Sulfidekleurstoffen zijn een soort zwavelhoudende kleurstoffen met een complexe moleculaire structuur. Ze worden over het algemeen gemaakt van aromatische aminen, aminofenolen en andere organische verbindingen die worden verhit met zwavel of natriumpolysulfide, oftewel gevulkaniseerd.
Sulfidekleurstoffen zijn meestal onoplosbaar in water. Bij het verven moeten ze worden opgelost in natriumsulfide of een alkalische poederoplossing om de uitloging te verminderen en vervolgens te oxideren om de kleur te tonen nadat de kleurstof door de vezels is opgenomen.
Overzicht van zwavelkleurstoffen
Gevulkaniseerde kleurstoffen worden al sinds 1873 voor het eerst gebruikt voor het verven van cellulosevezels. Het productieproces is relatief eenvoudig en bestaat doorgaans uit aromatische aminen of fenolverbindingen die worden gemengd met zwavel of natriumpolysulfide en vervolgens verhit. De kleurstoffen zijn goedkoop, gemakkelijk in gebruik, kankervrij en hebben een goede was- en zonbestendigheid. Omdat het echter wateronoplosbare kleurstoffen zijn, worden ze tijdens het verven in een alkalische sulfideoplossing gereduceerd tot een oplosbaar citroenzuurhoudend natriumzout. Na het verven van de vezels worden ze door oxidatie onoplosbaar en hechten ze zich aan de vezels. Dit maakt het verfproces complex en ze zijn onder sterk alkalische omstandigheden niet geschikt voor wol, zijde en andere eiwitvezels.
Daarom worden gevulkaniseerde kleurstoffen vooral gebruikt bij het verven van cellulosevezels, met name bij het verven van donkere katoenen stoffen. Sulfidekleurstoffen zijn een soort zwavelhoudende kleurstoffen met een complexe moleculaire structuur. Ze worden doorgaans gemaakt van aromatische aminen, aminofenolen en andere organische verbindingen die met zwavel of natriumpolysulfide worden verhit, oftewel gevulkaniseerd.
Sulfidekleurstoffen zijn meestal onoplosbaar in water. Bij het verven moeten ze worden opgelost in natriumsulfide of een alkalische poederoplossing om de uitloging te verminderen en vervolgens te oxideren om de kleur te tonen nadat de kleurstof door de vezels is opgenomen.
Overzicht van zwavelkleurstoffen
Gevulkaniseerde kleurstoffen worden al sinds 1873 voor het eerst gebruikt voor het verven van cellulosevezels. Het productieproces is relatief eenvoudig en bestaat doorgaans uit aromatische aminen of fenolverbindingen die worden gemengd met zwavel of natriumpolysulfide en vervolgens verhit. De kleurstoffen zijn goedkoop, gemakkelijk in gebruik, kankervrij en hebben een goede was- en zonbestendigheid. Omdat het echter wateronoplosbare kleurstoffen zijn, worden ze tijdens het verven in een alkalische sulfideoplossing gereduceerd tot een oplosbaar citroenzuurhoudend natriumzout. Na het verven van de vezels worden ze door oxidatie onoplosbaar en hechten ze zich aan de vezels. Dit maakt het verfproces complex en ze zijn onder sterk alkalische omstandigheden niet geschikt voor wol, zijde en andere eiwitvezels.
Daarom worden gevulkaniseerde kleurstoffen vooral gebruikt bij het verven van cellulosevezels, met name bij het verven van donkere katoenen stoffen, waarvan de verschillende kleurenzwavelzwartEnzwavelblauw
zwavel donkerbruin gd zwavelbruine kleurstof
zwavelrood kleur rood lgf
zwavelbruin 10 geelbruine kleur
zwavelgeel 2 geel poeder
zwavel bordeaux 3b zwavel rood poeder
zijn de meest gebruikte.
Ten tweede, het verfmechanisme van sulfidekleurstoffen.
