برخی از عوامل موثر در حمام رنگرزی پلی استر

مقدمه
رنگزای دیسپرس به عنوان یک رنگزای ذاتا غیر محلول در آب تعریف می شودکه به الیاف آبگریز، نظیر استات سلولز، افینیته  Affinity دارد و معمولا از محیط دیسپرسیون آبی برای بکار بردن آنها استفاده می شود ؛ بدین ترتیب ، این کلاس رنگزا علاوه بر پلی استر برای رنگرزی الیاف پلی اکریلونیتریل ، پلی آمید و استات نیز به کار می رود.شیمی مواد رنگزای دیسپرس توسط محققان متعددی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است؛ برخی از پایه های شیمیایی عبارتند از : آزو  Disperse Blue 79، آنتراکینون Disperse Blue 26 و متین Disperse Yellow 99.

اگرچه این رنگزاها فاقد گروه های یونی هستند، اما در آنها گروه های قطبی وجود دارد که به رنگزاهای با اندازه مولکولی کوچکتر ، قابلیت انحلال آبی اندکی می بخشند که بسیار حائز اهمیت است. مواد رنگزای غیر یونی در حالت جامد ، به دلیل کم بودن نسبی انرژی چسبندگی آنها ، فرار هستند و این ویژگی، قابلیت استفاده در فاز بخار را به آنها می دهد.اکثر رنگزاهای دیسپرس که برای رنگرزی الیاف پلی استر به فروش می رسند، به وسیله سازندگان آنها طبقه بندی می شوند، به عنوان مثال طبقه بندی بر اساس خواص تصعیدی مواد رنگزا و یا طبقه بندی بر اساس توانایی رنگزاها در پوشاندن نایکنواختی هایی که در پلی استر تکسچره شده وجود دارد.

سه عامل موثر در رنگرزی

تخریب : اگرPH  در طول رنگرزی در محلول آبی رنگزاهای دیسپرس ، کنترل نشود ، تعداد زیادی از رنگزاهای دیسپرس تخریب می شوند ؛ زیرا تعدادی از رنگزاها بوسیله اسیدها یا بازها هیدرولیز شده و در حالت هیدرولیز شده ، فام یا شید رنگزا، با رنگزای هیدرولیز نشده فرق می کند و در برخی از موارد ، رنگزای هیدرولیز شده ، افینیته یا تمایل جذبی متفاوتی را نسبت به الیاف پلی استر از خود نشان می دهد . در برخی موارد ، تغییرات ایجاده شده توسط PH ، برگشت پذیرند؛ با وجود این معمولا ، شرایط قلیایی ، رنگزا را دچار تخریب دائمی می کند.اشمیت در تحقیقات خود چنین نتیجه گرفته است که راندمان رنگی بدست آمده از رنگزاهای دیسپرس ، با افزایش PH ، کاهش می یابد؛ در برخی موارد ، بکاربردن رنگزا در محدوده PH ، 8 تا 10 سبب تخریب رنگزا می شود.با اندازه گیری پتانسیل های کاهشی چنین نتیجه گرفته شد که احیا و هیدرولیز شدن رنگزاهای دیسپرس، منبع اصلی مشکلاتی است که در رنگرزی مخلوط های پلی استر وجود داردو برای کاهش این مشکلات استفاده از یک سیستم بافر پیشنهاد شده است.همچنین اشنایدر در تحقیقات خود نشان داده است که با تغییر شرایط حمام رنگرزی از PH خنثی به قلیایی ، برخی از رنگزاهای دیسپرس هیدرولز شده و تعدادی از گروه های عاملی موجود در رنگزا صابونی می شوندکه در نهایت منجر به تشکیل محصولات جانبی می شودکه افینیته کمی به الیاف پلی استر دارند.

تاثیر فلزات : حضور فلزات در حمام رنگرزی ، می تواند سبب تیره شدن فام رنگزاهای دیسپرس آنتراکینونی (AQ) گردد، میزان این تیرگی از یک رنگزا تا رنگزای دیگر متفاوت است برای برطرف کردن این مشکل می توان از مواد کیلیت ساز یا سختی گیر استفاده کرد . اما باید دقت داشت با اینکه سختی گیر ها در مورد رنگزاهای دیسپرس آنتراکینونی مفید و موثر واقع می شوند اما از سوی دیگر ، وجود آنها، خصوصا در شرایطی که رنگرزی در مقادیر PH بزرگتر از 5 صورت بگیرد ، می تواند باعث کاهش راندمان رنگی برخی از رنگزاهای آزو شود.این امر به فلزاتی که از مواد دیسپرس کننده لیگنین سولفونات به سختی گیرجابجا می شوند نسبت داده شده است که باعث افزایش پتانسیل احیایی این نوع دیسپرس کننده خاص می شود.برای به حداقل رساندن تجزیه رنگزای احیا شده ترجیحا PH رنگرزی باید در محدوده 4 تا 5 باشد، همچنین می توان از موادی که مانع احیا شدن می شوند Reduction inhibitors استفاده کرد.مطالعه بیشتر .

مواد دیسپرس کننده : گزارش مفصلی راجع به اثرات مواد دیسپرس کننده بر جذب رنگزا در این بخش گفته شده است.رنگزاهای دیسپرس در آب کم محلول هستند ( به حالت تعلیق در می آیند ) ،به علاوه هنگامی که این رنگزاها سنتز می شوند اغلب بلورین هستند و اندازه ذرات آنها متفاوت است . این ویژگی ها برای اعداف عملی کامل نمی باشند، زیرا هنگام دیسپرس کردن رنگزاها در آب، مشکلاتی نمود می یابد که موجب نایکنواختی و ضعیف بودن رنگرزی های حاصل ، می گردد.برای بدست آوردن ذراتی با اندازه مورد نیاز و توزیع ابعادی مناسب ( به طوری که حداکثر اندازه ذرات ، کمتر از 1 میکرومتر باشد)معمولا رنگزای دیسپرس، به همراه یک دیسپرس کننده ، خرد و آسیاب می شود.

مواد دیسپرس کننده که معمولا آنیونیک هستند ، از جمله لیگنین سولفونات ها یا پلیمر های تراکمی آریل سولفونیک اسید ها، عمل خرد و ریز شدن ذرات رنگزا را با جلوگیری از تجمع ذرات آسان می کنند و این امکان را فراهم می آورند که بتوان رنگزا را در شکل های مایع یا پودر تهیه کرد.اگرچه مواد دیسپرس کننده ، دیسپرسیون رنگزا در آب را آسان می کند اما عمل اصلی آنها ، علاوه بر تسهیل در ریز شدن ذرات بزرگ رنگزا،ایجاد یک دیسپرسیون پایدار در طی رنگرزی است. در واقع برای حفظ ثبات و پایداری دیسپرسیون ، مخصوصا در حالت مایع رنگزا و نیز هنگامی که قرار است رنگرزی در دمای بالا انجام شود، مواد دیسپرس کننده به حمام رنگرزی اضافه می شوند.

Chemical Principles of Synthetic Fiber dyeing/Burkinshaw,S.M/ Translated .Javad Mokhtarti