Sulfidna barvila so vrsta barvil, ki vsebujejo žveplo, s kompleksno molekularno strukturo. Običajno so narejena iz nekaterih aromatskih aminov, aminofenolov in drugih organskih spojin, segretih z žveplom ali natrijevim polisulfidom, torej vulkaniziranih.
Sulfidna barvila so večinoma netopna v vodi, pri barvanju pa jih je treba raztopiti v natrijevem sulfidu ali alkalni raztopini zavarovalnega praška, da se reducirajo do lužkov, nato pa jih po absorpciji vlaken oksidirati, da pokažejo barvo.
Pregled žveplovih barvil
Vulkanizirana barvila so bila prvič proizvedena za barvanje celuloznih vlaken od leta 1873, njihov proizvodni postopek pa je relativno preprost, običajno so narejena iz aromatskih aminov ali fenolnih spojin, pomešanih z žveplom ali natrijevim polisulfidom in segretih. Je poceni, enostavna za uporabo, ne povzroča raka, ima dobro obstojnost pri pranju in soncu, zato je priljubljeno barvilo. Ker pa spada v razred v vodi netopnih barvil, se pri barvanju v raztopini alkalijskega sulfida reducirajo v topno natrijevo sol limone in jo po barvanju človeških vlaken po oksidaciji fiksirajo na vlakna, da postanejo netopna, zato je postopek barvanja zapleten in se v močnih alkalnih pogojih ne morejo uporabljati za volno, svilo in druga beljakovinska vlakna.
Zato se vulkanizirana barvila najpogosteje uporabljajo pri barvanju celuloznih vlaken, zlasti pri barvanju temnih bombažnih tkanin. Sulfidna barvila sta dve barvi, ki sta nekakšna žveplo vsebujoča barvila s kompleksno molekularno strukturo. Običajno so narejena iz nekaterih aromatskih aminov, aminofenolov in drugih organskih spojin, segretih z žveplom ali natrijevim polisulfidom, torej vulkaniziranih.
Sulfidna barvila so večinoma netopna v vodi, pri barvanju pa jih je treba raztopiti v natrijevem sulfidu ali alkalni raztopini zavarovalnega praška, da se reducirajo do lužkov, nato pa jih po absorpciji vlaken oksidirati, da pokažejo barvo.
Pregled žveplovih barvil
Vulkanizirana barvila so bila prvič proizvedena za barvanje celuloznih vlaken od leta 1873, njihov proizvodni postopek pa je relativno preprost, običajno so narejena iz aromatskih aminov ali fenolnih spojin, pomešanih z žveplom ali natrijevim polisulfidom in segretih. Je poceni, enostavna za uporabo, ne povzroča raka, ima dobro obstojnost pri pranju in soncu, zato je priljubljeno barvilo. Ker pa spada v razred v vodi netopnih barvil, se pri barvanju v raztopini alkalijskega sulfida reducirajo v topno natrijevo sol limone in jo po barvanju človeških vlaken po oksidaciji fiksirajo na vlakna, da postanejo netopna, zato je postopek barvanja zapleten in se v močnih alkalnih pogojih ne morejo uporabljati za volno, svilo in druga beljakovinska vlakna.
Zato se vulkanizirana barvila večinoma uporabljajo pri barvanju celuloznih vlaken, zlasti pri barvanju temnih izdelkov iz bombažnih tkanin, katerih več barvžveplovo črnoinžveplo modra
žveplo temno rjavo gd žveplo rjavo barvilo
žveplo rdeča barva rdeča lgf
žveplo rjava 10 rumeno rjava barva
žveplovo rumeno 2 rumeni prah
žveplo bordeaux 3b žveplo rdeč prah
so najbolj razširjeni.
