Colorant cu sulf

Coloranți cu sulfsunt cei mai des folositi coloranti fabricati pentru bumbac din punct de vedere al volumului. Sunt ieftine, au, în general, o bună rezistență la spălare-și sunt ușor de aplicat. Coloranții cu sulf sunt predominant negri, maro și albastru închis.[1] Coloranții roșii cu sulf nu sunt cunoscuți, deși este disponibilă o culoare stacojie roz sau mai deschisă.

Chimie organică

Legăturile de sulf sunt parte integrantă a cromoforului în coloranții cu sulf. Sunt compuși organosulfurați formați din sulfură (–S–), disulfură (–S–S–) și polisulfură (–S)._n–) legături în inele heterociclice. Acestea prezintă subunități de tiazoli, tiazone, tiantren și fenotiazontioantron. Fiind neionici, coloranții cu sulf sunt insolubili în apă.

Proces

Vopsirea include câteva etape, adică. reducerea, vopsirea, spălarea, oxidarea, săpunerea și spălarea finală. Anionul se dezvoltă prin reducerea și solubilizarea la fierbere când prezintă afinitate pentru celuloză. sulfura de sodiu (Na₂S), agentul de reducere și solubilizare, efectuează atât reducerea cât și solubilizarea, producând tioli și apoi la sare de sodiu a tiolilor sau tiolaților, care sunt solubile în apă și substanțiale față de celuloză. Rata mai mare de epuizare are loc la 90-95 de grade în prezența electrolitului. Celulozicele vopsite prezintă un efect de licitație asupra depozitării în atmosferă umedă datorită prezenței excesului de sulf liber. Este necesar un posttratament cu acetat de sodiu pentru a suprima acest lucru. H₂S eliberat în timpul vopsirii formează sulfură metalică corozivă. Acest lucru restricționează utilizarea vaselor metalice, cu excepția celor din oțel inoxidabil:

Fe + H₂S → FeS + H₂

Productie, trecut si prezent

Precursorul coloranților cu sulf despre care se spune că este „Cachou de Laval”, care a fost descoperit de Groissant și Bretonniere în 1873 și este preparat prin tratarea produselor cu lignină (cum ar fi rumegușul sau paiele) cu surse de sulfuri (cum ar fi hidroxidul de sodiu sau sulfura amestecată cu sulf). Ulterior, Henri-Raymond Vidal a inventat așa-Vidal Blacks în 1893 prin reacțiile diferiților derivați de anilină cu sulful. Aceste experimente au demonstrat că materialele profund colorate pot fi produse cu ușurință prin combinarea compușilor aromatici și a surselor de sulf.

Cel mai important membru al clasei este Sulphur Black 1. Este produs prin reacția dintre 2,4-dinitrofenol și sulfura de sodiu în apă fierbinte. La fel ca mulți coloranți cu sulf, detaliile despre reacțiile chimice sunt puțin înțelese. Este acceptat că sulfura reduce grupările nitro la derivați de anilină, despre care se crede că formează intermediari care conțin indofenol-care sunt reticulați în continuare prin reacția cu sulful. Rezultatul sunt specii insolubile, cu greutate moleculară mare. Sulphur Black 1 este imperfect înțeles, iar materialul este probabil eterogen. Se speculează că este un polimer constând din subunități de tiantren și fenotiazină. Așa-numitele coloranți de coacere cu sulf sunt produși din derivați de 1,4-diaminobenzen și diaminotoluen. Se propune că acești coloranți constau din polimeri cu subunități de benzotiazol. Membrii clasei de coloranți de coacere cu sulf sunt Sulphur Orange 1, Sulphur Brown 21 și Sulphur Green 12.

Metoda de aplicare

Coloranții cu sulf sunt insolubili- în apă. În prezența unui agent reducător și la pH alcalin la o temperatură ridicată de aproximativ 80 de grade, particulele de colorant se dezintegrează, care apoi devin solubile în apă și, prin urmare, pot fi absorbite de țesătură. Sulfura de sodiu sau hidrosulfura de sodiu sunt agenți reducători adecvați. Sarea comună facilitează absorbția. După ce țesătura este îndepărtată din soluția de colorant, este lăsată să stea în aer, după care colorantul este regenerat prin oxidare. Colorantul părinte regenerat este insolubil în apă. Oxidarea poate fi efectuată și în aer sau prin peroxid de hidrogen sau bromat de sodiu într-o soluție ușor acidă.

Solubilitatea scăzută în apă stă la baza rezistenței bune-la spălare a acestor țesături vopsite. Acești coloranți au o rezistență bună-a culorii, cu excepția înălbitorilor cu clor. Deoarece colorantul este insolubil în apă-, nu va sângera atunci când este spălat în apă și nu va păta alte haine. Cu toate acestea, colorantul poate avea o rezistență slabă la frecare. Coloranții sunt albiți cu înălbitor cu hipoclorit.

Probleme de mediu

Datorită naturii foarte poluante a efluentului din baie de colorant, coloranții cu sulf sunt treptat eliminati în Occident, dar sunt utilizați pe scară largă în China.[3] Progresele recente în tehnologiile de vopsire au permis înlocuirea agenților de reducere a sulfurilor toxice. Glucoza în soluție bazică este acum utilizată și sunt disponibile atât produse cu sulfuri scăzute, cât și cu zero-sulfuri. Evoluțiile viitoare în domeniul reducerii nivelului de coloranți prin intermediul proceselor electrochimice sunt promițătoare.