De sulfidekleurstof wordt gereduceerd en opgelost in een kleurstofoplossing. De gevormde kleurstof (leucochroma) wordt geadsorbeerd door cellulosevezels en behandeld met luchtoxidatie, waardoor de cellulosevezels de gewenste kleur krijgen. De chemische reactieformule is:
DS-SO3Na + Na2S → D-SNa + Na2S2O3
De sulfidekleurstof heeft geen affiniteit voor de vezel en de structuur ervan bevat zwavelbindingen (1 S 1), disulfidebindingen (1 s — S) of polysulfidebindingen (1 Sx 1), die onder invloed van natriumsulfide-reductiemiddelen worden gereduceerd tot een waterstofsulfidegroep (1 SNa) en een in water oplosbaar leucochromisch natriumzout vormen. De reden waarom leucochromen een goede affiniteit hebben voor cellulosevezels is dat de kleurstofmoleculen groter zijn, wat op zijn beurt grotere van der Waals-krachten en waterstofbindingskrachten tussen de vezels teweegbrengt.
III. Classificatie van zwavelkleurstoffen
Sulfidekleurstoffen kunnen in vier categorieën worden verdeeld:
1, poedersulfidekleurstof
De algemene formule van de kleurstofstructuur is DSSD. Over het algemeen moet natriumsulfide worden gekookt en opgelost na toepassing.
2. Hydrolytische sulfidekleurstoffen
De algemene formule van de kleurstofstructuur is D-SSO3Na. Dit type kleurstof wordt gemaakt door behandeling van traditionele sulfidekleurstoffen met natriumsulfiet of natriumbisulfiet. De kleurstoffen bevatten wateroplosbare groepen en zijn daarom wateroplosbaar, maar bevatten geen reductiemiddelen en hebben geen affiniteit met vezels. Ze worden over het algemeen aangebracht met behulp van de suspensie-padverfmethode op textiel.
3. Vloeibare sulfidekleurstof
De algemene formule van de kleurstofstructuur is: D-SNa, dat een bepaalde hoeveelheid reductiemiddel bevat. De kleurstof wordt vooraf gereduceerd tot oplosbare leptochroma.
Vóór 1936 was de gevulkaniseerde kleurstof commercieel verkrijgbaar in poedervorm. Bij gebruik werd de poedervormige gevulkaniseerde kleurstof samen met de gevulkaniseerde, natriumcarbonaat-waterige oplossing verhit tot het kookpunt om deze op te lossen. In 1936 ontwikkelde John Le Clester uit de Verenigde Staten een voorgereduceerde, goede en redelijk stabiele geconcentreerde sulfidekleurstofoplossing en verkreeg hiervoor een patent. Deze oplossing staat nu bekend als vloeibare sulfidekleurstof.
4. Milieuvriendelijke sulfidekleurstof
Tijdens het productieproces wordt de kleurstof geraffineerd tot een uitloogbare kleurstof, maar het zwavel- en polysulfidegehalte is veel lager dan dat van gewone sulfidekleurstoffen. De kleurstof heeft een hoge zuiverheid, een stabiele reductiegraad en een goede permeabiliteit. Tegelijkertijd wordt in het verfbad een binair reductiemiddel van glucose en een insluitpoeder gebruikt, wat niet alleen de sulfidekleurstof reduceert, maar ook een rol speelt in de milieubescherming.
Ten vierde, het verfproces van sulfidekleurstoffen.
Het vulkanisatie-verfproces kan worden onderverdeeld in de volgende vier stappen:
1. Reductie van kleurstoffen
Het is relatief eenvoudig om sulfidekleurstoffen te reduceren en op te lossen. Natriumsulfide wordt vaak gebruikt als reductiemiddel, dat tevens als alkalisch middel fungeert. Om hydrolyse van de kleurstof te voorkomen, kunnen stoffen zoals soda in de juiste hoeveelheden worden toegevoegd. De alkaliteit van het reductiebad mag echter niet te hoog zijn, anders verloopt de reductie van de kleurstof te traag.
2. De kleurstof in de kleurstofoplossing wordt geadsorbeerd door de vezel.
De leucofoor van sulfidekleurstoffen bevindt zich in de anionvorm in de kleurstofoplossing. Deze heeft directe eigenschappen ten opzichte van cellulosevezels, kan aan het vezeloppervlak adsorberen en in het vezelinterieur diffunderen. De directe eigenschap van zwavelkleurstoffen ten opzichte van cellulosevezels is laag. Over het algemeen kan een kleine badverhouding, in combinatie met de toevoeging van geschikte elektrolyten en een hogere temperatuur, de verfsnelheid, de egalisatie en de permeabiliteit verbeteren.
