Reaktiiviset väriaineet, tunnetaan myös reaktiivisina väriaineina. Väriainetyyppi, joka reagoi kemiallisesti kuitujen kanssa värjäyksen aikana. Tällaiset väriainemolekyylit sisältävät ryhmiä, jotka voivat reagoida kemiallisesti kuitujen kanssa, ja värjäytyessään väriaine reagoi kuitujen kanssa muodostaen kovalenttisen sidoksen näiden kahden välille ja muodostaen kokonaisuuden, mikä parantaa pesun kestävyyttä ja kitkankestoa. Reaktiiviset väriaineet ovat uudentyyppisiä väriaineita. Vuonna 1956 Yhdistynyt kuningaskunta tuotti ensimmäisen kerran reaktiivisen väriaineen Procion. Reaktiivinen väriainemolekyyli koostuu kahdesta pääkomponentista, lähtöväristä ja reaktiivisesta ryhmästä, ja ryhmää, joka voi reagoida kuidun kanssa, kutsutaan reaktiiviseksi ryhmäksi.
Reaktiivisten väriaineiden ominaisuudet ovat seuraavat:
Ensinnäkin liukoisuus
Kaupallisissa sovelluksissa käytettävien reaktiivisten väriaineiden laatu on hyvä vesiliukoisuuden kannalta. Väriliuoksen liukoisuus ja pitoisuus liittyvät valittuun kylpysuhteeseen, lisätyn elektrolyytin määrään, värjäyslämpötilaan ja urean määrään. Reaktiivisten väriaineiden liukoisuus vaihtelee suuresti, katso monografioita, ja lueteltu liukoisuus viittaa väriaineen sallittuun käyttöalueeseen. Painamiseen tai tyynyvärjäykseen käytettävät reaktiiviset värit tulee valita liukoisuudeltaan noin 100 g/l edellyttäen, että väriaineet liukenevat täydellisesti, ilman sameutta ja väritäpliä. Kuuma vesi voi nopeuttaa liukenemista, urealla on liukoisuusvaikutus, suola, natriumjauhe ja muut elektrolyytit vähentävät väriaineiden liukoisuutta. Alkaliainetta ei saa lisätä samaan aikaan, kun reaktiivinen väriaine liukenee, jotta estetään väriaineen hydrolyysi.
Reaktiivisten väriaineiden liukoisuuden määritysmenetelmiä ovat tyhjiösuodatus, spektrofotometria ja suodatinpaperitäplämenetelmä. Suodatinpaperipistemenetelmä on helppokäyttöinen ja sopii käytännölliseen käyttöön tehtaissa. Määrityksessä valmistettiin sarja väriaineliuoksia eri pitoisuuksilla ja sekoitettiin huoneenlämpötilassa (20 astetta C) 10 minuuttia väriaineen täydelliseksi liukenemiseksi. Käytä 1 ml:n mittakaavan imuputkea päästäksesi testinesteen keskelle ja ime ja tyhjennä kolme kertaa samalla sekoittaen. Ota sitten 0,5 ml testiliuosta, pudota se pystysuoraan suodatinpaperille tasaisesti dekantterilasin suulle ja toista. Kuivumisen jälkeen silmä testaa nesteen tunkeutumisympyrän ja väriaineen liukoisuutena käytetään ensimmäisen vaiheen pitoisuutta ilman ilmeisiä täpliä suodatinpaperissa, ilmaistuna grammoina/litra. Joidenkin reaktiivisten väriaineiden liuos muodostaa jäähdytyksen jälkeen sameaa kolloidista liuosta, ja suodatinpaperilla olevat pisarat voivat tunkeutua tasaisesti, ilman tahroja eivätkä estä normaalia käyttöä.
Toiseksi diffuusio
Diffusiivisuudella tarkoitetaan väriaineen kykyä siirtyä kuidun sisäpuolelle, väriainemolekyylien diffuusiota lämpötilassa. Väriaineella, jolla on suuri diffuusiokerroin, on korkea reaktionopeus ja kiinnitysteho, ja tasaisuus- ja tunkeutumisaste on hyvä. Diffuusiokyky riippuu väriaineen rakenteesta ja koosta, ja mitä suurempi molekyyli on, sitä vaikeampi on diffuusoida. Väriaine, jolla on suuri affiniteetti kuitua kohtaan, adsorboituu voimakkaasti kuituun, ja diffuusio on vaikeaa, yleensä nostamalla lämpötilaa väriaineen diffuusion nopeuttamiseksi. Väriaineen diffuusiokerroin pieneni, kun väriaineliuokseen lisättiin elektrolyyttiä.
Väriaineiden diffuusio-ominaisuus määritetään yleensä ohutkalvomenetelmällä. Liota viskoosikalvo (sellofaani) tislattuun veteen, jonka paksuus on 2,4 silkkiä ennen upottamista ja 4,5 silkkiä 24 tunnin upotuksen jälkeen. Mitattaessa kalvo pinotaan tarpeen mukaan tiettyyn paksuuteen ja puristetaan lasilevyn alle kuplien poistamiseksi. Sitten kerrostettuna kahden lastan keskelle kumitiivisteillä, joista toisessa on pyöreä reikä lastojen keskellä, voidaan levittää kalvokerrokseen vain tämän reiän kautta, 20 asteen C väriaineliuokseen upotettu lastukalvo kestää 1 tunti, ja ota sitten vesi pois huuhteluun, tarkkaile kalvon kerrosten lukumäärää ja jokainen väriainekerros vehnää. Diffuusiokerrosten lukumäärän ja puolivärjäysajan välillä on tietty korrelaatio. Puolivärjäysaika on lyhyt ja diffuusiokerrosten määrä on suuri.
