สีย้อมรีแอกทีฟมีสีสดใสและโครมาโตกราฟีสมบูรณ์เป็นที่รู้จักในด้านการใช้งานที่ง่าย ต้นทุนต่ำ และความคงทนที่ดีเยี่ยมโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการพัฒนาเส้นใยเซลลูโลสในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา สีย้อมรีแอกทีฟได้กลายเป็นสีย้อมประเภทที่สำคัญที่สุดสำหรับการย้อมสิ่งทอเส้นใยเซลลูโลส

แต่ปัญหาที่โดดเด่นที่สุดของสีรีแอคทีฟคืออัตราการหมดและอัตราการตรึงต่ำในกระบวนการย้อมสีแบบดั้งเดิมของเส้นใยเซลลูโลส เพื่อปรับปรุงการดูดซึมสีย้อมและอัตราการตรึงของสีรีแอกทีฟ จะต้องเพิ่มเกลืออนินทรีย์จำนวนมาก (โซเดียมคลอไรด์หรือโซเดียมซัลเฟต)ขึ้นอยู่กับโครงสร้างสีย้อมและสี ปริมาณเกลือที่ใช้โดยทั่วไปคือ 30 ถึง 150 กรัม/ลิตรแม้ว่าจะมีความก้าวหน้าอย่างมากในการบำบัดสารประกอบอินทรีย์ในน้ำเสียจากการพิมพ์และการย้อมสี แต่การเติมเกลืออนินทรีย์จำนวนมากในกระบวนการย้อมสีไม่สามารถบำบัดด้วยวิธีทางกายภาพและทางชีวเคมีอย่างง่ายได้

การวิจัยเทคโนโลยีของสีรีแอคทีฟและสีย้อมไร้เกลือ

จากมุมมองทางนิเวศวิทยา การปล่อยน้ำเสียจากการพิมพ์และย้อมสีที่มีความเค็มสูงจะเปลี่ยนคุณภาพน้ำในแม่น้ำและทะเลสาบโดยตรง และทำลายสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยา
ภาพ
การซึมผ่านของเกลือสูงจะทำให้ดินบริเวณแม่น้ำและทะเลสาบมีความเค็ม ทำให้ผลผลิตของพืชผลลดลงกล่าวโดยสรุปคือ การใช้เกลืออนินทรีย์จำนวนมากไม่สามารถย่อยสลายหรือรีไซเคิลไม่ได้ และในขณะเดียวกันก็ส่งผลเสียอย่างมากต่อคุณภาพน้ำและดินจากสิ่งนี้ บทความนี้จะทบทวนความคืบหน้าการวิจัยล่าสุดของเทคโนโลยีการย้อมสีปราศจากเกลือ และอภิปรายอย่างเป็นระบบเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของสีย้อมปฏิกิริยาเกลือต่ำ เทคโนโลยีการปลูกถ่ายอวัยวะ และเทคโนโลยีการเชื่อมโยงข้าม

สีรีแอกทีฟสำหรับการย้อมแบบไม่มีเกลือ

คุณสมบัติที่โดดเด่นของสีรีแอกทีฟคือมีโครงสร้างโมเลกุลเล็ก ชอบน้ำดี และล้างสีที่ลอยออกได้ง่ายหลังการติดนี่คือนวัตกรรมสำคัญในการออกแบบโมเลกุลของสีย้อมแต่สิ่งนี้ยังทำให้อัตราการหลุดออกของสีย้อมและอัตราการตรึงต่ำ และจำเป็นต้องเติมเกลือจำนวนมากระหว่างการย้อมนำไปสู่การสูญเสียน้ำเสียและสีย้อมที่มีรสเค็มจำนวนมาก ทำให้ต้นทุนการบำบัดน้ำเสียเพิ่มขึ้นมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมเป็นเรื่องร้ายแรงบริษัทสีย้อมบางแห่งเริ่มให้ความสนใจกับการคัดกรองและปรับปรุงสารตั้งต้นของสีย้อมและกลุ่มปฏิกิริยา และพัฒนาสีย้อมปฏิกิริยาสำหรับการย้อมที่มีเกลือต่ำCibacronLs ที่เปิดตัวโดย Ciba เป็นสีย้อมเกลือต่ำประเภทหนึ่งที่ใช้กลุ่มที่ออกฤทธิ์ต่างกันมารวมกันลักษณะเฉพาะของสีย้อมนี้คือปริมาณเกลือที่ใช้ในการย้อมคือ 1/4 ถึง 1/2 ของเกลือรีแอคทีฟทั่วไปไม่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอัตราส่วนการอาบน้ำและสามารถผลิตซ้ำได้ดีสีย้อมประเภทนี้ส่วนใหญ่เป็นการย้อมแบบจุ่มและสามารถใช้ร่วมกับสีย้อมกระจายสำหรับการย้อมโพลีเอสเตอร์/ฝ้ายผสมในอ่างเดียวได้อย่างรวดเร็ว

