I coloranti diretti sono coloranti che possono essere riscaldati e bolliti in un mezzo di fase a legame neutro o debole senza l'aiuto di un mordente. I coloranti diretti sono formati dalla forza di van der Waals del legame idrogeno tra coloranti diretti e fibre di cotone. Viene utilizzato principalmente nelle industrie di fibre, seta, filatura del cotone, pelletteria e altre industrie, nonché nella fabbricazione della carta e in altre industrie. I coloranti diretti possono essere suddivisi in azo, stilbene e altri tipi in base alla loro struttura. Secondo la loro classificazione applicativa, comprendono principalmente coloranti diretti ordinari, coloranti diretti resistenti alla luce e coloranti azoici diretti.
Principio della tintura
I coloranti diretti hanno gruppi idrosolubili come gruppi di acido solfonico (-SO3H) o gruppi carbossilici (-COOH) e le loro strutture molecolari sono disposte in forma lineare. Le strutture degli anelli aromatici sono sullo stesso piano,
Pertanto, i coloranti diretti hanno una maggiore affinità per le fibre di cellulosa e possono essere tinti direttamente in un mezzo neutro semplicemente sciogliendo il colorante in acqua secca.
Il colorante viene adsorbito sulla superficie della fibra nella soluzione, quindi si diffonde continuamente nella regione amorfa della fibra, formando una combinazione di legami idrogeno e forze di van der Waals con le macromolecole della fibra.
I coloranti derivati includono coloranti diretti resistenti alla luce e coloranti diretti ai sali di rame.
Caratteristiche della tintura
I coloranti diretti contengono gruppi idrosolubili come -SO3Na e -COONa. La solubilità aumenta notevolmente con l'aumento della temperatura. Per i coloranti diretti con scarsa solubilità, è possibile aggiungere carbonato di sodio per favorire la dissoluzione. I coloranti diretti non sono resistenti all'acqua dura e la maggior parte può combinarsi con gli ioni di calcio e magnesio per formare coloranti insolubili.
Processo di produzione della tintura diretta
Le precipitazioni causano macchie sui tessuti tinti, quindi i coloranti diretti devono essere sciolti in acqua dolce. Se la durezza dell'acqua di tintura utilizzata nella produzione è elevata, è possibile aggiungere carbonato di sodio o esametafosfato di sodio, che non solo aiutano a sciogliere il colorante ma anche ad ammorbidire l'acqua.
I coloranti diretti sono più diretti sulle fibre di cellulosa rispetto ad altri coloranti. Ciò è dovuto principalmente al grande peso molecolare dei coloranti diretti, alla struttura molecolare lineare, alla buona simmetria, al lungo sistema coniugato, alla buona complanarità e alle grandi forze di van der Waals tra le molecole del colorante e della fibra. Allo stesso tempo, le molecole del colorante diretto contengono gruppi amminici, idrossilici, azoici e altri, che possono formare legami idrogeno con gruppi idrossilici nelle fibre di cellulosa e gruppi idrossilici e gruppi amminici nelle fibre proteiche, migliorando ulteriormente l'immediatezza del colorante.
Quando si utilizzano coloranti diretti per tingere le fibre di cellulosa, il sale svolge un ruolo di promozione della tintura. Il meccanismo di promozione della tintura prevede che i coloranti diretti si dissocino negli anioni del pigmento nella soluzione e tingano le fibre di cellulosa. Anche le fibre di cellulosa hanno cariche negative nell'acqua. C'è repulsione di carica tra coloranti e fibre. L'aggiunta di sale alla soluzione colorante può ridurre la carica. La forza repulsiva aumenta la velocità di tintura e la percentuale di tintura. Diversi sali coloranti diretti hanno diversi effetti di promozione della tintura. I coloranti diretti ad effetto sale con più gruppi di acido solfonico nella molecola hanno un significativo effetto di promozione della tintura. Durante la tintura, il sale deve essere aggiunto in lotti per garantire una tintura uniforme. I coloranti diretti con una bassa percentuale di assorbimento del colorante necessitano di aggiungere più sale e la quantità specifica può essere determinata in base al tipo di colorante e alla profondità di tintura. Per i prodotti di colore chiaro con requisiti di tintura elevati, la quantità di sale deve essere opportunamente ridotta per evitare tinture locali irregolari e difetti di tintura come i fiori colorati.
Effetto della temperatura
L'effetto della temperatura sulle proprietà tintorie dei diversi coloranti è diverso. Per i coloranti diretti con elevata velocità di tintura e buone prestazioni di diffusione, il colore più profondo si ottiene a 60-70 gradi e la velocità di tintura diminuisce sopra i 90 gradi. Quando si tinge questo tipo di colorante, per abbreviare il tempo di tintura, la temperatura di tintura è di 80-90 gradi. Dopo la tintura per un periodo di tempo, la temperatura della soluzione colorante diminuisce gradualmente e il colorante nella soluzione colorante continua a tingere le fibre per aumentare la percentuale di assorbimento del colorante. Per i coloranti diretti con alto grado di aggregazione, velocità di tintura lenta e scarse prestazioni di diffusione, l'aumento della temperatura può accelerare la diffusione del colorante, aumentare la velocità di tintura e favorire l'esaurimento del colorante nel bagno di tintura, aumentando la percentuale di tintura. Nell'ambito del tempo di tintura convenzionale, la temperatura alla quale si ottiene la percentuale di assorbimento del colorante più alta è chiamata temperatura massima di assorbimento del colorante. In base alla differenza nella temperatura massima di tintura, i coloranti diretti sono spesso suddivisi in coloranti a bassa temperatura con una temperatura di tintura massima inferiore a 70 gradi, coloranti a temperatura media con una temperatura di tintura massima di 70-80 gradi e coloranti con una temperatura massima di tintura temperatura di tintura di 90-100 gradi. Coloranti ad alta temperatura. Nella pratica produttiva, i tessuti a maglia in fibra di cotone e viscosa vengono solitamente tinti a circa 95 gradi, mentre i tessuti a maglia in seta vengono tinti a una temperatura più bassa perché una temperatura troppo elevata danneggia la lucentezza della fibra. La temperatura di tintura ottimale è compresa tra 60 e 90 gradi. Abbassare adeguatamente la temperatura di tintura e prolungare il tempo di tintura è vantaggioso per la produzione.