A savas festékek, a direkt festékek és a reaktív színezékek mind vízben oldódó festékek. A termelés 2001-ben 30 000 tonna, 20 000 tonna és 45 000 tonna volt. Hazám festékgyártó vállalkozásai azonban hosszú ideje nagyobb figyelmet fordítottak új szerkezeti színezékek fejlesztésére és kutatására, míg a festékek utófeldolgozásával kapcsolatos kutatások viszonylag gyengék. A vízoldható festékekhez általánosan használt standardizáló reagensek közé tartozik a nátrium-szulfát (nátrium-szulfát), a dextrin, a keményítőszármazékok, a szacharóz, a karbamid, a naftalin-formaldehid-szulfonát stb. Ezeket a standardizáló reagenseket az eredeti festékkel arányosan összekeverik a kívánt szilárdság elérése érdekében Áruk, de nem tudják kielégíteni a nyomda- és festőipar különböző nyomdai és festési folyamatainak igényeit. A fent említett festékhígítók ugyan viszonylag alacsony költségűek, de rossz a nedvesíthetőségük és vízoldhatóságuk, ami megnehezíti a nemzetközi piac igényeihez való alkalmazkodást, és csak eredeti színezékként exportálhatók. Ezért a vízben oldódó festékek kereskedelmi forgalomba hozatala során a festékek nedvesíthetősége és vízoldhatósága sürgős megoldásra szoruló kérdések, és a megfelelő adalékokra kell támaszkodni.

Festék nedvesíthetőségi kezelés
Általánosságban elmondható, hogy a nedvesítés a felületen lévő folyadék (legyen gáz) helyettesítése egy másik folyadékkal. Pontosabban, a por vagy szemcsés határfelületnek gáz/szilárd felületnek kell lennie, és a nedvesítés folyamata az, amikor a részecskék felületén folyadék (víz) helyettesíti a gázt. Látható, hogy a nedvesítés egy fizikai folyamat a felületen lévő anyagok között. A festék utókezelésében a nedvesítés gyakran fontos szerepet játszik. Általában a festéket szilárd halmazállapotúvá, például porrá vagy granulátummá dolgozzák fel, amelyet használat közben nedvesíteni kell. Ezért a festék nedvesíthetősége közvetlenül befolyásolja az alkalmazás hatását. Például az oldódási folyamat során a festék nehezen nedvesíthető, és nem kívánatos a vízen lebegni. A festékminőségi követelmények folyamatos javításával napjainkban a nedvesítési teljesítmény a festékek minőségének mérésére szolgáló egyik mutatóvá vált. A víz felületi energiája 20 ℃-on 72,75 mN/m, ami a hőmérséklet emelkedésével csökken, míg a szilárd testek felületi energiája lényegében változatlan, általában 100 mN/m alatti. Általában a fémek és oxidjaik, szervetlen sóik stb. könnyen nedvesíthetők Nedvesen, ezt nagy felületi energiának nevezzük. A szilárd szerves anyagok és polimerek felületi energiája az általános folyadékokéhoz hasonlítható, amit alacsony felületi energiának neveznek, de a szilárd részecskemérettel és a porozitás mértékével változik. Minél kisebb a szemcseméret, annál nagyobb a porózus képződés mértéke, és a felület Minél nagyobb az energia, a méret a szubsztrátumtól függ. Ezért a festék részecskeméretének kicsinek kell lennie. Miután a festéket kereskedelmi feldolgozással, például kisózással és különböző közegben történő őrléssel feldolgozták, a festék szemcsemérete finomabbá válik, a kristályosság csökken, és a kristályfázis megváltozik, ami javítja a festék felületi energiáját és megkönnyíti a nedvesedést.

Savas színezékek oldhatósági kezelése
A kis fürdőarány és a folyamatos festési technológia alkalmazásával a nyomtatás és a festés automatizálási foka folyamatosan javult. Az automatikus töltő- és paszták megjelenése, a folyékony színezékek bevezetése nagy koncentrációjú és nagy stabilitású festéklúgok és nyomdapaszták készítését teszi szükségessé. A savas, reakcióképes és közvetlen színezékek oldhatósága azonban a hazai festéktermékekben csak körülbelül 100 g/l, különösen a savas festékeknél. Egyes fajták csak 20g/l körüliek. A festék oldhatósága összefügg a festék molekulaszerkezetével. Minél nagyobb a molekulatömeg és minél kevesebb a szulfonsavcsoport, annál kisebb az oldhatóság; egyébként annál magasabb. Emellett rendkívül fontos a színezékek kereskedelmi feldolgozása, beleértve a festék kristályosítási módját, az őrlés mértékét, a szemcseméretet, adalékanyagok hozzáadását stb., amelyek befolyásolják a festék oldhatóságát. Minél könnyebben ionizálódik a festék, annál jobban oldódik vízben. A hagyományos festékek kereskedelmi forgalomba hozatala és szabványosítása azonban nagy mennyiségű elektroliton, például nátrium-szulfáton és són alapul. A vízben lévő nagy mennyiségű Na+ csökkenti a festék oldhatóságát vízben. Ezért a vízben oldódó festékek oldhatóságának javítása érdekében először ne adjon elektrolitot a kereskedelmi színezékekhez.

