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 a kívánt szilárdság elérése érdekében az eredeti festékkel arányosan összekeverik. 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-nedvesítő 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 szemcseméretének 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 töltőanyagok és paszták megjelenése, a folyékony festékek 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 kompatibilitási hálózatot alkotnak a molekulák között az oldhatóság javítása érdekében, 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 hozzájárul a festék oldhatóságának javításához.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).