فیکسه کننده راکتیو در صنعت نساجی چیست و چه کاربردی دارد؟
فیکسه کننده راکتیو در صنعت نساجی یکی از افزودنی های مهم است که می تواند ثبات رنگ روی پارچه ها را بهبود ببخشد. فیکسه کننده به عنوان یک عامل تثبیت کننده مواد رنگی نامحلول را با رنگ روی پارچه ترکیب می کند تا بتواند ثبات شستشو و ماندگاری رنگ و گاهی اوقات پایداری نور را بهبود ببخشد.
پس از رنگرزی، رنگ روی سطح پارچه ثابت نمی شود و در نتیجه در صورت تبدیل شدن به محصول نهایی باعث تغییر رنگ در هنگام خیس شدن یا شستشو می شود. ماده فیکسه کننده روی پارچه رنگ شده اعمال می شود تا رنگ ثابت نشده روی پارچه ثابت شود و می تواند ثبات رنگ مرطوب و کیفیت پارچه را بهبود می بخشد.
فیکسه کننده راکتیو در فرآیند نساجی مرطوب استفاده می شود. این افزودنی برای چاپ یا رنگ آمیزی پارچه ها با رنگ های مختلف مستقیم و محلول در اسید نیز کاربردی است. هنگامی که رنگ مستقیم به عنوان رنگ پس زمینه و رنگ چاپ استفاده می شود، عامل فیکسه کننده راکتیو می تواند از نفوذ رنگ پس زمینه جلوگیری کند. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این رابطه ارائه می گردد لطفا همراه ما باشید.
ویژگی ماده فیکسه کننده راکتیو در صنعت نساجی
- مقدار PH : ۴.۲-۶.۰
- حلالیت: محلول در آب
- یونی: کاتیون
- شکل ظاهری: مایع چسبناک زرد رنگ تا بی رنگ
خواص فیکسه کننده راکتیو در صنعت نساجی
- این ماده افزودنی محو شدن رنگ کمتری را برای جلوگیری از روشن شدن و تغییر رنگ پارچه ارائه می دهد.
- پارچه پردازش شده با ماده فیکسه کننده هیچ تغییر یا تاثیری بر رنگ و درخشندگی نشان نمی دهد.
- پس از استفاده از این ماده، ماندگاری لکه صابونی و ماندگاری رنگ پس از شستشو پارچه به میزان قابل توجهی بهبود می یابد.
- مقاومت عالی در محیط قلیایی دارد و قابل استفاده قبل از مرسریزاسیون است.
- حاوی فرمالدئید نیست و کاملا دوستدار محیط زیست است.
- می توان از این ماده برای تصفیه منسوجات رنگ شده با رنگ های واکنش پذیر، رنگ های مستقیم و رنگ های گوگردی نیز استفاده کرد.
- قبل از فرآیند تثبیت، پارچه رنگ شده باید به طور کامل شسته شود (گاهی اوقات باید صابون شود) تا باقیمانده رنگ ها، نمک ها و مواد قلیایی حذف شود تا از اثر ثابت نهایی اطمینان حاصل شود.
رنگ راکتیو چیست
رنگی که قادر به واکنش شیمیایی با یک بستر برای ایجاد یک بستر رنگزای کووالانسی است. رنگ های راکتیو متداول ترین کلاس رنگ های مورد استفاده برای رنگرزی منسوجات سلولزی را تشکیل می دهند. زیرا خواص همه جانبه خوبی مانند حلالیت در آب، سهولت کاربرد، در دسترس بودن سایه های مختلف، روشنایی سایه‌های رنگی و قیمت متوسطی دارند.
البته رنگ های راکتیو ممکن است پایداری ضعیفی نسبت به سفید کننده کلر داشته باشند. رنگ های راکتیو تنها رنگ هایی هستند که دارای گروه واکنشی هستند و آن گروه واکنش دهنده با مولکول های پلیمری فیبر واکنش شیمیایی می دهد و پیوند کووالانسی تشکیل می دهد.
این پیوند کووالانسی بین گروه واکنشی و گروه انتهایی –OH (هیدروکسیل) الیاف سلولزی و الیاف پشم یا بین گروه واکنشی و گروه انتهایی -NH 2 (آمینو) پلیمر پلی آمید تشکیل می شود. قدرت این پیوند کووالانسی بیشتر از پیوند یونی، پیوند هیدروژنی و نیروی جاذبه واندروالس است. بنابراین گروه واکنشی رنگ راکتیو به بخشی جدایی ناپذیر از فیبر تبدیل می شود، به همین دلیل این رنگ ها به نام رنگ های راکتیو خوانده می شوند.
