Sulfidfarbstoffe sind eine Art schwefelhaltiger Farbstoffe mit komplexer Molekülstruktur. Sie bestehen im Allgemeinen aus einigen aromatischen Aminen, Aminophenolen und anderen organischen Verbindungen, die mit Schwefel oder Natriumpolysulfid erhitzt, d. h. vulkanisiert werden.
Sulfidfarbstoffe sind größtenteils wasserunlöslich und müssen beim Färben in Natriumsulfid oder einer alkalischen Versicherungspulverlösung gelöst werden, um sie zu Laugen zu reduzieren, und dann oxidiert werden, um nach der Faserabsorption Farbe zu zeigen.
Übersicht über Schwefelfarbstoffe
Vulkanisierte Farbstoffe werden seit 1873 zum Färben von Zellulosefasern hergestellt. Der Herstellungsprozess ist relativ einfach. Im Allgemeinen werden aromatische Amine oder Phenolverbindungen mit Schwefel oder Natriumpolysulfid vermischt und erhitzt. Sie sind kostengünstig, einfach in der Anwendung, krebserregend und weisen eine gute Wasch- und Sonnenechtheit auf. Daher sind sie beliebte Farbstoffe. Da es sich jedoch um wasserunlösliche Farbstoffe handelt, werden sie beim Färben in einer alkalischen Sulfidlösung zu löslichem Zitronennatriumsalz reduziert. Nach dem Färben menschlicher Fasern werden sie durch Oxidation unlöslich und haften auf der Faser. Der Färbeprozess ist daher komplex und kann unter stark alkalischen Bedingungen nicht für Wolle, Seide und andere Proteinfasern verwendet werden.
Daher werden vulkanisierte Farbstoffe hauptsächlich zum Färben von Zellulosefasern verwendet, insbesondere zum Färben dunkler Baumwollstoffe. Die beiden Sulfidfarbstoffe sind schwefelhaltige Farbstoffe mit komplexer Molekülstruktur. Sie werden im Allgemeinen aus aromatischen Aminen, Aminophenolen und anderen organischen Verbindungen hergestellt, die mit Schwefel oder Natriumpolysulfid erhitzt, also vulkanisiert werden.
Sulfidfarbstoffe sind größtenteils wasserunlöslich und müssen beim Färben in Natriumsulfid oder einer alkalischen Versicherungspulverlösung gelöst werden, um sie zu Laugen zu reduzieren, und dann oxidiert werden, um nach der Faserabsorption Farbe zu zeigen.
Übersicht über Schwefelfarbstoffe
Vulkanisierte Farbstoffe werden seit 1873 zum Färben von Zellulosefasern hergestellt. Der Herstellungsprozess ist relativ einfach. Im Allgemeinen werden aromatische Amine oder Phenolverbindungen mit Schwefel oder Natriumpolysulfid vermischt und erhitzt. Sie sind kostengünstig, einfach in der Anwendung, krebserregend und weisen eine gute Wasch- und Sonnenechtheit auf. Daher sind sie beliebte Farbstoffe. Da es sich jedoch um wasserunlösliche Farbstoffe handelt, werden sie beim Färben in einer alkalischen Sulfidlösung zu löslichem Zitronennatriumsalz reduziert. Nach dem Färben menschlicher Fasern werden sie durch Oxidation unlöslich und haften auf der Faser. Der Färbeprozess ist daher komplex und kann unter stark alkalischen Bedingungen nicht für Wolle, Seide und andere Proteinfasern verwendet werden.
Daher werden vulkanisierte Farbstoffe meist beim Färben von Zellulosefasern verwendet, insbesondere beim Färben von dunklen Produkten aus Baumwollgewebe, von denen die verschiedenen Farben vonSchwefelschwarzUndSchwefelblau
Schwefel dunkelbraun gd schwefelbrauner Farbstoff
schwefelrote Farbe rot lgf
Schwefelbraun 10 gelbbraune Farbe
Schwefelgelb 2 gelbes Pulver
Schwefelbordeaux 3b Schwefelrotpulver
werden am häufigsten verwendet.
