Les colorants cationiques sont des colorants spéciaux pour la teinture des fibres de polyacrylonitrile et peuvent également être utilisés pour la teinture du polyester modifié (CDP).Aujourd'hui, je vais partager les connaissances de base des colorants cationiques.
Un aperçu des colorants cationiques
1. Histoire
Les colorants cationiques sont l'un des premiers colorants synthétiques produits.Le violet d'aniline synthétisé par WHPerkin aux États-Unis en 1856 et le cristal violet et le vert malachite qui ont suivi sont tous des colorants cationiques.Ces colorants étaient autrefois connus sous le nom de colorants basiques, qui peuvent teindre les fibres protéiques et les fibres cellulosiques traitées avec du tanin et du tartre.Ils ont des couleurs vives, mais ne sont pas résistants à la lumière et ont ensuite été développés par des colorants directs et des colorants de cuve.et les colorants acides.
Après la production industrielle de fibres acryliques dans les années 1950, il a été constaté que sur les fibres de polyacrylonitrile, les colorants cationiques ont non seulement une grande directivité et une couleur vive, mais ont également une solidité des couleurs beaucoup plus élevée que les fibres de protéines et les fibres de cellulose.susciter l'intérêt des gens.Afin de s'adapter davantage à l'application de fibres acryliques et d'autres fibres synthétiques, de nombreuses nouvelles variétés à haute solidité ont été synthétisées, telles que la structure polyméthine, la structure polyméthine substituée par l'azote et la structure pernalactame, etc., de sorte que les colorants cationiques deviennent du polyacrylonitrile.Une classe de colorants principaux pour la teinture des fibres.
2. Caractéristiques :
Les colorants cationiques génèrent des ions colorés chargés positivement en solution et forment des sels avec des anions acides tels que l'ion chlorure, le groupe acétate, le groupe phosphate, le groupe méthylsulfate, etc., teignant ainsi les fibres de polyacrylonitrile.Dans la teinture proprement dite, plusieurs colorants cationiques sont couramment utilisés pour former une couleur spécifique.Cependant, la teinture mixte de colorants cationiques est souvent difficile à teindre uniformément dans la même lumière de couleur, ce qui donne des marbrures et des couches.Par conséquent, dans la production de colorants cationiques, en plus d'élargir la variété et la quantité, nous devons également prêter attention à l'appariement des variétés de colorants ;afin d'éviter la teinture, nous devons faire attention à développer des variétés avec un bon niveau, et également faire attention à améliorer la résistance à la vapeur des colorants cationiques.et solidité à la lumière.
Deuxièmement, la classification des colorants cationiques
Le groupe chargé positivement dans la molécule de colorant cationique est lié au système conjugué d'une certaine manière, puis forme un sel avec le groupe anionique.Selon la position du groupe chargé positivement dans le système conjugué, les colorants cationiques peuvent être divisés en deux catégories : isolés et conjugués.
1. Colorants cationiques isolés
Le précurseur de colorant cationique isolant et le groupe chargé positivement sont connectés via le groupe isolant, et la charge positive est localisée, similaire à l'introduction du groupe ammonium quaternaire à l'extrémité moléculaire des colorants dispersés.Il peut être représenté par la formule suivante :
En raison de la concentration de charges positives, il est facile à combiner avec des fibres, et le pourcentage de teinture et le taux de teinture sont relativement élevés, mais l'uniformité est médiocre.Généralement, la teinte est sombre, l'absorbance molaire est faible et la teinte n'est pas assez forte, mais elle a une excellente résistance à la chaleur et à la lumière, ainsi qu'une grande solidité.Il est souvent utilisé dans les médiums à teindre et les couleurs claires.Les variétés typiques sont :
2. Colorants cationiques conjugués
Le groupe chargé positivement du colorant cationique conjugué est directement connecté au système conjugué du colorant et la charge positive est délocalisée.La couleur de ce type de colorant est très brillante et l'absorbance molaire est élevée, mais certaines variétés ont une faible résistance à la lumière et à la chaleur.Parmi les types utilisés, le type conjugué représente plus de 90 %.Il existe de nombreuses variétés de colorants cationiques conjugués, comprenant principalement des structures triarylméthane, oxazine et polyméthine.