علت محبوبیت رنگ راکتیو
رنگ راکتیو بیشتر برای رنگرزی الیاف سلولزی استفاده می شود. در گذشته الیاف سلولزی با رنگ های مستقیم و vat رنگرزی می شدند، اما پس از معرفی رنگ های راکتیو، کاربرد آن ها محدود شد. رنگ های راکتیو از جنبه های زیر نسبت به رنگ مستقیم برتری دارند:
- توانایی پردازش سایه های روشن با طیف گسترده
- کیفیت تراز بالا
- ماندگاری خوب در شستشو
- پایداری نوری خوب
- سهولت رنگرزی
- رنگرزی در دمای پایین
- مقرون به صرفه تر است
علاوه بر این فرآیند رنگرزی آن سریع است و سایه های روشن تری نسبت به رنگ های آزو متالیز می دهد. به دلایل فوق رنگ های واکنش پذیر محبوبیت بیشتری دارند.
خواص یا ویژگی های رنگ راکتیو
- رنگ های راکتیو رنگ های کاتیونی هستند که برای رنگرزی الیاف سلولزی، پروتئینی و پلی آمیدی استفاده می شوند.
- رنگ های راکتیو به صورت POWER، مایع و خمیر چاپی یافت می شوند.
- در حین رنگرزی، گروه راکتیو این رنگ با پلیمر الیاف پیوند کووالانسی ایجاد می کند و جزء لاینفک الیاف می شود.
- رنگهای راکتیو در آب محلول هستند.
- رنگ راکتیو سایه های روشن تری می دهد و پایداری مالشی متوسطی دارد .
- روش رنگرزی با رنگ های راکتیو آسان است و برای رنگرزی به زمان و دمای پایین کمتری نیاز دارد.
- رنگ های راکتیو نسبتا ارزان هستند
- رنگ های راکتیو پایداری خوبی در نشت با امتیاز ۴-۵ دارند.
آنها پایداری نوری بسیار خوبی با امتیاز حدود ۶ دارند. این رنگ ها آرایش الکترونی بسیار پایداری دارند و می توانند از اثر تخریب کننده اشعه ماوراء بنفش محافظت کنند. منسوجات رنگرزی شده با رنگ های راکتیو به دلیل پیوندهای کووالانسی قوی که بین پلیمر الیافی و گروه رنگ زای واکنش دهنده ایجاد می شود، دارای ثبات شستشوی بسیار خوبی با امتیاز حدود ۴-۵ هستند.
کاربرد مواد فیکسه کننده راکتیو در صنعت نساجی
پس از رنگرزی و تثبیت رنگ راکتیو، اگرچه پیوند کووالانسی با الیاف ایجاد می شود، همیشه مقدار کمی رنگ ثابت نشده روی الیاف، به خصوص در منافذ الیاف وجود خواهد داشت. علاوه بر این، در مرحله کاربرد، رنگ های موجود در الیاف نیز ممکن است پیوندها را بشکنند و به طور مداوم رنگ های ثابت نشده را تشکیل دهند. در حالت مرطوب، این رنگ ها از الیاف منتشر می شوند و باعث از بین رفتن رنگ و کاهش ثبات رنگ، به ویژه در برخی از رنگ های تیره می شوند. به همین دلیل در سال های اخیر، افراد پس از رنگرزی با رنگ های راکتیو یا پس از شستشوی کافی، یعنی تثبیت پس از رنگرزی، از برخی مواد فیکسه کننده برای درمان منسوجات استفاده می‌کنند.
اگرچه رنگ راکتیو و فیبر با افزودن مواد قلیایی برای تثبیت رنگ، پیوند کووالانسی را تشکیل می دهند اما این پیوند همچنان هیدرولیز می شود و تحت شرایط خاصی شکسته می شود تا رنگ هیدرولیز شده تولید شود. حذف رنگ های هیدرولیز شده پایان ناپذیر، رنگ های بدون پیوند، یا شرایط نامناسب پس از صابون زدایی، می تواند ماندگاری رنگ ها را کاهش دهد.
اما رنگ های راکتیو، رنگ های آنیونی به راحتی محلول هستند. بنابراین بهتر است حلالیت رنگ روی الیاف کاهش یابد یا نیروی بین رنگ و الیاف افزایش پیدا کند تا بتواند ثبات شستشوی رنگ را بهبود بخشد و در برابر اثرات نامطلوب جو بر روی رنگ مقاومت کند. در این راستا، انواع رایج فیکسه کننده راکتیو در صنعت نساجی مورد استفاده قرار می گیرد.