Zweitens der Färbemechanismus von Sulfidfarbstoffen
Der Sulfidfarbstoff wird reduziert und in einer Farbstofflösung gelöst. Das gebildete Farbstoffleukochrom wird von Zellulosefasern adsorbiert und durch Luftoxidation behandelt, um den Zellulosefasern die gewünschte Farbe zu verleihen. Die chemische Reaktionsformel lautet
DS-SO3Na + Na2S→D-SNa + Na2S2O3
Der Sulfidfarbstoff hat keine Affinität zur Faser und seine Struktur enthält Schwefelbrücken (1 S 1), Disulfidbrücken (1 s — S) oder Polysulfidbrücken (1 Sx 1), die unter Einwirkung von Natriumsulfid-Reduktionsmitteln zu einer Schwefelwasserstoffgruppe (1 SNa) reduziert werden und zu einem wasserlöslichen leukochromen Natriumsalz werden. Der Grund für die gute Affinität von Leukochromen zu Zellulosefasern liegt in der Größe der Farbstoffmoleküle, die wiederum zu größeren Van-der-Waals-Kräften und Wasserstoffbrücken zwischen den Fasern führt.
III. Klassifizierung von Schwefelfarbstoffen
Sulfidfarbstoffe können in vier Kategorien unterteilt werden:
1, Pulversulfidfarbstoff
Allgemeine Formel der Farbstoffstruktur: DSSD. Im Allgemeinen muss Natriumsulfid zum Kochen gebracht und nach der Anwendung aufgelöst werden.
2, hydrolytische Sulfidfarbstoffe
Allgemeine Formel der Farbstoffstruktur: D-SSO3Na. Dieser Farbstoff wird durch die Behandlung herkömmlicher Sulfidfarbstoffe mit Natriumsulfit oder Natriumbisulfit hergestellt. Der Farbstoff enthält wasserlösliche Gruppen und ist daher wasserlöslich. Der Farbstoff enthält jedoch keine Reduktionsmittel und hat keine Affinität zu Fasern. Im Allgemeinen wird bei der Färbung von Textilien das Suspensions-Pad-Färbeverfahren angewendet.
3, flüssiger Sulfidfarbstoff
Die allgemeine Formel der Farbstoffstruktur lautet: D-SNa, das eine bestimmte Menge Reduktionsmittel enthält, der Farbstoff wird zu löslichem Leptochrom vorreduziert.
Vor 1936 war der vulkanisierte Farbstoff in Pulverform kommerziell erhältlich. Bei der Verwendung wurde der vulkanisierte Farbstoff zusammen mit der vulkanisierten wässrigen Sodalösung zum Sieden erhitzt, um ihn aufzulösen. 1936 stellte der US-Amerikaner John Le Clester eine vorreduzierte, gute und relativ stabile konzentrierte Sulfidfarbstofflösung her und erhielt ein Patent. Diese Lösung ist heute als flüssiger Sulfidfarbstoff bekannt.
4, umweltfreundlicher Sulfidfarbstoff
Im Produktionsprozess wird es zu Farbstofflaugen raffiniert, wobei der Schwefel- und Polysulfidgehalt deutlich niedriger ist als bei herkömmlichen Sulfidfarbstoffen. Der Farbstoff weist eine hohe Reinheit, einen stabilen Reduktionsgrad und eine gute Permeabilität auf. Gleichzeitig wird im Färbebad das binäre Reduktionsmittel aus Glucose und Versicherungspulver verwendet, das nicht nur den Sulfidfarbstoff reduzieren kann, sondern auch zum Umweltschutz beiträgt.
Viertens der Färbeprozess von Sulfidfarbstoffen
Der Vulkanisationsfärbeprozess lässt sich in die folgenden vier Schritte unterteilen:
1. Reduktion von Farbstoffen
Sulfidfarbstoffe lassen sich relativ leicht reduzieren und auflösen. Als Reduktionsmittel wird üblicherweise Natriumsulfid verwendet, das auch als alkalisches Mittel wirkt. Um die Hydrolyse des Leukophors zu verhindern, können geeignete Substanzen wie Soda zugegeben werden. Das alkalische Reduktionsbad darf jedoch nicht zu stark sein, da sonst die Farbstoffreduktionsrate langsam ist.
2, der Farbstoff in der Farbstofflösung wird von der Faser adsorbiert
Der Leukophor des Sulfidfarbstoffs liegt in der Farbstofflösung im anionischen Zustand vor, hat eine direkte Wirkung auf die Zellulosefaser, kann auf der Faseroberfläche adsorbiert werden und in das Faserinnere diffundieren. Die direkte Wirkung von Schwefelfarbstoffen auf Zellulosefasern ist gering. Im Allgemeinen wird ein kleines Badverhältnis verwendet, während die Zugabe geeigneter Elektrolyte bei höheren Temperaturen die Färberate, die Egalisierung und die Durchlässigkeit verbessern kann.