3. Nouveaux colorants cationiques
1. Migration des colorants cationiques
Les colorants cationiques dits migrateurs font référence à une classe de colorants avec une structure relativement simple, un faible poids moléculaire et un petit volume moléculaire, et de bonnes performances de diffusion et de nivellement, qui sont maintenant devenus une grande catégorie de colorants cationiques.Ses avantages sont les suivants :
Il a de bonnes propriétés de migration et de nivellement et n'a aucune sélectivité vis-à-vis des fibres acryliques.Il peut être appliqué à différentes qualités de fibres acryliques et mieux résoudre le problème de la teinture uniforme des fibres acryliques.La quantité de retardateur est faible (de 2 à 3 % à 0,1 à 0,5 %), et il est même possible de teindre une seule couleur sans ajouter de retardateur, de sorte que l'utilisation peut réduire le coût de la teinture.Cela peut simplifier le processus de teinture et raccourcir considérablement le temps de teinture (de 45 à 90 minutes à l'origine à 10 à 25 minutes).
2. Colorants cationiques pour modification :
Afin de s'adapter à la teinture des fibres synthétiques modifiées, un lot de colorants cationiques a été criblé et synthétisé.Les structures suivantes conviennent aux fibres de polyester modifiées.Le jaune correspond principalement aux colorants méthine conjugués, le rouge aux colorants azoïques à base de triazole ou de thiazole et aux colorants azoïques isolants, et le bleu aux colorants azoïques à base de thiazole et aux colorants azoïques.Colorants oxazines.
3. Colorants cationiques dispersés :
Afin de s'adapter à la teinture des fibres synthétiques modifiées, un lot de colorants cationiques a été criblé et synthétisé.Les structures suivantes conviennent aux fibres de polyester modifiées.Le jaune correspond principalement aux colorants méthine conjugués, le rouge aux colorants azoïques à base de triazole ou de thiazole et aux colorants azoïques isolants, et le bleu aux colorants azoïques à base de thiazole et aux colorants azoïques.Colorants oxazines.
4. Colorants cationiques réactifs :
Les colorants cationiques réactifs sont une nouvelle classe de colorants cationiques.Une fois le groupe réactif introduit dans la molécule de colorant conjugué ou isolé, ce type de colorant se voit attribuer des propriétés spéciales, en particulier sur la fibre mélangée, non seulement il maintient la couleur vive, mais peut également teindre une variété de fibres.
Quatrièmement, les propriétés des colorants cationiques
1. Solubilité :
Les groupes alkyle et anioniques formant un sel dans la molécule de colorant cationique ont été décrits ci-dessus pour affecter la solubilité du colorant.De plus, s'il y a des composés anioniques dans le milieu de teinture, tels que des tensioactifs anioniques et des colorants anioniques, ils se combineront également avec des colorants cationiques pour former des précipités.Laine/nitrile, polyester/nitrile et autres tissus mélangés ne peuvent pas être teints dans le même bain avec des colorants cationiques courants et des colorants acides, réactifs et dispersés, sinon une précipitation se produira.Des agents anti-précipitation sont généralement ajoutés pour résoudre ces problèmes.
2. Sensibilité au pH :
Généralement, les colorants cationiques sont stables dans la plage de pH de 2,5 à 5,5.Lorsque la valeur du pH est faible, le groupe amino de la molécule de colorant est protoné et le groupe donneur d'électrons est converti en un groupe attracteur d'électrons, ce qui modifie la couleur du colorant.Une précipitation, une décoloration ou une décoloration du colorant se produit.Par exemple, les colorants oxazines sont transformés en colorants non cationiques en milieu alcalin, qui perdent leur affinité pour les fibres acryliques et ne peuvent pas être teints.