انواع فیکسه کننده راکتیو در صنعت نساجی
تثبیت کننده نمک فلزات
تثبیت کننده نمک فلزات برای رنگ های واکنشی که می توانند با یون های فلزی کمپلکس شوند، مانند رنگ هایی با ساختار اسید سالیسیلیک مناسب هستند. پس از واکنش رنگ با یون فلز، کمپلکس های پایدار نامحلول می تواند روی الیاف تشکیل شود، در نتیجه حلالیت رنگ در آب کاهش می یابد و ثبات شستشو و ثبات نوری پارچه رنگ شده بهبود می یابد. چنین عوامل تثبیت کننده شامل نمک های محلول مس یا کروم است.
عامل تثبیت کننده کاتیونی
عامل تثبیت کننده کاتیونی را می توان با آنیون رنگ ترکیب کرد بدین ترتیب گروه محلول در آب مسدود می شود و ترکیب نامحلول بزرگتر تشکیل می شود و روی الیاف رسوب می کند در نتیجه ثبات شستشوی مواد رنگ شده را بهبود می بخشد. از جمله عوامل تثبیت کننده می توان به ثابت کننده M و عامل ثابت کننده Y اشاره کرد.
عامل تثبیت کننده واکنشی
این ماده ثابت کننده را می توان به دو دسته تقسیم کرد. مولکول های نوع اول شامل گروه های پیوند متقابل هستند که می توانند با گروه های قطبی مانند گروه های آمینه و کربوکسیل در رنگ ها و الیاف واکنش داده و پیوندهای کووالانسی ایجاد کنند که پس از پخت در دمای بالا، گروه های مختلف واکنش دهنده در رزین پیوند متقابل و متراکم می شوند.
این ماده یک فیلم محافظ شبکه سه بعدی را روی سطح فیبر تشکیل می دهد و در نتیجه ثبات پردازش مرطوب را بهبود می بخشد. دسته دوم پلی کاتیون ها با گروه های فعال در مولکول هستند که نه تنها می توانند با الیاف واکنش شیمیایی داده و پیوند کووالانسی ایجاد کنند، بلکه نمک های نامحلول را با آنیون های رنگی تشکیل می دهند که می تواند به طور قابل توجهی پایداری در پردازش مرطوب را بهبود ببخشد.
مزایای فیکسه کننده راکتیو در صنعت نساجی
عامل فیکسه کننده رنگ راکتیو باید دارای مزایای زیر باشد:
- ماهیت خوب، واکنش پذیری خوب، پایداری خوب، شرایط کاربرد مناسب، خاصیت تثبیت رنگ قوی
- هزینه پایین، سمیت کم یا غیر سمی بودن، شرایط کاربرد مناسب
- به وضوح نرخ تثبیت رنگ روی فیبر را بهبود ببخشد، اما باعث تغییر رنگ نمی شود
- استحکام پارچه مرطوب را بهبود می بخشد، کیفیت ثبات مالش را به طور قابل توجهی بالا می برد. خواص رنگرزی خوب و اثر تکمیلی در همان زمان استفاده را از خود نشان دهد.
- بر احساس لمس پارچه تأثیر می گذارد و استحکام پارچه را کاهش نمی دهد. علاوه بر این، این قابلیت را دارد که با سایر مواد کمکی استفاده شود.
فواید کاربرد فیکسه کننده راکتیو در صنعت نساجی
عامل فیکسه کننده راکتیو به عنوان یک عامل کمکی برای بهبود پایداری رنگرزی روی پارچه ها استفاده می شود. به عنوان یک پرداخت کننده تکمیلی می توان آن را با گروه محلول در آب یونی ترکیب کرد تا مواد رنگی نامحلول را تشکیل دهد که باعث بهبود ثبات رنگ در شستشو و تعریق می شود، آب دوستی رنگ را کاهش می دهد و به طور موثر کیفیت رنگ را بهبود می بخشد.
عامل فیکسه کننده ای که از نمک آمونیوم چهارتایی یا نمک آمین سوم در مولکول آن استفاده شده است می تواند با گروه آنیونی موجود در مولکول رنگ ترکیب شود و به راحتی روی الیاف رسوب کند در نتیجه ثبات رنگ بهبود می یابد. هر چه خاصیت کاتیونی عامل تثبیت کننده راکتیو قوی تر باشد، اثر تثبیت نیز بهتر است.
