серные красители

Из Википедии, свободной энциклопедии

Серные красителиявляются наиболее часто используемыми красителями, производимыми для хлопка с точки зрения объема. Они недороги, обычно хорошо-устойчивы к стирке и их легко наносить. Серные красители преимущественно черные, коричневые и темно-синие.[1] Красные серные красители неизвестны, хотя доступен розовый или более светло-алый цвет.

Органическая химия

Серные связи являются неотъемлемой частью хромофора серных красителей. Это сероорганические соединения, состоящие из сульфида (–S–), дисульфида (–S–S–) и полисульфида (–S_n–) звенья в гетероциклических кольцах. Они содержат субъединицы тиазола, тиазона, тиантрена и фенотиазонтиоантрона. Будучи неионными, серные красители нерастворимы в воде.

Процесс

Окрашивание включает в себя несколько этапов, а именно. восстановление, крашение, промывка, окисление, намыливание и окончательная промывка. Анион образуется при восстановлении и растворении при кипячении, когда он проявляет сродство к целлюлозе. Сульфид натрия (Na₂S), восстанавливающий и солюбилизирующий агент, осуществляет как восстановление, так и солюбилизацию, образуя тиолы, а затем до натриевой соли тиолов или тиолатов, которые растворимы в воде и субстантивны по отношению к целлюлозе. Более высокая скорость истощения возникает при 90-95 градусах в присутствии электролита. Окрашенная целлюлоза оказывает смягчающее действие при хранении во влажной атмосфере из-за присутствия избытка свободной серы. Для подавления этого эффекта требуется дополнительная обработка ацетатом натрия. ЧАС₂S, выделяющаяся при крашении, образует коррозионно-активный сульфид металла. Это ограничивает использование металлических сосудов, за исключением сосудов из нержавеющей стали:

Fe + Н₂S → FeS + H₂

Производство, прошлое и настоящее

Предшественником серных красителей считается «Кашу де Лаваль», который был открыт Гроассаном и Бретоньером в 1873 году и получен путем обработки продуктов с лигнином (например, опилками или соломой) источниками сульфида (например, гидроксидом натрия или сульфидом, смешанным с серой). Впоследствии Анри-Раймонд Видаль в 1893 году изобрел так называемые-черные вещества Видаля путем реакции различных производных анилина с серой. Эти эксперименты показали, что материалы глубокого цвета можно легко получить, комбинируя ароматические соединения и источники серы.

Наиболее важным представителем этого класса является серная сажа 1. Ее получают в результате реакции 2,4-динитрофенола и сульфида натрия в горячей воде. Как и в случае со многими серными красителями, детали химических реакций плохо изучены. Принято считать, что сульфид восстанавливает нитрогруппы до производных анилина, которые, как полагают, образуют индофенолсодержащие промежуточные соединения, которые далее сшиваются в результате реакции с серой. В результате образуются нерастворимые высокомолекулярные соединения. Серная сажа 1 изучена недостаточно, и материал, вероятно, неоднороден. Предполагается, что это полимер, состоящий из субъединиц тиантрена и фенотиазина. Так называемые серные красители спекания производят из производных 1,4-диаминобензола и диаминотолуола. Предполагается, что эти красители состоят из полимеров с бензотиазольными субъединицами. Членами класса серных красителей являются Sulphur Orange 1, Sulphur Brown 21 и Sulphur Green 12.

Способ применения

Серные красители-нерастворимы в воде. В присутствии восстановителя и при щелочном pH и температуре около 80 градусов частицы красителя распадаются, которые затем становятся водо-растворимыми и, следовательно, могут впитываться тканью. Подходящими восстановителями являются сульфид натрия или гидросульфид натрия. Поваренная соль облегчает усвоение. После того как ткань вынимают из раствора красителя, ее оставляют на воздухе, после чего краситель регенерируется путем окисления. Регенерированный исходный краситель нерастворим в воде. Окисление также можно проводить на воздухе, перекисью водорода или броматом натрия в слабокислом растворе.

Низкая растворимость в воде является основой хорошей-стойкости этих окрашенных тканей к стирке. Эти красители обладают хорошей-стойкостью цвета во всех отношениях, за исключением хлорных отбеливателей. Поскольку краситель-нерастворим в воде, он не растекается при стирке в воде и не оставляет пятен на другой одежде. Однако краситель может иметь плохую стойкость к истиранию. Красители отбеливаются гипохлоритным отбеливателем.

Экологические проблемы

Из-за сильного загрязнения сточных вод красильных ванн сернистые красители постепенно выводятся из обращения на Западе, но в Китае они используются в больших масштабах.[3] Недавние достижения в технологиях крашения позволили заменить токсичные сульфид-восстановители. Сейчас используется глюкоза в основном растворе, и доступны продукты как с низким-сульфидом, так и с нулевым-сульфидом. Будущие разработки в области снижения содержания красителей с помощью электрохимических процессов являются многообещающими.