3. Oxidatiebehandeling
Na het verven van de vezels moet de zwavelkleurstof leuco worden geoxideerd om de gewenste kleur te verkrijgen. Oxidatie is een belangrijke stap na het verven van gevulkaniseerde kleurstoffen. Gemakkelijk oxideerbare gevulkaniseerde kleurstoffen kunnen na het verven door middel van wassen en ventileren door de lucht worden geoxideerd, oftewel door middel van luchtoxidatie. Voor sommige sulfidekleurstoffen die niet gemakkelijk oxideren, worden oxidatiemiddelen gebruikt om de oxidatie te bevorderen.
4. Nabewerking
Nabehandeling omvat reinigen, oliën, anti-brosheidsbehandeling en kleurfixatie. Zwavelverfstoffen moeten na het verven volledig gewassen worden om de resterende zwavel op de stof te verminderen en broosheid te voorkomen. De zwavel in de verfstof en de zwavel in het alkalische sulfide oxideren namelijk gemakkelijk in de lucht tot zwavelzuur, wat zure hydrolyse van de cellulosevezels veroorzaakt en de sterkte en broosheid van de vezels vermindert. Daarom kan de stof behandeld worden met anti-brosheidsmiddelen, zoals ureum, trinatriumfosfaat, beenderlijm, natriumacetaat, enz. Om de solarisatie- en zeepechtheid van gevulkaniseerde verfstoffen te verbeteren, kan de kleur na het verven gefixeerd worden. Er zijn twee methoden voor kleurfixatie: behandeling met metaalzouten (zoals kaliumdichromaat, kopersulfaat, koperacetaat en een mengsel van deze zouten) en behandeling met kationische kleurfixeermiddelen.
Zwart en gevulkaniseerd blauw zijn de meest gebruikte varianten.
Ten tweede, het verfmechanisme van sulfidekleurstoffen.
De sulfidekleurstof wordt gereduceerd en opgelost in een kleurstofoplossing. De gevormde kleurstof (leucochroma) wordt geadsorbeerd door cellulosevezels en behandeld met luchtoxidatie, waardoor de cellulosevezels de gewenste kleur krijgen. De chemische reactieformule is:
DS-SO3Na + Na2S → D-SNa + Na2S2O3
De sulfidekleurstof heeft geen affiniteit voor de vezel en de structuur ervan bevat zwavelbindingen (1 S 1), disulfidebindingen (1 s — S) of polysulfidebindingen (1 Sx 1), die onder invloed van natriumsulfide-reductiemiddelen worden gereduceerd tot een waterstofsulfidegroep (1 SNa) en een in water oplosbaar leucochromisch natriumzout vormen. De reden waarom leucochromen een goede affiniteit hebben voor cellulosevezels is dat de kleurstofmoleculen groter zijn, wat op zijn beurt grotere van der Waals-krachten en waterstofbindingskrachten tussen de vezels teweegbrengt.
III. Classificatie van zwavelkleurstoffen
Sulfidekleurstoffen kunnen in vier categorieën worden verdeeld:
1, poedersulfidekleurstof
De algemene formule van de kleurstofstructuur is DSSD. Over het algemeen moet natriumsulfide worden gekookt en opgelost na toepassing.
2. Hydrolytische sulfidekleurstoffen
De algemene formule van de kleurstofstructuur is D-SSO3Na. Dit type kleurstof wordt gemaakt door behandeling van traditionele sulfidekleurstoffen met natriumsulfiet of natriumbisulfiet. De kleurstoffen bevatten wateroplosbare groepen en zijn daarom wateroplosbaar, maar bevatten geen reductiemiddelen en hebben geen affiniteit met vezels. Over het algemeen wordt de kleurstof aangebracht met behulp van de suspensie-padverfmethode. 3. Vloeibare sulfidekleurstof
De algemene formule van de kleurstofstructuur is: D-SNa, dat een bepaalde hoeveelheid reductiemiddel bevat. De kleurstof wordt vooraf gereduceerd tot oplosbare leptochroma.