3. Compatibilité :
Les colorants cationiques ont une affinité relativement grande pour les fibres acryliques et ont de mauvaises performances de migration dans les fibres, ce qui rend difficile l'uniformisation du colorant.Différents colorants ont des affinités différentes pour la même fibre, et leurs vitesses de diffusion à l'intérieur de la fibre sont également différentes.Lorsque des colorants avec des taux de teinture très différents sont mélangés, des changements de couleur et une teinture inégale sont susceptibles de se produire pendant le processus de teinture.Lorsque les colorants avec des taux similaires sont mélangés, leur rapport de concentration dans le bain de teinture est fondamentalement inchangé, de sorte que la couleur du produit reste cohérente et que la teinture est plus uniforme.La performance de cette combinaison de colorants est appelée la compatibilité des colorants.
Pour la commodité d'utilisation, les gens utilisent des valeurs numériques pour exprimer la compatibilité des colorants, généralement exprimée en valeur K.Un ensemble de colorants standard jaunes et bleus est utilisé, chaque ensemble est composé de cinq colorants avec des taux de teinture différents, et il existe cinq valeurs de compatibilité (1, 2, 3, 4, 5) et la valeur de compatibilité du colorant avec le plus grand taux de teinture Petit, la migration et l'uniformité du colorant sont médiocres, et le colorant avec un petit taux de teinture a une grande valeur de compatibilité, et la migration et l'uniformité du colorant sont meilleures.Le colorant à tester et le colorant standard sont teints un à un, puis l'effet de teinture est évalué pour déterminer la valeur de compatibilité du colorant à tester.
Il existe une certaine relation entre la valeur de compatibilité des colorants et leurs structures moléculaires.Des groupes hydrophobes sont introduits dans les molécules de colorant, la solubilité dans l'eau diminue, l'affinité du colorant pour la fibre augmente, le taux de teinture augmente, la valeur de compatibilité diminue, la migration et l'uniformité sur la fibre diminuent et l'apport de couleur augmente.Certains groupes de la molécule de colorant provoquent des barrières stériques en raison de la configuration géométrique, ce qui réduit également l'affinité du colorant pour les fibres et augmente la valeur de compatibilité.
4. Résistance à la lumière :
La solidité à la lumière des colorants est liée à sa structure moléculaire.Le groupe cationique dans la molécule de colorant cationique conjugué est une partie relativement sensible.Il est facilement activé à partir de la position du groupe cationique après avoir été agi par l'énergie lumineuse, puis transféré à l'ensemble du système chromophore, provoquant sa destruction et sa décoloration.Triarylméthane conjugué La solidité à la lumière de l'oxazine, du polyméthine et de l'oxazine n'est pas bonne.Le groupe cationique dans la molécule de colorant cationique isolée est séparé du système conjugué par le groupe de liaison.Même s'il est activé sous l'action de l'énergie lumineuse, il n'est pas facile de transférer l'énergie au système conjugué de la couleur, pour qu'il soit bien conservé.La solidité à la lumière est meilleure que le type conjugué.
5. Lecture approfondie : Tissus cationiques
Le tissu cationique est un tissu 100% polyester, qui est tissé à partir de deux matières premières différentes entièrement en polyester, mais contient des fibres de polyester modifiées.Cette fibre de polyester modifiée et cette fibre de polyester ordinaire sont colorées avec différents colorants et teintes deux fois.La couleur, la teinture polyester unique, la teinture cationique unique utilisent généralement un fil cationique dans le sens de la chaîne et un fil de polyester ordinaire dans le sens de la trame.Deux colorants différents sont utilisés lors de la teinture : des colorants dispersés ordinaires pour les fils de polyester et des colorants cationiques pour les fils cationiques (également appelés colorants cationiques).Des colorants cationiques dispersés peuvent être utilisés), l'effet tissu aura un effet bicolore.
Heure de publication : 21 juillet 2022