Sumitomo Corporation of Japan เสนอชุดวิธีการย้อมที่เหมาะสมสำหรับสีย้อม Sumifux Supra seriesเรียกว่าวิธีการย้อมสี LETfSปริมาณเกลืออนินทรีย์ที่ใช้ในวิธีนี้คือ 1/2 ถึง 1/3 ของกระบวนการแบบดั้งเดิมเท่านั้น และอัตราส่วนการอาบน้ำสามารถเข้าถึง 1:10และเปิดตัวชุดสีรีแอคทีฟที่เข้ากันได้กับกระบวนการนี้ชุดของสีย้อมนี้เป็นสีย้อมที่ทำปฏิกิริยาเฮเทอโรบีซึ่งประกอบด้วยโมโนคลอโรส-ไตรอะซีนและบี-เอทิลซัลโฟนซัลเฟตปริมาณของสีย้อมที่ตกค้างในน้ำเสียจากการย้อมสีของสีย้อมชุดนี้มีเพียง 25%-30% ของปริมาณสีย้อมในน้ำเสียจากการย้อมสีรีแอกทีฟทั่วไปขอแนะนำสำหรับการย้อมสีเส้นใย Tencelแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพการใช้งานที่ยอดเยี่ยมในแง่ของอัตราการตรึง การซักง่าย และความคงทนต่างๆ ของผลิตภัณฑ์ย้อม

บริษัท DyStar เปิดตัวชุดสีย้อม RemazolEF ที่เหมาะสำหรับการย้อมโดยไม่ใช้เกลือ กลุ่มที่ใช้งานอยู่ส่วนใหญ่เป็น B-hydroxyethyl sulfone sulfone และเปิดตัวกระบวนการย้อมโดยไม่ใช้เกลือที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมปริมาณเกลืออนินทรีย์ที่ใช้คือ 1/3 ของกระบวนการทั่วไปขั้นตอนการย้อมสีสั้นลงนอกจากนี้ ระบบยังครอบคลุมโครมาโตแกรมที่หลากหลายสามารถผสมแม่สีสามสีที่หลากหลายเพื่อให้ได้สีที่สดใสบริษัท Clariant (คลาเรียนท์) เปิดตัวชุดสีย้อมรีแอกทีฟ DrimareneHF ซึ่งส่วนใหญ่มี 4 สายพันธุ์ ได้แก่ DrimareneBlueHF-RL, 戡ownHF-2RL, NavyHF-G, RedHF-G ใช้สำหรับการย้อมที่อ่อนล้าและการย้อมเส้นใยเซลลูโลสอย่างต่อเนื่อง ประสิทธิภาพการใช้งาน และดี ความคงทนอัตราการตรึงค่อนข้างสูง เกลือต่ำ และอัตราส่วนสุราต่ำการยึดเกาะเป็นกลาง ล้างทำความสะอาดได้ดี

สีย้อมรีแอกทีฟที่พัฒนาขึ้นใหม่บางชนิดสามารถเพิ่มความตรงของสีย้อมได้โดยการเพิ่มปริมาตรของโมเลกุลของสีย้อมและลดปริมาณเกลืออนินทรีย์ตัวอย่างเช่น การแนะนำกลุ่มยูเรียสามารถเพิ่มทิศทางของกลุ่มที่แอคทีฟและลดปริมาณเกลืออนินทรีย์ได้ปรับปรุงอัตราการตรึงนอกจากนี้ยังมีสารตั้งต้นของสีย้อม polyazo (เช่น trisazo, tetraazo) เพื่อเพิ่มความตรงของสีย้อม และบรรลุวัตถุประสงค์ของการย้อมแบบไร้เกลือผลกระทบที่เป็นอุปสรรคต่อการฆ่าเชื้อสูงของสีย้อมบางชนิดในโครงสร้างยังสามารถเปลี่ยนปฏิกิริยาของกลุ่มปฏิกิริยาของสีย้อมปฏิกิริยาและปริมาณเกลือที่ใช้ในการย้อมสีได้อย่างมีนัยสำคัญผลกระทบที่เป็นอุปสรรคต่อสเตอริกเหล่านี้โดยทั่วไปคือการแนะนำของหมู่แทนที่อัลคิลที่ตำแหน่งต่างๆ บนเมทริกซ์สีย้อมโดยนักวิชาการได้สรุปลักษณะโครงสร้างพื้นฐานดังนี้

