Сірчаний барвник

Сірчані барвникиє найбільш часто використовуваними барвниками, виготовленими для бавовни з точки зору обсягу. Вони недорогі, зазвичай добре змиваються та легко наносяться. Сірчані барвники переважно чорні, коричневі та темно-сині.[1] Червоні сірчані барвники невідомі, хоча доступний рожевий або світліше червоний колір.

Органічна хімія

Сірчані зв'язки є невід'ємною частиною хромофора в сірчаних барвниках. Це сіркоорганічні сполуки, що складаються з сульфіду (–S–), дисульфіду (–S–S–) і полісульфіду (–S–)._n–) зв’язки в гетероциклічних кільцях. Вони містять субодиниці тіазолів, тіазону, тіантрену та фенотіазонетіоантрону. Будучи неіонними, сірчані барвники нерозчинні у воді.

процес

Фарбування складається з декількох етапів, а саме: відновлення, фарбування, промивання, окислення, намилювання та остаточне промивання. Аніон утворюється при відновленні та розчиненні при кип’ятінні, коли він виявляє спорідненість до целюлози. Сульфід натрію (Na₂S), відновлюючий і солюбілізуючий агент, виконує як відновлення, так і солюбілізацію, утворюючи тіоли, а потім натрієві солі тіолів або тіолатів, які розчиняються у воді та суттєві для целюлози. Вища швидкість виснаження відбувається при 90-95 градусах у присутності електроліту. Пофарбована целюлоза виявляє м'який ефект при зберіганні у вологій атмосфері через наявність надлишку вільної сірки. Для придушення цього необхідна додаткова обробка ацетатом натрію. Х₂S, що виділяється під час фарбування, утворює корозійний сульфід металу. Це обмежує використання металевих посудин, за винятком виготовлених з нержавіючої сталі:

Fe + H₂S → FeS + H₂

Виробництво минуле і сьогодення

Попередником сірчаних барвників, як кажуть, був «Cachou de Laval», який був відкритий Гроассантом і Бретоньєром у 1873 році та одержуваний шляхом обробки продуктів лігніном (наприклад, тирса або солома) джерелами сульфіду (наприклад, гідроксид натрію або сульфід, змішаний із сіркою). Згодом Анрі-Раймонд Відаль винайшов так-так звані чорні відаля в 1893 році шляхом реакції різних похідних аніліну з сіркою. Ці експерименти продемонстрували, що насичено забарвлені матеріали можуть бути легко отримані шляхом поєднання ароматичних сполук і джерел сірки.

Найважливішим представником класу є сірчана сажа 1. Її отримують шляхом реакції 2,4-динітрофенолу та сульфіду натрію в гарячій воді. Подібно до багатьох сірчаних барвників, деталі хімічних реакцій погано вивчені. Прийнято вважати, що сульфід відновлює нітрогрупи до похідних аніліну, які, як вважають, утворюють проміжні сполуки, що містять індофенол-, які додатково зшиваються шляхом реакції з сіркою. Результатом є нерозчинні високомолекулярні речовини. Сірчаний чорний 1 недостатньо вивчений, і матеріал, ймовірно, неоднорідний. Припускають, що це полімер, що складається з субодиниць тіантрену та фенотіазину. З похідних 1,4-діамінобензолу та діамінотолуолу отримують так звані сірчані барвники. Вважається, що ці барвники складаються з полімерів із субодиницями бензотіазолу. До класу сірчаних барвників для випічки належать сірчано-помаранчевий 1, сірчано-коричневий 21 і сірчано-зелений 12.

Спосіб застосування

Сірчані барвники-нерозчинні у воді. У присутності відновника та при лужному рН при високій температурі близько 80 градусів частинки барвника розпадаються, які потім стають водо-розчинними і, отже, можуть поглинатися тканиною. Відповідними відновниками є сульфід натрію або гідросульфід натрію. Звичайна сіль полегшує засвоєння. Після видалення тканини з розчину барвника їй дають постояти на повітрі, після чого барвник відновлюється шляхом окислення. Регенерований вихідний барвник нерозчинний у воді. Окислення також можна здійснити на повітрі або перекисом водню або броматом натрію в слабо кислому розчині.

Низька розчинність у воді є основою гарної стійкості до-прання цих пофарбованих тканин. Ці барвники мають -добру стійкість кольору, за винятком хлорних відбілювачів. Оскільки барвник нерозчинний у воді, він не стікає під час прання у воді та не залишає плям на іншому одязі. Однак барвник може мати слабку стійкість до тертя. Барвники відбілюються гіпохлоритним відбілювачем.

Екологічні проблеми

Через високий рівень забруднюючої природи барвницьких-стіків, сірчані барвники поступово припиняються на Заході, але вони використовуються у великих масштабах у Китаї.[3] Останні досягнення в технології фарбування дозволили замінити токсичні сульфідні відновники. Зараз використовується глюкоза в основному розчині, і доступні продукти як з низьким-сульфідом, так і з нульовим-сульфідом. Майбутні розробки в області зниження рівня барвника за допомогою електрохімічних процесів є перспективними.