Adalékanyagok és oldhatóság
⑴ Alkoholvegyület és karbamid társoldószer
Mivel a vízoldható festékek bizonyos számú szulfonsavcsoportot és karbonsavcsoportot tartalmaznak, a festékrészecskék vizes oldatban könnyen disszociálnak, és bizonyos mennyiségű negatív töltést hordoznak. A hidrogénkötést képző csoportot tartalmazó társoldószer hozzáadásakor a festékionok felületén hidratált ionokból álló védőréteg képződik, amely elősegíti a festékmolekulák ionizációját és oldódását az oldhatóság javítása érdekében. A poliolokat, például a dietilénglikol-étert, tiodietanolt, polietilénglikolt stb. rendszerint segédoldószerként használnak vízoldható festékekhez. Mivel a festékkel hidrogénkötést tudnak kialakítani, a festékion felülete hidratált ionokból védőréteget képez, amely megakadályozza a festékmolekulák aggregációját és intermolekuláris kölcsönhatását, valamint elősegíti a festék ionizációját és disszociációját.
⑵ Nemionos felületaktív anyag
Egy bizonyos nem ionos felületaktív anyag hozzáadása a festékhez gyengítheti a festékmolekulák és a molekulák közötti kötőerőt, felgyorsíthatja az ionizációt, és a festékmolekulák micellákat képezhetnek a vízben, ami jó diszpergálhatósággal rendelkezik. A poláris festékek micellákat képeznek. A szolubilizáló molekulák kompatibilizációs hálózatot alkotnak a molekulák között, hogy javítsák az oldhatóságot, mint például a polioxietilén-éter vagy -észter. Ha azonban a társoldószer molekulából hiányzik az erős hidrofób csoport, akkor a festék által képződött micellán a diszperziós és szolubilizáló hatás gyenge lesz, és az oldhatóság nem növekszik jelentősen. Ezért próbáljon olyan aromás gyűrűket tartalmazó oldószereket választani, amelyek hidrofób kötéseket tudnak kialakítani a festékekkel. Például alkil-fenol-polioxi-etilén-éter, polioxietilén-szorbitán-észter emulgeálószer és mások, például polialkil-fenil-fenol-polioxi-etilén-éter.
⑶ lignoszulfonát diszpergálószer
A diszpergálószer nagymértékben befolyásolja a festék oldhatóságát. A festék szerkezetének megfelelő jó diszpergálószer kiválasztása nagyban segít a festék oldhatóságának javításában. A vízben oldódó festékekben bizonyos szerepet játszik a kölcsönös adszorpció (van der Waals erő) és a festékmolekulák közötti aggregáció megakadályozásában. A lignoszulfonát a leghatékonyabb diszpergálószer, és Kínában is folynak ezzel kapcsolatos kutatások.
A diszperz festékek molekulaszerkezete nem tartalmaz erős hidrofil csoportokat, hanem csak gyengén poláris csoportokat, így csak gyenge hidrofilitású, és a tényleges oldhatósága nagyon kicsi. A legtöbb diszperz színezék csak 25 ℃-os vízben tud feloldódni. 1-10 mg/l.
A diszperz festékek oldhatósága a következő tényezőktől függ:
Molekuláris szerkezet
„A diszperz festékek vízben való oldhatósága nő, ahogy a festékmolekula hidrofób része csökken, és a hidrofil rész (a poláris csoportok minősége és mennyisége) nő. Ez azt jelenti, hogy a viszonylag kis relatív molekulatömegű és gyengébb poláris csoportokkal, például -OH és -NH2 festékek oldhatósága nagyobb lesz. A nagyobb relatív molekulatömegű és kevesebb gyengén poláris csoporttal rendelkező festékek oldhatósága viszonylag alacsony. Például a Disperse Red (I), amelynek M=321, az oldhatóság kisebb, mint 0,1 mg/l 25 °C-on, és az oldhatóság 1,2 mg/l 80 °C-on. Disperse Red (II), M=352, oldhatósága 25 °C-on 7,1 mg/l, oldhatósága 80 °C-on 240 mg/l.
Diszpergálószer
A porított diszperziós színezékekben a tiszta színezékek tartalma általában 40-60%, a többi diszpergálószer, porálló szerek, védőszerek, nátrium-szulfát stb. Ezek között a diszpergálószer nagyobb arányt képvisel.