กลุ่มที่ใช้งานอยู่ 1 SO: CH2CH: oS03Na สามารถอยู่ในตำแหน่ง meta หรือ para ของวงแหวนเบนซิน

R3 สามารถอยู่ในตำแหน่งออร์โธ อินเตอร์ หรือพาราของวงแหวนเบนซีนสูตรโครงสร้างคือสีย้อมปฏิกิริยาไวนิลซัลโฟน

สารทดแทนที่แตกต่างกันหรือตำแหน่งการแทนที่ที่แตกต่างกันบนสีย้อมสามารถได้ค่าการย้อมเดียวกันภายใต้สภาวะการย้อมเดียวกัน แต่ปริมาณเกลือในการย้อมจะแตกต่างกันมาก

สีย้อมรีแอกทีฟเกลือต่ำที่ดีเยี่ยมต้องมีลักษณะดังนี้ 1) ปริมาณเกลือที่ใช้ในการย้อมลดลงอย่างมาก2) การย้อมสีในอ่างย้อมอัตราส่วนการอาบน้ำต่ำความคงตัวของอ่างย้อมสี3) ล้างทำความสะอาดได้ดีลดเวลาหลังการประมวลผล4) การทำซ้ำที่ยอดเยี่ยมในแง่ของการปรับปรุงสีย้อม นอกเหนือจากการปรับปรุงโครงสร้างเมทริกซ์สีย้อมและการรวมกันของกลุ่มแอคทีฟที่กล่าวถึงข้างต้นแล้ว บางคนได้สังเคราะห์สิ่งที่เรียกว่าสีรีแอกทีฟประจุบวก ซึ่งสามารถย้อมได้โดยไม่ต้องเติมเกลือเช่น สีย้อมติดปฏิกิริยาประจุบวกของโครงสร้างต่อไปนี้:

จากสูตรข้างต้นสามารถเห็นได้ว่าตัวสีเชื่อมต่อกับกลุ่มโมโนคลอโรไตรอาซีนที่ใช้งานอยู่กลุ่มแอมโมเนียม pyridine quaternary ยังติดอยู่กับวงแหวน s-triazineสีย้อมมีประจุบวกและกลุ่มควอเทอร์นารีแอมโมเนียมเป็นกลุ่มที่ละลายน้ำได้เนื่องจากไม่เพียงแต่ไม่มีประจุผลักกันระหว่างโมเลกุลของสีย้อมกับเส้นใยเท่านั้น แต่ยังมีการดึงดูดของประจุบวกและประจุลบอีกด้วย สีย้อมจึงเข้าใกล้พื้นผิวของเส้นใยและดูดซับไปยังเส้นใยที่ย้อมได้ง่ายการมีอิเล็กโทรไลต์ในสารละลายย้อมผ้าไม่เพียงแต่จะไม่สร้างผลส่งเสริมสีย้อม แต่ยังทำให้แรงดึงดูดระหว่างสีย้อมกับเส้นใยอ่อนลง ดังนั้นการย้อมประเภทนี้จึงสามารถย้อมได้โดยไม่ต้องเติมอิเล็กโทรไลต์สำหรับการย้อมแบบไร้เกลือกระบวนการย้อมสีคล้ายกับสีรีแอคทีฟทั่วไปสำหรับสีย้อมรีแอกทีฟโมโนคลอโรส-ไตรอะซีน โซเดียมคาร์บอเนตยังคงถูกเติมเป็นสารช่วยยึดเกาะอุณหภูมิการตรึงอยู่ที่ประมาณ 85 ℃อัตราการดูดซึมสีย้อมสามารถเข้าถึง 90% ถึง 94% และอัตราการตรึงอยู่ที่ 80% ถึง 90%มีความคงทนต่อแสงและความคงทนต่อการซักที่ดีสีย้อมติดปฏิกิริยาประจุบวกที่คล้ายกันได้รายงานว่าใช้ monofluoro-s-triazine เป็นกลุ่มที่ออกฤทธิ์กิจกรรมของ monofluoro-s-triazine สูงกว่า monochloro-s-triazine

สีย้อมเหล่านี้ยังสามารถย้อมได้ในผ้าฝ้ายผสมอะคริลิก และคุณสมบัติอื่นๆ ของสีย้อม (เช่น การปรับระดับและความเข้ากันได้ ฯลฯ) จำเป็นต้องได้รับการศึกษาเพิ่มเติมแต่เป็นวิธีใหม่สำหรับเส้นใยเซลลูโลสในการย้อมสีโดยไม่ใช้เกลือ