Vóór 1936 was de gevulkaniseerde kleurstof commercieel verkrijgbaar in poedervorm. Bij gebruik werd de poedervormige gevulkaniseerde kleurstof samen met de gevulkaniseerde, natriumcarbonaat-waterige oplossing verhit tot het kookpunt om deze op te lossen. In 1936 ontwikkelde John Le Clester uit de Verenigde Staten een voorgereduceerde, goede en redelijk stabiele geconcentreerde sulfidekleurstofoplossing en verkreeg hiervoor een patent. Deze oplossing staat nu bekend als vloeibare sulfidekleurstof.
4. Milieuvriendelijke sulfidekleurstof
Tijdens het productieproces wordt de kleurstof geraffineerd tot een uitloogbare kleurstof, maar het zwavel- en polysulfidegehalte is veel lager dan dat van gewone sulfidekleurstoffen. De kleurstof heeft een hoge zuiverheid, een stabiele reductiegraad en een goede permeabiliteit. Tegelijkertijd wordt in het verfbad een binair reductiemiddel van glucose en een insluitpoeder gebruikt, wat niet alleen de sulfidekleurstof reduceert, maar ook een rol speelt in de milieubescherming.
Ten vierde, het verfproces van sulfidekleurstoffen.
Het vulkanisatie-verfproces kan worden onderverdeeld in de volgende vier stappen:
1. Reductie van kleurstoffen
Het is relatief eenvoudig om sulfidekleurstoffen te reduceren en op te lossen. Natriumsulfide wordt vaak gebruikt als reductiemiddel, dat tevens als alkalisch middel fungeert. Om hydrolyse van de kleurstof te voorkomen, kunnen stoffen zoals soda in de juiste hoeveelheden worden toegevoegd. De alkaliteit van het reductiebad mag echter niet te hoog zijn, anders verloopt de reductie van de kleurstof te traag.
2. De kleurstof in de kleurstofoplossing wordt geadsorbeerd door de vezel.
De leucofoor van sulfidekleurstoffen bevindt zich in de anionvorm in de kleurstofoplossing. Deze heeft directe eigenschappen ten opzichte van cellulosevezels, kan aan het vezeloppervlak adsorberen en in het vezelinterieur diffunderen. De directe eigenschap van zwavelkleurstoffen ten opzichte van cellulosevezels is laag. Over het algemeen kan een kleine badverhouding, in combinatie met de toevoeging van geschikte elektrolyten en een hogere temperatuur, de verfsnelheid, de egalisatie en de permeabiliteit verbeteren.
3. Oxidatiebehandeling
Na het verven van de vezels moet de zwavelkleurstof leuco worden geoxideerd om de gewenste kleur te verkrijgen. Oxidatie is een belangrijke stap na het verven van gevulkaniseerde kleurstoffen. Gemakkelijk oxideerbare gevulkaniseerde kleurstoffen kunnen na het verven door middel van wassen en ventileren door de lucht worden geoxideerd, oftewel door middel van luchtoxidatie. Voor sommige sulfidekleurstoffen die niet gemakkelijk oxideren, worden oxidatiemiddelen gebruikt om de oxidatie te bevorderen.
4. Nabewerking
Nabehandeling omvat reinigen, oliën, anti-brosheidsbehandeling en kleurfixatie. Zwavelverfstoffen moeten na het verven volledig gewassen worden om de resterende zwavel op de stof te verminderen en broosheid te voorkomen. De zwavel in de verfstof en de zwavel in het alkalische sulfide oxideren namelijk gemakkelijk in de lucht tot zwavelzuur, wat zure hydrolyse van de cellulosevezels veroorzaakt en de sterkte en broosheid van de vezels vermindert. Daarom kan de stof behandeld worden met anti-brosheidsmiddelen, zoals ureum, trinatriumfosfaat, beenderlijm, natriumacetaat, enz. Om de solarisatie- en zeepechtheid van gevulkaniseerde verfstoffen te verbeteren, kan de kleur na het verven gefixeerd worden. Er zijn twee methoden voor kleurfixatie: behandeling met metaalzouten (zoals kaliumdichromaat, kopersulfaat, koperacetaat en een mengsel van deze zouten) en behandeling met kationische kleurfixeermiddelen.
Geplaatst op: 19 december 2023