถในการละลายของสีย้อมที่มีมวลโมเลกุลสัมพัทธ์ค่อนข้างน้อยและกลุ่มที่มีขั้วอ่อนกว่า เช่น -OH และ -NH2 จะสูงขึ้นสีย้อมที่มีมวลโมเลกุลสัมพัทธ์มากกว่าและกลุ่มที่มีขั้วอ่อนน้อยกว่าจะมีความสามารถในการละลายได้ค่อนข้างต่ำตัวอย่างเช่น Disperse Red (I), M=321, ความสามารถในการละลายน้อยกว่า 0.1 มก./ลิตร ที่ 25°C และความสามารถในการละลายคือ 1.2 มก./ลิตร ที่ 80°CDisperse Red (II), M=352, ความสามารถในการละลายที่ 25℃ คือ 7.1mg/L และความสามารถในการละลายที่ 80℃ คือ 240mg/L
สารช่วยกระจายตัว
ในสีย้อมผ้าดิสเพอร์สแบบผง ปริมาณของสีย้อมบริสุทธิ์โดยทั่วไปอยู่ที่ 40% ถึง 60% และส่วนที่เหลือคือสารช่วยกระจายตัว สารกันฝุ่น สารป้องกัน โซเดียมซัลเฟต ฯลฯ ในบรรดาสีเหล่านี้ สารช่วยกระจายตัวมีสัดส่วนที่มากกว่า
สารช่วยกระจายตัว (สารช่วยกระจาย) สามารถเคลือบเม็ดผลึกละเอียดของสีย้อมให้เป็นอนุภาคคอลลอยด์ที่ชอบน้ำและกระจายตัวได้อย่างเสถียรในน้ำหลังจากความเข้มข้นของไมเซลล์วิกฤตเกิน ไมเซลล์ก็จะก่อตัวขึ้นเช่นกัน ซึ่งจะลดส่วนของเม็ดคริสตัลสีย้อมเล็กๆเมื่อละลายในไมเซลล์ จะเกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "การละลาย" ซึ่งจะช่วยเพิ่มความสามารถในการละลายของสีย้อมยิ่งไปกว่านั้น ยิ่งคุณภาพของสารช่วยกระจายตัวดีขึ้นและความเข้มข้นสูงขึ้น ผลการละลายและการละลายก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
ควรสังเกตว่าผลการละลายของสารช่วยกระจายตัวต่อสีย้อมกระจายตัวของโครงสร้างที่แตกต่างกันนั้นแตกต่างกัน และความแตกต่างนั้นมีขนาดใหญ่มากผลการละลายของสารช่วยกระจายตัวบนสีย้อมดิสเพอร์สลดลงเมื่ออุณหภูมิของน้ำเพิ่มขึ้น ซึ่งจะเหมือนกับผลของอุณหภูมิของน้ำต่อสีย้อมดิสเพอร์สผลของการละลายจะตรงกันข้าม
หลังจากที่อนุภาคคริสตัลที่ไม่ชอบน้ำของสีย้อมดิสเพอร์สและสารช่วยกระจายตัวก่อตัวเป็นอนุภาคคอลลอยด์ที่ชอบน้ำ ความเสถียรในการกระจายตัวของมันจะดีขึ้นอย่างมากยิ่งไปกว่านั้น อนุภาคคอลลอยด์ของสีย้อมเหล่านี้มีบทบาทในการ "จัดหา" สีย้อมในระหว่างกระบวนการย้อมเนื่องจากหลังจากที่เส้นใยดูดซับโมเลกุลของสีย้อมในสถานะที่ละลายแล้ว สีย้อมที่ "กักเก็บ" ไว้ในอนุภาคคอลลอยด์จะถูกปล่อยออกมาทันเวลาเพื่อรักษาสมดุลการละลายของสีย้อม
สถานะของสีย้อมดิสเพอร์สในดิสเพอร์ชั่น
1 โมเลกุลสารช่วยกระจายตัว
ผลึก 2 สีย้อม (การละลาย)
3-สารช่วยกระจายตัวไมเซลล์
4-Dye โมเลกุลเดี่ยว (ละลาย)
5-สีย้อมข้าว
ฐาน lipophilic 6 กระจายตัว
เบสไฮโดรฟิลิก 7 สารช่วยกระจายตัว
8-โซเดียมไอออน (Na+)
9-มวลรวมของผลึกสีย้อม