3, Oxidationsbehandlung
Nach dem Färben auf der Faser muss der Schwefelfarbstoff Leuko oxidiert werden, um die gewünschte Farbe zu erzielen. Die Oxidation ist ein wichtiger Schritt nach dem Färben von vulkanisierten Farbstoffen. Der leicht oxidierbare vulkanisierte Farbstoff kann nach dem Färben durch Waschen und Lüften durch Luft oxidiert werden, d. h. durch Luftoxidationsverfahren. Bei einigen Sulfidfarbstoffen, die nicht leicht zu oxidieren sind, werden Oxidationsmittel verwendet, um die Oxidation zu fördern.
4. Nachbearbeitung
Die Nachbehandlung umfasst Reinigen, Ölen, Versprödungsschutz und Farbfixierung. Schwefelfarbstoffe müssen nach dem Färben gründlich gewaschen werden, um den Schwefelrückstand auf dem Stoff zu reduzieren und Sprödigkeit zu vermeiden, da der Schwefel im Farbstoff und der Schwefel im Alkalisulfid an der Luft leicht oxidieren und Schwefelsäure bilden, die eine Säurehydrolyse der Zellulosefasern verursacht und die Sprödigkeit der Fasern verringert. Daher kann eine Behandlung mit Versprödungsschutzmitteln wie Harnstoff, Trinatriumphosphat, Knochenleim, Natriumacetat usw. erfolgen. Um die Solarisations- und Seifenechtheit von vulkanisierten Farbstoffen zu verbessern, kann die Farbe nach dem Färben fixiert werden. Es gibt zwei Methoden der Farbfixierung: die Behandlung mit Metallsalzen (wie Kaliumdichromat, Kupfersulfat, Kupferacetat und einer Mischung dieser Salze) und die Behandlung mit kationischen Farbfixiermitteln.
Am häufigsten werden Schwarz und Vulkanblau verwendet.
Zweitens der Färbemechanismus von Sulfidfarbstoffen
Der Sulfidfarbstoff wird reduziert und in einer Farbstofflösung gelöst. Das gebildete Farbstoffleukochrom wird von Zellulosefasern adsorbiert und durch Luftoxidation behandelt, um den Zellulosefasern die gewünschte Farbe zu verleihen. Die chemische Reaktionsformel lautet
DS-SO3Na + Na2S→D-SNa + Na2S2O3
Der Sulfidfarbstoff hat keine Affinität zur Faser und seine Struktur enthält Schwefelbrücken (1 S 1), Disulfidbrücken (1 s — S) oder Polysulfidbrücken (1 Sx 1), die unter Einwirkung von Natriumsulfid-Reduktionsmitteln zu einer Schwefelwasserstoffgruppe (1 SNa) reduziert werden und zu einem wasserlöslichen leukochromen Natriumsalz werden. Der Grund für die gute Affinität von Leukochromen zu Zellulosefasern liegt in der Größe der Farbstoffmoleküle, die wiederum zu größeren Van-der-Waals-Kräften und Wasserstoffbrücken zwischen den Fasern führt.
III. Klassifizierung von Schwefelfarbstoffen
Sulfidfarbstoffe können in vier Kategorien unterteilt werden:
1, Pulversulfidfarbstoff
Allgemeine Formel der Farbstoffstruktur: DSSD. Im Allgemeinen muss Natriumsulfid zum Kochen gebracht und nach der Anwendung aufgelöst werden.
2, hydrolytische Sulfidfarbstoffe
Allgemeine Formel der Farbstoffstruktur: D-SSO3Na. Dieser Farbstoff wird durch die Behandlung herkömmlicher Sulfidfarbstoffe mit Natriumsulfit oder Natriumbisulfit hergestellt. Der Farbstoff enthält wasserlösliche Gruppen und ist daher wasserlöslich. Er enthält jedoch keine Reduktionsmittel und hat keine Affinität zu Fasern. Im Allgemeinen wird für die Färbung von Textilien das Suspensionskissen-Färbeverfahren angewendet. 3. Flüssiger Sulfidfarbstoff
Die allgemeine Formel der Farbstoffstruktur lautet: D-SNa, das eine bestimmte Menge Reduktionsmittel enthält, der Farbstoff wird zu löslichem Leptochrom vorreduziert.