گروه های واکنشی (مانند کلر، گروه های اپوکسی و غیره) روی مولکول عامل تثبیت کننده راکتیو با گروه های فعال (مانند-OH،-NH2 و غیره) فیبر و مولکول رنگ واکنش دهنده به هم متصل می شوند. در حالی که عامل تثبیت کننده حاوی گروه ایمین (-NH) می تواند با رنگ های کمپلکس فلزی پیوندهای هماهنگی ایجاد کند. اثر ترکیبی این عوامل می تواند حلالیت رنگ در آب را کاهش داده و ثبات رنگ را افزایش دهد.
از عامل فیکسه کننده راکتیو برای تشکیل یک لایه روی رنگ استفاده می شود تا بتواند ثبات رنگرزی را بهبود ببخشد. پس از قرار گرفتن ماده تثبیت کننده بر روی رنگ، با قرار دادن پارچه در دمای بالا به صورت خود به هم متصل می شوند تا لایه ای با استحکام مشخص تشکیل شود که رنگ را روی سطح الیاف ثابت می کند تا به راحتی جابه جا نشود و به هدف بهبود ثبات رنگ دست یابد.
استفاده از عامل فیکسه کننده راکتیو برای بافر و خنثی کردن مواد اسیدی در هنگام شستشوی رنگ برای جلوگیری از شکستگی پیوند کووالانسی بین رنگ و الیاف می تواند ثبات رنگ را بهبود بخشد.
روش استفاده از فیکسه کننده راکتیو در صنعت نساجی
از گروه مثبت در مولکول عامل تثبیت کننده و گروه آنیونی رنگ برای تشکیل پیوند الکترواستاتیکی استفاده کنید تا رنگ و عامل تثبیت کننده روی الیاف بنشینند، حلالیت آن در آب را کاهش داده و صابونی شدن رنگ و خود رنگ را بهبود بخشد. در رابطه با پارچه سفید هر چه کاتیونیته ماده ثابت کننده قوی تر باشد، پایداری رنگ در برابر صابون و لکه بر پارچه سفید بهتر است. به عنوان مثال، گروه های نمک آمونیوم چهارتایی می توانند اثر تثبیت عامل فیکسه کننده غیر فرمالدئیدی را بهبود ببخشند.
از گروه های واکنش دهنده در مولکول عامل فیکسه کننده برای اتصال متقابل با گروه‌های واکنش دهنده روی مولکول رنگ و گروه هیدروکسیل روی مولکول سلولز استفاده کنید، در نتیجه حلالیت رنگ در آب کاهش می یابد و صابون زدایی، رنگ آمیزی و پردازش مرطوب بهبود می یابد. برای بهبود پایداری و ثبات پردازش مرطوب، استفاده از عوامل اتصال عرضی روش موثرتری است.
با استفاده از گروه‌های راکتیو (عمدتا گروه‌های اپوکسی در حال حاضر) در ماده فیکسه کننده می‌توان پایداری پردازش مرطوب را بالا برد. مواد فیکسه کننده تجاری معمولا دارای محتوای ناکافی از گروه های واکنشی هستند که برای بهبود پایداری پردازش مرطوب، به خوبی اتصال عرضی عمل نمی کنند. بنابراین اگر عامل فیکسه کننده یک پلیمر بالا باشد و دارای تعداد مشابهی از گروه های واکنشی باشد، توانایی آن در بهبود پایداری اتوی مرطوب اغلب بدتر از عامل تثبیت کننده با وزن مولکولی پایین است.
برای بهبود ثبات رنگ از خاصیت تشکیل فیلم از ماده فیکسه کننده روی رنگ استفاده کنید. نتایج آزمایش نشان می دهد که عامل تثبیت کننده با خواص تشکیل فیلم خوب، اثر تثبیت بهتری دارد. پلیمری که توسط الفین پلیمریزه شده می تواند ثبات رنگ را بهبود بخشد حتی اگر حاوی گروه های واکنشی یا کاتیونی نباشد.
این به این دلیل است که پلیمر بلند یک لایه روی سطح ماده رنگ شده تشکیل می دهد که انحلال رنگ را کاهش می دهد و سپس پلی آمین ثبات رنگ عامل فیکسه کننده رنگ را پس از بهبود وزن مولکولی بهبود می بخشد. اگر از رنگ های راکتیو یا گروه های کاتیونی درون مواد تشکیل دهنده فیلم استفاده شود، کیفیت ثبات رنگ را حتی می توان بالاتر برد. در حال حاضر اکثرعوامل فیکسه کننده و تثبیت کننده نوع جدید از این رویکرد استفاده می کنند.
