رنگرزی اکریلیک با مواد رنگزای بازیک – کاتیونی

بهترین و مناسب ترین طبقه از مواد رنگزا که برای رنگرزی اکریلیک به کاربرده می شوند ، مواد رنگزای بازیک یا کاتیونیک می باشند.گرچه این طبقه از مواد رنگزا بر روی الیاف پنبه و پشم ثبات نوری و شستشویی بسیار پایینی دارند اما خواص ثباتی آنها بر روی الیاف اکریلیک خوب است.
رنگرزی اکریلیک با مواد رنگزای بازیک طی سه مرحله انجام می شود.
-1ماده رنگزا جذب سطح الیاف می شود
-2ماده رنگزا از سطح الیاف به داخل آن نفوذ می کند
-3ماده رنگزا در داخل الیاف تثبیت می شود.
رنگرزی الیاف اکریلیک با مواد رنگزای بازیک مشکلاتی را به همراه داشته و معمولاً حصول رنگرزی یکنواخت دشوار می باشد. برای برطرف کردن مشکل فوق معمولاً از مواد کمکی که به آنها کند کننده یا ریتاردر می گویند استفاده می شود. ریتاردر ها موادی هستند که باعث یکنواخت شدن رنگرزی می شوند.

ریتاردر Retarder

این ماده به عنوان یک کند کننده پایدار (Permanent Retarder) و یکنواخت کننده ((Dye leveling Agent در صنایع نساجی ( با توجه به نوع رنگ و لیف ) مورد استفاده قرار می گیرد.
فرمول شیمیایی : بنزالکونیوم کلراید
ظاهر : مایع شفاف و بی رنگ
: PH قلیایی
حلالیت : به هر نسبتی در آب حل می شود
زمان نگهداری : به مدت یک سال در شرایط معمولی قابل نگهداری است.
بسته بندی : هر 100 کیلوگرم از ماده فوق توسط دو کیسه پلی اتیلنی که درون بشکه پلاستیکی قرار می گیرد بسته بندی می شود.
ریتاردر ها را بر اساس ساختار شیمیایی شان می توان به دو دسته تقسیم کرد که عبارتند از :
1-ریتاردرهای آنیونی 2- ریتاردر های کاتیونی
به کاربردن ریتاردر به مقدار بیش از حد مورد نیاز علاوه بر آنکه نسبت جذب ریتاردر را کاهش می دهد نسبت جذب ماده ی رنگزای مصرفی را نیز به میزان قابل ملاحظه ای کاهش خواهد بود به همین دلیل است که در مورد رنگرزی الیاف اکریلو نیتریل کلیه موادی که جهت تأمین منظورهای مختلف به خصوص مواد کمکی که به عنوان کندکننده مصرف می شوند می بایستی تحت شرایط حساب شده به حمام رنگرزی اضافه شوند.

تا قبل از پیدایش الیاف اکریلیک این دسته از رنگزاها کاربرد چندانی نداشته اند. ولی ثبات نوری خوب و قابلیت جذب خوب آنها نسبت به الیاف اکریلیک که باعث رنگرزی های عمیق با ثبات شستشویی خوب گردید، موجب شد تا این دسته از رنگزاها مورد توجه قرار گیرند. رنگزاهای بازیک به دلیل بارکاتیونیکی که دارند با گروه های آنیونیک در لیف اکریلیک واکنش می دهند.این رنگزاها دارای گروه های آمینو یا الکیل آمینو به عنوان آکسوکروم هستند. از این رنگزاها برای رنگرزی جوت، کاغذ، چرم و … نیز استفاده می شود. یکسری رنگزاهای بازیک اصلاح شده نیز وجو دارد که ساختار شیمیایی آنها مشابه می باشند فقط ساختار مولکولی اینها به مقدار خیلی جزئی طویل تر می باشد که این باعث شده یکسری خواص رنگزاهای بازیک بهبود پیدا کند: ثبات نوری بهتر، به کلیه الیاف تمایل دارند و نیز تمابل بالاتری نسبت به گروه قبلی دارند.

از نظر ساختار شیمیایی مواد رنگزای بازیک به گروه های فرعی زیر تقسیم می شوند:

مشتقات تری فنیل متان
مشتقات تیازین (متیلن بلو)
گروه های اکسازین (Meldola Blue)
آزین ها(Basic Red 5)
زانتین
گروه های آزو
الیاف آکریلیکی از زنجیر مولکولی آکریلو نیتریل درست شده که دارای شماری گروه های آنیونیکی نیز میباشد و این الیاف با رنگزاهای کاتیونیک با نیتریل گروه لیف یک اتصال شیمیایی بر قرار می سازد بنام اتصال نمکی.

در رنگرزی آکرلیک با رنگزاهای کاتیونیک برای رنگرزی یکنواخت کاربرد یکنواخت کننده ها پیشنهاد میگردد که به یکنواخت کننده ها در رنگرزی اکریلیک Levelling Agent گفته نمی شود به آنها ریتاردر Retarder میگویند که از نظر ساختار شیمیایی به دو دسته آنیونیکی و کاتیونیکی تقسیم می شوند.

ریتاردرهای کاتیونیک متداول معمولا ترکیبات آمونیوم ۴ ظرفیتی بی رنگ محلول در آب هستند .مصرف ریتاردر کاتیونیک متداول تر است به چند دلیل مثل :

رنگزارا تحت تاثیر قرار نمی دهد.

جذب رنگزاهایی که افینیته پایین دارند را افزایش میدهد.

کاتیونی همانند رنگزا عمل کرده و در نشستن روی گروه نیتریل لیف با رنگ رقابت میکند درحالی که ریتاردر های آنیونیک روی لیف تاثیری ندارند و با رنگ تشکیل کمپلکس میدهند بنام کاتیون – آنیون که با افزایش درجه حرارت کمپلکس شکسته ، رنگزا آزاد و جذب لیف میشود درنتیجه گراف و کنترل دما دارای اهمیت است.