อย่างไรก็ตาม หาก "การเกาะตัวกัน" ระหว่างสีย้อมและสารช่วยกระจายตัวมีมากเกินไป "ปริมาณ" ของโมเลกุลเดี่ยวของสีย้อมจะล้าหลังหรือเกิดปรากฏการณ์ "อุปทานเกินความต้องการ"ดังนั้นจะลดอัตราการย้อมโดยตรงและทำให้เปอร์เซ็นต์การย้อมสมดุล ส่งผลให้การย้อมช้าและสีอ่อนลง
จะเห็นได้ว่าเมื่อเลือกและใช้สารช่วยกระจายตัว ไม่เพียงแต่ควรพิจารณาความเสถียรในการกระจายตัวของสีย้อมเท่านั้น แต่ยังต้องคำนึงถึงอิทธิพลต่อสีของสีย้อมด้วย
(3) อุณหภูมิของสารละลายย้อม
ความสามารถในการละลายของสีย้อมกระจายตัวในน้ำจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิของน้ำที่เพิ่มขึ้นตัวอย่างเช่น ความสามารถในการละลายของ Disperse Yellow ในน้ำ 80°C เป็น 18 เท่าของที่อุณหภูมิ 25°Cความสามารถในการละลายของ Disperse Red ในน้ำ 80°C เป็น 33 เท่าของที่อุณหภูมิ 25°Cความสามารถในการละลายของ Disperse Blue ในน้ำ 80°C เป็น 37 เท่าของที่อุณหภูมิ 25°Cหากอุณหภูมิของน้ำสูงเกิน 100°C ความสามารถในการละลายของสีย้อมดิสเพอร์สจะเพิ่มมากยิ่งขึ้น
นี่คือคำเตือนพิเศษ: คุณสมบัติการละลายของสีย้อมกระจายนี้จะนำอันตรายที่ซ่อนอยู่มาสู่การใช้งานจริงตัวอย่างเช่น เมื่อสุราย้อมได้รับความร้อนไม่สม่ำเสมอ สุราย้อมที่มีอุณหภูมิสูงจะไหลไปยังที่ที่มีอุณหภูมิต่ำเมื่ออุณหภูมิของน้ำลดลง สารย้อมติดจะมีความอิ่มตัวสูง และสีย้อมที่ละลายจะตกตะกอน ทำให้เกิดการเจริญเติบโตของเม็ดคริสตัลสีย้อมและความสามารถในการละลายลดลงทำให้การดูดซึมสีย้อมลดลง
(สี่) รูปแบบคริสตัลสีย้อม
สีย้อมแบบกระจายบางชนิดมีปรากฏการณ์ของ "ไอโซมอร์ฟิซึม"นั่นคือ สีย้อมแบบกระจายตัวเดียวกัน เนื่องจากเทคโนโลยีการกระจายตัวที่แตกต่างกันในกระบวนการผลิต จะทำให้เกิดผลึกหลายรูปแบบ เช่น เข็ม แท่ง เกล็ด แกรนูล และก้อนในขั้นตอนการใช้งาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อย้อมสีที่อุณหภูมิ 130°C รูปแบบผลึกที่ไม่เสถียรมากขึ้นจะเปลี่ยนเป็นรูปแบบผลึกที่มีความเสถียรมากขึ้น
เป็นที่น่าสังเกตว่ารูปแบบผลึกที่เสถียรกว่าจะมีความสามารถในการละลายได้มากกว่า และรูปแบบผลึกที่เสถียรน้อยกว่าจะมีความสามารถในการละลายได้ค่อนข้างน้อยสิ่งนี้จะส่งผลโดยตรงต่ออัตราการดูดซับสีย้อมและเปอร์เซ็นต์การดูดซึมสีย้อม
(5) ขนาดอนุภาค
โดยทั่วไป สีย้อมที่มีอนุภาคขนาดเล็กจะมีความสามารถในการละลายสูงและมีความเสถียรในการกระจายตัวที่ดีสีย้อมที่มีอนุภาคขนาดใหญ่มีความสามารถในการละลายต่ำและมีความเสถียรในการกระจายตัวค่อนข้างต่ำ
ในปัจจุบัน ขนาดอนุภาคของสีย้อมดิสเพอร์สในประเทศโดยทั่วไปคือ 0.5～2.0μm (หมายเหตุ: ขนาดอนุภาคของสีย้อมแบบจุ่มต้องใช้ 0.5～1.0μm)