از ظرفیت بافری ماده فیکسه کننده برای بهبود پایداری نشت مواد رنگ شده استفاده کنید. همانطور که همه ما می دانیم، رنگ های راکتیو در برابر حمله اسیدی مقاوم نیستند. در یک محیط اسیدی، پیوند کووالانسی تشکیل شده توسط رنگ و الیاف هیدرولیز و شکسته می شود که به راحتی منجر به کاهش پایداری می شود.
از عامل صاف یا یکنواخت کننده در عامل فیکسه کننده استفاده کنید تا سطح الیاف صاف و نرم شود و در نتیجه پایداری مالشی مواد رنگ شده را بهبود یابد. در حال حاضر پایداری مالش مرطوب مواد تثبیت کننده رنگ تولید شده در داخل و خارج از کشور به طور کلی فقط به ۲ تا ۳ می رسد و هیچ عامل ثابت کننده ای وجود ندارد که بتواند به ۳ یا بالاتر برسد.
دلیل آن این است که عامل فیکسه کننده بدون آلدهید پس از تشکیل فیلم، بهبود صافی چندانی پیدا نکرده است. به همین دلیل، عوامل فیکسه کننده مخصوص بهبود پایداری پردازش مرطوب اخیرا در داخل و خارج از کشور تولید و به فروش رسیده است. این افزودنی های ویژه در واقع نرم کننده هایی مانند امولسیون پلی اتیلن، روغن آمینو سیلیکون پس از غربالگری و غیره هستند. این نرم کننده ها تنها زمانی موثر هستند که دوز آن زیاد باشد (بیش از ۵۰ گرم در لیتر). استفاده از این نوع افزودنی ها را فقط می توان با عامل تثبیت یا فیکسه کننده مخلوط کرد.
از روش پیوند برای وارد کردن جاذب اشعه ماوراء بنفش به مولکول عامل فیکسه کننده برای بهبود پایداری نوری رنگ های راکتیو استفاده کنید. پایداری نوری رنگ های راکتیو بسیار پایین تر از رنگ های vat محلول و رنگ های vat است. به خصوص هنگامی که رنگ روشن است، ثبات رنگ ایده آل نیست، بنابراین استفاده از عامل تثبیت برای بهبود آن ضروری است.
در حال حاضر می توان از جاذب UV برای بهبود پایداری نور به نصف استفاده کرد، اما دوام آن نیز ایده آل نیست. بنابراین، جستجوی روش‌های مؤثرتر ادامه دارد. اینکه آیا جاذب اشعه ماوراء بنفش به مولکول عامل تثبیت کننده وارد می شود یا خیر، یا می تواند اثر ضد اشعه ماوراء بنفش را کاهش دهد، باید آزمایش شود.
دوز مصرفی ماده فیکسه کننده راکتیو در صنعت نساجی
ماده فیکسه کننده با غلظت بالا می تواند ۵-۷ بار رقیق شود و برای تضمین عملکرد تثبیت بعدی، بهتر است قبل از تثبیت، پارچه های رنگ شده را کاملا بشویید تا باقیمانده رنگ ها، نمک ها و مواد قلیایی پاک شوند.
در روش رمق کشی دوز مصرف ماده فیکسه کننده ۰.۹ الی ۱.۳ درصد در pH حدود ۵ الی ۶ است. در این روش دما باید ۴۰ الی ۶۰ درجه سانتیگراد و مدت زمان واکنش بین ۲۰ تا ۳۰ دقیقه است.
روش کار:
پارچه های رنگ شده ← غوطه ور شدن در حمام ثابت به مدت ۱۵ تا ۳۰ دقیقه در دمای ۳۰ تا ۵۰ درجه سانتی گراد← شستشو ← خشک کردن
مقدار مصرف ماده فیکسه کننده راکتیو در روش پد بین ۶ الی ۱۰ گرم بر لیتر در pH حدود ۵ است.
روش کار:
پارچه های رنگ شده ← دوبار فرو بردن و پد در حمام ثابت در دمای اتاق ←خشک کردن
زمان ماندگاری ماده فیسکه کننده به صورت در بسته، به مدت ۱۲ ماه در دمای اتاق قابل نگهداری است.