Drugič, mehanizem barvanja sulfidnih barvil
Sulfidno barvilo se reducira in raztopi v raztopini barvila, nastali levkokrom barvila pa se adsorbira na celulozna vlakna in obdela z oksidacijo na zraku, da celulozna vlakna dobijo želeno barvo. Njegova kemijska reakcijska formula je
DS-SO3Na + Na2S→D-SNa + Na2S2O3
Sulfidno barvilo nima afinitete do vlaken, njegova struktura pa vsebuje žveplove vezi (1S1), disulfidne vezi (1s—S) ali polisulfidne vezi (1Sx1), ki se pod delovanjem reducentov natrijevega sulfida reducirajo v skupino vodikovega sulfida (1SNa) in postanejo levkokromna natrijeva sol, topna v vodi. Razlog, zakaj imajo levkokromi dobro afiniteto do celuloznih vlaken, je v tem, da so molekule barvil večje, kar posledično povzroča večje van der Waalsove sile in sile vodikovih vezi med vlakni.
Iii. Razvrstitev žveplovih barvil
Sulfidna barvila lahko razdelimo v štiri kategorije:
1, praškasto sulfidno barvilo
Splošna formula strukture barvila: DSSD, običajno je treba uporabiti vrenje natrijevega sulfida, po nanosu pa ga raztopimo.
2, hidrolitična sulfidna barvila
Splošna formula strukture barvila: D-SSO3Na. Ta vrsta barvila je narejena z obdelavo z natrijevim sulfitom ali natrijevim bisulfitom, tradicionalnimi sulfidnimi barvili. Barvila vsebujejo vodotopne skupine, zato so topna v vodi, vendar barvilo ne vsebuje reducentov in nima afinitete do vlaken. Na tkanino se običajno nanese metoda barvanja z suspenzijsko blazinico.
3, tekoče sulfidno barvilo
Splošna formula strukture barvila je: D-SNa, ki vsebuje določeno količino redukcijskega sredstva, barvilo pa se predhodno reducira v topno leptokroma.
Pred letom 1936 je bilo vulkanizirano barvilo komercialno dostopno v obliki prahu. Pri uporabi so praškasto vulkanizirano barvilo skupaj z vulkanizirano vodno raztopino sode segreli do vrenja, da so ga raztopili. Leta 1936 je John Le Clester iz Združenih držav Amerike izdelal predhodno reducirano, dobro in dokaj stabilno koncentrirano raztopino sulfidnega barvila ter pridobil patent, ki je danes znan kot tekoče sulfidno barvilo.
4, okolju prijazno sulfidno barvilo
Med proizvodnim procesom se rafinira v barvilne luge, vendar je vsebnost žvepla in polisulfidov precej nižja kot pri običajnih sulfidnih barvilih. Barvilo ima visoko čistost, stabilno stopnjo redukcije in dobro prepustnost. Hkrati se v barvni kopeli uporablja binarno redukcijsko sredstvo glukoze in zavarovalnega prahu, ki ne le reducira sulfidno barvilo, ampak igra tudi vlogo pri varovanju okolja.
Četrtič, postopek barvanja sulfidnih barvil
Postopek vulkanizacijskega barvanja lahko razdelimo na naslednje štiri korake:
1. Zmanjšanje barvil
Sulfidna barvila je relativno enostavno reducirati in raztopiti, natrijev sulfid pa se pogosto uporablja kot redukcijsko sredstvo, ki deluje tudi kot alkalno sredstvo. Da bi preprečili hidrolizo levkofora, lahko ustrezno dodamo snovi, kot je soda, vendar alkalna redukcijska kopel ne sme biti premočna, sicer bo hitrost redukcije barvila počasna.
2, barvilo v raztopini barvila adsorbira vlakno
Leukofor sulfidnega barvila obstaja v raztopini barvila v anionskem stanju, ima neposredne lastnosti na celulozna vlakna, se lahko adsorbira na površino vlaken in difundira v notranjost vlaken. Neposredne lastnosti žveplovih barvil na celulozna vlakna so nizke, običajno z majhnim razmerjem kopeli in dodajanjem ustreznih elektrolitov pri višji temperaturi lahko izboljša hitrost barvanja, izravnavo in prepustnost.