A diszpergálószer (diffúziós szer) a festék finom kristályszemcséit hidrofil kolloid részecskékre tudja bevonni és vízben stabilan diszpergálni. A kritikus micellakoncentráció túllépése után micellák is képződnek, amelyek csökkentik az apró festékkristály szemcsék egy részét. Micellákban oldva az úgynevezett „szolubilizációs” jelenség lép fel, ezáltal nő a festék oldhatósága. Sőt, minél jobb a diszpergálószer minősége és minél nagyobb a koncentrációja, annál nagyobb a szolubilizáló és szolubilizáló hatás.
Meg kell jegyezni, hogy a diszpergálószer szolubilizáló hatása a különböző szerkezetű diszperziós festékekre eltérő, és a különbség nagyon nagy; a vízhőmérséklet emelkedésével csökken a diszpergálószer szolubilizáló hatása a diszpergált színezékekre, ami pontosan megegyezik a vízhőmérséklet diszpergált színezékekre gyakorolt ​​hatásával. Az oldhatóság hatása ellentétes.
Miután a diszperziós festék és a diszpergálószer hidrofób kristályszemcséi hidrofil kolloid részecskéket képeznek, diszperziós stabilitása jelentősen javul. Ezen túlmenően ezek a színezékkolloid részecskék a festési folyamat során a színezék „ellátó” szerepét töltik be. Mivel miután az oldott állapotban lévő festékmolekulákat a rost felszívja, a kolloid részecskékben „raktározott” festék időben felszabadul, hogy fenntartsa a festék kioldódási egyensúlyát.
A diszperziós festék állapota a diszperzióban
1-diszpergáló molekula
2-festék krisztallit (szolubilizálás)
3-diszpergáló micella
4-festék egyetlen molekula (oldott)
5-festő gabona
6-os diszpergáló lipofil bázis
7-diszpergáló hidrofil bázis
8-nátrium-ion (Na+)
9-es festékkristályok aggregátumai
Ha azonban túl nagy a „kohézió” a festék és a diszpergálószer között, akkor a festék egymolekula „kínálata” elmarad, vagy a „kínálat meghaladja a keresletet” jelenség. Ezért közvetlenül csökkenti a festési sebességet és kiegyensúlyozza a festési százalékot, ami lassú festést és világos színt eredményez.
Látható, hogy a diszpergálószerek kiválasztásánál és felhasználásánál nem csak a festék diszperziós stabilitását kell figyelembe venni, hanem a festék színére gyakorolt ​​hatást is.
(3) A festékoldat hőmérséklete
A diszperz festékek vízben való oldhatósága a víz hőmérsékletének emelkedésével nő. Például a diszperzsárga oldhatósága 80 °C-os vízben 18-szorosa a 25 °C-osnak. A Disperse Red oldhatósága 80 °C-os vízben 33-szorosa a 25 °C-osnak. A Disperse Blue oldhatósága 80 °C-os vízben 37-szerese a 25 °C-osnak. Ha a víz hőmérséklete meghaladja a 100°C-ot, a diszperz festékek oldhatósága még jobban megnő.
Itt egy különleges emlékeztető: a diszpergált színezékek ezen oldó tulajdonsága rejtett veszélyeket rejt magában a gyakorlati alkalmazásokban. Például, ha a festéklúgot egyenetlenül melegítjük, a magas hőmérsékletű festéklúg arra a helyre áramlik, ahol a hőmérséklet alacsony. A víz hőmérsékletének csökkenésével a festéklúg túltelítetté válik, és az oldott festék kicsapódik, ami a festékkristály szemcsék növekedését és az oldhatóság csökkenését okozza. , Csökkent festékfelvételt eredményez.
(négy) festék kristályforma
Egyes diszperz festékeknél az „izomorfizmus” jelensége van. Ez azt jelenti, hogy ugyanaz a diszperziós festék a gyártási folyamatban alkalmazott eltérő diszperziós technológiának köszönhetően többféle kristályformát képez, például tűket, rudakat, pelyheket, granulátumokat és tömböket. A felhordás során, különösen 130°C-on történő festéskor, az instabilabb kristályforma a stabilabb kristályformára változik.
Érdemes megjegyezni, hogy a stabilabb kristályforma oldhatósága nagyobb, a kevésbé stabil kristályforma pedig viszonylag kisebb oldhatóságú. Ez közvetlenül befolyásolja a festékfelvétel sebességét és a festékfelvétel százalékos arányát.
(5) Részecskeméret
Általában a kis részecskéket tartalmazó festékek nagy oldhatósággal és jó diszperzióstabilitással rendelkeznek. A nagy részecskéket tartalmazó festékek oldhatósága kisebb és diszperziós stabilitása viszonylag gyenge.
Jelenleg a háztartási diszperziós festékek részecskemérete általában 0,5–2,0 μm (Megjegyzés: a mártással történő festés részecskeméretéhez 0,5–1,0 μm szükséges).