Kolmanneksi suoraviivaisuus
Suoruudella tarkoitetaan reaktiivisten väriaineiden kykyä imeytyä väriliuoksessa oleviin kuituihin. Hyvin liukenevilla reaktiivisilla väriaineilla on usein alhainen suoraviivaisuus, ja jatkuvaan tyynyvärjäykseen ja -painatukseen tulee valita lajikkeet, joilla on alhainen suoraviivaisuus. Värjäyslaitteissa, joissa on suuri kylpysuhde, kuten köysivärjäys ja Hank-värjäys, tulisi käyttää mieluiten värejä, joilla on korkea suoraviivaisuus. Rolling (kylmävalssattu pino) värjäysmenetelmä, jossa väriaine siirtyy kuidulle kastamalla, ja väreillä on helppo saada tasainen värjäys hieman matalammalla suoraviivaisuudella, vähemmän värieroa ennen ja jälkeen ja hydrolysoidut värit on helppo pestä.
Reaktiivisen väriaineen suoruus ilmaistaan väriaineen tasapainoprosentilla (eli värinopeudella) tai kromatografisen analyysin Rf-arvolla.
Määritysmenetelmä (1): Kuitumateriaali, jossa on valkaistu merseroitu 40X40 puuvillapopliinipakkaus 2 grammaa. Värjäysliuoksen pitoisuus on 0,2 g/l, kylpysuhde on 20:1 ja värjäyslämpötila on jaettu 30 asteeseen ja 80 asteeseen. Määrityksen aikana 2 grammaa paloiksi leikattua kangasta laitetaan kolmikaulaiseen pulloon, joka on saavuttanut määritellyn värjäyslämpötilan (veden haihtumisen välttämiseksi), ja tietyin väliajoin 2 ml värjäysliuosta imeytyy sekoitukseen. (samalla lisätään 2 ml vettä) värjäysliuoksen optisen tiheyden määrittämiseksi. Värjäysajan pidentyessä adsorptio saavutti tasapainon, eikä värjäysliuoksen optinen tiheys muuttunut. Tällä hetkellä värjäysprosentti osoittaa väriaineen suoran.
Määritysmenetelmä (2): paperikromatografia (Xinhua #3 suodatinpaperi), tarkkaile kunkin väripisteen nousun eri korkeutta, eli Rf-arvo on erilainen. Mitä suurempi Rf-arvo on, sitä vähemmän suora väriaine on selluloosamateriaalin kanssa. Mitä pienempi Rf-arvo, sitä suurempi suoruus. Valmistettiin 0,2 g/l väriliuos, ja näytteet otettiin suodatinpaperille kapillaariputkilla. Kuivauksen jälkeen se kyllästettiin suljetussa kromatografisessa sylinterissä, joka sisälsi tislattua vettä 30 minuutin ajan. Sitten suodatinpaperinäytteen toinen pää saatettiin kosketukseen veden kanssa kromatografisen analyysin aloittamiseksi. Paperikromatografia on yksinkertainen menetelmä väriaineiden suoruuden määrittämiseen, mutta Rf-arvo ei ole täysin yhdenmukainen väriaineiden todellisten ominaisuuksien kanssa.
Neljänneksi, reaktiotoiminta
Reaktiivisten väriaineiden reaktiivisuus viittaa yleensä väriaineiden ja selluloosan hydroksyyliryhmien reaktiokyvyn vahvuuteen, reaktiiviset värit voivat saada kiinnittymisen loppuun huoneenlämpötilassa ja heikoissa emäsolosuhteissa, mutta väriaineiden stabiilisuus tässä reaktiossa on suhteellisen huono, helppo olla. hydrolysoituu menettääkseen värjäyskyvyn. Heikosti reaktiivisten väriaineiden on sitouduttava selluloosaan korkeammassa lämpötilassa tai käytettävä vahvaa alkalia kuitulangan hydroksyyliryhmän aktivoimiseksi, mikä saa aikaan kuituun kiinnittyneen värireaktion.
Samantyyppisten reaktiivisten väriaineiden reaktiivisuus on suunnilleen sama, ja reaktiivisuuden voimakkuus riippuu väriaineen reaktiivisen ryhmän kemiallisesta rakenteesta, jota seuraa väriainekappaleen ja aktiivisen ryhmän välinen linkkiryhmä, jolla myös on tietty vaikutus väriaineen reaktiivisuuteen. Lisäksi siihen vaikuttaa myös pH-arvo, ja yleinen pH-arvo kasvaa ja reaktionopeus kasvaa. Mitä tulee lämpötilaan, se on myös tekijä, joka vaikuttaa reaktionopeuteen, ja reaktionopeus on nopeampi lämpötilan noustessa. Joka 10 asteen lämpötilan nousu reaktionopeutta voidaan lisätä 2-3 kertaa. Siksi tulostuksen jälkeen, kuivauksen tai höyrytyksen jälkeen se voi edistää väriaineen ja kuidun välistä reaktiota.