3, oksidacijska obdelava
Po barvanju vlaken je treba žveplovo barvilo levko oksidirati, da se doseže želena barva. Oksidacija je pomemben korak po barvanju vulkaniziranih barvil. Vulkanizirano barvilo, ki se zlahka oksidira, se lahko po barvanju oksidira z zrakom s pranjem in prezračevanjem, torej z metodo oksidacije z zrakom; za nekatera sulfidna barvila, ki jih ni enostavno oksidirati, se za pospeševanje oksidacije uporabljajo oksidanti.
4. Naknadna obdelava
Naknadna obdelava vključuje čiščenje, oljenje, preprečevanje krhkosti in fiksiranje barve. Žveplova barvila je treba po barvanju temeljito oprati, da se zmanjša preostalo žveplo na tkanini in prepreči krhkost tkanine, saj žveplo v barvilu in žveplo v alkalnem sulfidu na zraku zlahka oksidirata in tvorita žveplovo kislino, kar povzroči kislo hidrolizo celuloznih vlaken in zmanjša krhkost vlaken. Zato jih je mogoče obdelati s sredstvi proti krhkosti, kot so: sečnina, trinatrijev fosfat, kostno lepilo, natrijev acetat itd. Za izboljšanje obstojnosti vulkaniziranih barvil na solarizacijo in milenje se lahko barva po barvanju fiksira. Obstajata dva načina obdelave s fiksiranjem barve: obdelava s kovinskimi solmi (kot so: kalijev dikromat, bakrov sulfat, bakrov acetat in mešanica teh soli) in obdelava s kationskim fiksatorjem barve.
Črna in vulkanizirano modra sta najpogosteje uporabljeni.
Drugič, mehanizem barvanja sulfidnih barvil
Sulfidno barvilo se reducira in raztopi v raztopini barvila, nastali levkokrom barvila pa se adsorbira na celulozna vlakna in obdela z oksidacijo na zraku, da celulozna vlakna dobijo želeno barvo. Njegova kemijska reakcijska formula je
DS-SO3Na + Na2S→D-SNa + Na2S2O3
Sulfidno barvilo nima afinitete do vlaken, njegova struktura pa vsebuje žveplove vezi (1S1), disulfidne vezi (1s—S) ali polisulfidne vezi (1Sx1), ki se pod delovanjem reducentov natrijevega sulfida reducirajo v skupino vodikovega sulfida (1SNa) in postanejo levkokromna natrijeva sol, topna v vodi. Razlog, zakaj imajo levkokromi dobro afiniteto do celuloznih vlaken, je v tem, da so molekule barvil večje, kar posledično povzroča večje van der Waalsove sile in sile vodikovih vezi med vlakni.
Iii. Razvrstitev žveplovih barvil
Sulfidna barvila lahko razdelimo v štiri kategorije:
1, praškasto sulfidno barvilo
Splošna formula strukture barvila: DSSD, običajno je treba uporabiti vrenje natrijevega sulfida, po nanosu pa ga raztopimo.
2, hidrolitična sulfidna barvila
Splošna formula strukture barvila: D-SSO3Na. Ta vrsta barvila je narejena z obdelavo z natrijevim sulfitom ali natrijevim bisulfitom, tradicionalnimi sulfidnimi barvili. Barvila vsebujejo vodotopne skupine, zato so topna v vodi, vendar barvilo ne vsebuje reducentov in nima afinitete do vlaken. Na tkanino se običajno nanese metoda barvanja s suspenzijsko blazinico. 3. Tekoče sulfidno barvilo.
Splošna formula strukture barvila je: D-SNa, ki vsebuje določeno količino redukcijskega sredstva, barvilo pa se predhodno reducira v topno leptokroma.