Vor 1936 war der vulkanisierte Farbstoff in Pulverform kommerziell erhältlich. Bei der Verwendung wurde der vulkanisierte Farbstoff zusammen mit der vulkanisierten wässrigen Sodalösung zum Sieden erhitzt, um ihn aufzulösen. 1936 stellte der US-Amerikaner John Le Clester eine vorreduzierte, gute und relativ stabile konzentrierte Sulfidfarbstofflösung her und erhielt ein Patent. Diese Lösung ist heute als flüssiger Sulfidfarbstoff bekannt.
4, umweltfreundlicher Sulfidfarbstoff
Im Produktionsprozess wird es zu Farbstofflaugen raffiniert, wobei der Schwefel- und Polysulfidgehalt deutlich niedriger ist als bei herkömmlichen Sulfidfarbstoffen. Der Farbstoff weist eine hohe Reinheit, einen stabilen Reduktionsgrad und eine gute Permeabilität auf. Gleichzeitig wird im Färbebad das binäre Reduktionsmittel aus Glucose und Versicherungspulver verwendet, das nicht nur den Sulfidfarbstoff reduzieren kann, sondern auch zum Umweltschutz beiträgt.
Viertens der Färbeprozess von Sulfidfarbstoffen
Der Vulkanisationsfärbeprozess lässt sich in die folgenden vier Schritte unterteilen:
1. Reduktion von Farbstoffen
Sulfidfarbstoffe lassen sich relativ leicht reduzieren und auflösen. Als Reduktionsmittel wird üblicherweise Natriumsulfid verwendet, das auch als alkalisches Mittel wirkt. Um die Hydrolyse des Leukophors zu verhindern, können geeignete Substanzen wie Soda zugegeben werden. Das alkalische Reduktionsbad darf jedoch nicht zu stark sein, da sonst die Farbstoffreduktionsrate langsam ist.
2, der Farbstoff in der Farbstofflösung wird von der Faser adsorbiert
Der Leukophor des Sulfidfarbstoffs liegt in der Farbstofflösung im anionischen Zustand vor, hat eine direkte Wirkung auf die Zellulosefaser, kann auf der Faseroberfläche adsorbiert werden und in das Faserinnere diffundieren. Die direkte Wirkung von Schwefelfarbstoffen auf Zellulosefasern ist gering. Im Allgemeinen wird ein kleines Badverhältnis verwendet, während die Zugabe geeigneter Elektrolyte bei höheren Temperaturen die Färberate, die Egalisierung und die Durchlässigkeit verbessern kann.
3, Oxidationsbehandlung
Nach dem Färben auf der Faser muss der Schwefelfarbstoff Leuko oxidiert werden, um die gewünschte Farbe zu erzielen. Die Oxidation ist ein wichtiger Schritt nach dem Färben von vulkanisierten Farbstoffen. Der leicht oxidierbare vulkanisierte Farbstoff kann nach dem Färben durch Waschen und Lüften durch Luft oxidiert werden, d. h. durch Luftoxidationsverfahren. Bei einigen Sulfidfarbstoffen, die nicht leicht zu oxidieren sind, werden Oxidationsmittel verwendet, um die Oxidation zu fördern.
4. Nachbearbeitung
Die Nachbehandlung umfasst Reinigen, Ölen, Versprödungsschutz und Farbfixierung. Schwefelfarbstoffe müssen nach dem Färben gründlich gewaschen werden, um den Schwefelrückstand auf dem Stoff zu reduzieren und Sprödigkeit zu vermeiden, da der Schwefel im Farbstoff und der Schwefel im Alkalisulfid an der Luft leicht oxidieren und Schwefelsäure bilden, die eine Säurehydrolyse der Zellulosefasern verursacht und die Sprödigkeit der Fasern verringert. Daher kann eine Behandlung mit Versprödungsschutzmitteln wie Harnstoff, Trinatriumphosphat, Knochenleim, Natriumacetat usw. erfolgen. Um die Solarisations- und Seifenechtheit von vulkanisierten Farbstoffen zu verbessern, kann die Farbe nach dem Färben fixiert werden. Es gibt zwei Methoden der Farbfixierung: die Behandlung mit Metallsalzen (wie Kaliumdichromat, Kupfersulfat, Kupferacetat und einer Mischung dieser Salze) und die Behandlung mit kationischen Farbfixiermitteln.
Veröffentlichungszeit: 19. Dezember 2023