Pred letom 1936 je bilo vulkanizirano barvilo komercialno dostopno v obliki prahu. Pri uporabi so praškasto vulkanizirano barvilo skupaj z vulkanizirano vodno raztopino sode segreli do vrenja, da so ga raztopili. Leta 1936 je John Le Clester iz Združenih držav Amerike izdelal predhodno reducirano, dobro in dokaj stabilno koncentrirano raztopino sulfidnega barvila ter pridobil patent, ki je danes znan kot tekoče sulfidno barvilo.
4, okolju prijazno sulfidno barvilo
Med proizvodnim procesom se rafinira v barvilne luge, vendar je vsebnost žvepla in polisulfidov precej nižja kot pri običajnih sulfidnih barvilih. Barvilo ima visoko čistost, stabilno stopnjo redukcije in dobro prepustnost. Hkrati se v barvni kopeli uporablja binarno redukcijsko sredstvo glukoze in zavarovalnega prahu, ki ne le reducira sulfidno barvilo, ampak igra tudi vlogo pri varovanju okolja.
Četrtič, postopek barvanja sulfidnih barvil
Postopek vulkanizacijskega barvanja lahko razdelimo na naslednje štiri korake:
1. Zmanjšanje barvil
Sulfidna barvila je relativno enostavno reducirati in raztopiti, natrijev sulfid pa se pogosto uporablja kot redukcijsko sredstvo, ki deluje tudi kot alkalno sredstvo. Da bi preprečili hidrolizo levkofora, lahko ustrezno dodamo snovi, kot je soda, vendar alkalna redukcijska kopel ne sme biti premočna, sicer bo hitrost redukcije barvila počasna.
2, barvilo v raztopini barvila adsorbira vlakno
Leukofor sulfidnega barvila obstaja v raztopini barvila v anionskem stanju, ima neposredne lastnosti na celulozna vlakna, se lahko adsorbira na površino vlaken in difundira v notranjost vlaken. Neposredne lastnosti žveplovih barvil na celulozna vlakna so nizke, običajno z majhnim razmerjem kopeli in dodajanjem ustreznih elektrolitov pri višji temperaturi lahko izboljša hitrost barvanja, izravnavo in prepustnost.
3, oksidacijska obdelava
Po barvanju vlaken je treba žveplovo barvilo levko oksidirati, da se doseže želena barva. Oksidacija je pomemben korak po barvanju vulkaniziranih barvil. Vulkanizirano barvilo, ki se zlahka oksidira, se lahko po barvanju oksidira z zrakom s pranjem in prezračevanjem, torej z metodo oksidacije z zrakom; za nekatera sulfidna barvila, ki jih ni enostavno oksidirati, se za pospeševanje oksidacije uporabljajo oksidanti.
4. Naknadna obdelava
Naknadna obdelava vključuje čiščenje, oljenje, preprečevanje krhkosti in fiksiranje barve. Žveplova barvila je treba po barvanju temeljito oprati, da se zmanjša preostalo žveplo na tkanini in prepreči krhkost tkanine, saj žveplo v barvilu in žveplo v alkalnem sulfidu na zraku zlahka oksidirata in tvorita žveplovo kislino, kar povzroči kislo hidrolizo celuloznih vlaken in zmanjša krhkost vlaken. Zato jih je mogoče obdelati s sredstvi proti krhkosti, kot so: sečnina, trinatrijev fosfat, kostno lepilo, natrijev acetat itd. Za izboljšanje obstojnosti vulkaniziranih barvil na solarizacijo in milenje se lahko barva po barvanju fiksira. Obstajata dva načina obdelave s fiksiranjem barve: obdelava s kovinskimi solmi (kot so: kalijev dikromat, bakrov sulfat, bakrov acetat in mešanica teh soli) in obdelava s kationskim fiksatorjem barve.
Čas objave: 19. dec. 2023