رنگ و لیف :

درجه هماهنگی رنگ
در این زمینه محدوده ایی ین 1 تا 5 دارد که نشان دهنده رفتار رنگ کاتیونیک در ترکیب رنگها میباشد در حقیقت ارزش نمایش دهنده ٬ هماهنگی رنگها برای ترکیب شدن با یکدیگر می باشد.

سرعت رنگرزی بالا (جذب + نفوذ با انتشار رنگ)=1

سرعت رنگرزی پایین (جذب + نفوذ رنگ) = 5

رنگهایی که دارای هماهنگی هستند سرعت جذب آنها نیز برابر خواهد بود .رنگهایی که دارای هماهنگی های گوناگون هستند در ترکیب سه رنگ با هم بیش از 0.5 درجه و در ترکیب دو رنگ با هم نباید بیش از 1.5 درجه اختلاف داشته باشند.

سیر شوندگی (درجه اشباع)
چنین روندی نشان دهنده بیشینه اندازه رنگ جذب شده به وسیله لیف اکرلیک میباشد. این روند به شمار گروه های جذب کننده رنگ در لیف بستگی دارد و آن را معمولا با SP نشان می دهند . این روند نشان دهنده درصد وزنی لیف است که بیشترین اندازه رنگ کاتیونیک را جذب نموده.

درجه سیر شوندگی رنگ
که خود اندازه ثابتی است و از رابطه زیر بدست می آید :

Fiber Sutvration Value/ Saturation Concentration = S/CS=Dye Saturation Factor
برای هر دو درجه سیر شوندگی رنگ و لیف دفترچه راهنمای کارخانه های سازنده در دسترس است و برای محاسبه F و جذب برابر رابطه زیرین به کار می روند :

نقطه اشباع/بیشترین درصد= رنگ فاکتور رنگ F=

محاسبه اندازه درصد ریتاردر :

(درجه سیر شوندگی رنگ * درصد رنگ )-درجه سیری لیف R%=

S.D رنگ—-لیفR%=S.V

در حقیقت مقدار ریتارد پیوندی وارونه با درصد کاربرد رنگ دارد و به گفته دیگر هرچه درصد کاربرد رنگ بالا و بیشتر باشد درصد ریتارد کاهش میابد .

رنگرزی اکریلیک

نکته ۳۶۲۱ – پارچه های اکریلیک اکثرا قبل از رنگرزی ، تثبیت گرمایی می گردند .

نکته ۳۶۲۲ – اثر تثبیت انجام شده روی پارچه های اکریلیک ، بر خلاف پارچه های نایلونی ، پلی استر و تری استات ناپایدار بوده و در رنگرزی از بین می رود .

نکته ۳۶۲۳ – علت ناپایدار بودن تثبیت انجام شده روی پارچه های اکریلیک که در رنگرزی از بین می رود ، نرم شدن سریع الیاف اکریلیک بعد از گذشتن از دمای تبدیل شیشه ای است .

نکته ۳۶۲۴ – تثبیت گرمایی پارچه های اکریلیک ، از چروک شدن آن، مخصوصا در رنگرزی با وینچ جلوگیری می کند ‌.

نکته ۳۶۲۵ – در تثبیت به پارچه های اکریلیک امکان جمع شدن داده می شود و این امر در رنگرزی پارچه به صورت غلتک از اهمیت فراوان برخوردار است ، چون جمع شدگی پارچه در حین رنگرزی نتایج مطلوب به همراه دارد .

نکته ۳۶۴۷ – اولین بار آمریکا موفق شد الیاف مصنوعی شبیه به پشم طبیعی ارلون ( اکریلیک ) بسازد .

نکته ۳۶۴۸ – امروزه الیاف آکریلیک تحت اسامی مختلفی با ساختمان شیمیایی مختلف مانند آکریلان ، ارلون و کورتل به بازار عرضه می شوند ‌.

نکته ۳۶۴۹ – الیاف آکریلیک در برابر محیط های اسیدی مقاوم هستند .

نکته ۳۶۵۰ – الیاف آکریلیک در برابر محیط های قلیایی مخصوصا در درجه حرارت های بالا مقاومت چندانی ندارند .

نکته ۳۶۵۶ – تثبیت پارچه های اکریلیک معمولا در حالت آزاد و به کمک استنتر انجام می شود، به نحوی که پارچه پس از خروج از استنتر در هیچ جهت تنش نباشد ‌. بدین ترتیب تمام تنش هایی که در مراحل مختلف پارچه انباشته شده اند رها شده و پارچه حالت استراحت خود را کسب می کند ‌.

نکته ۳۶۵۷ – دمای تثبیت پارچه های اکریلیک ۱۷۰ تا ۱۹۰ درجه سانتی گراد در مدت حدود ۱۵ تا ۶۰ ثانیه است .

نکته ۳۶۸۱ – الیاف آکریلیک در برابر اکسید کننده ها مقاوم بوده و به همین دلیل برای بهتر سفید کردنشان می توان از حمام حاوی مواد سفید کننده مانند کلریت سدیم استفاده کرد . ‌

نکته ۳۶۸۲ – مقاومت الیاف آکریلیک در برابر حرارت خوب است .

نکته ۳۶۸۳ – الیاف آکریلیک اگر به مدت دو روز در معرض دمای ۱۵۰ درجه سانتی گراد قرار گیرند مقاومت اولیه شان کاهش پیدا نمی کند .

نکته ۳۶۸۴ – الیاف آکریلیک در دمای ۲۰۰ درجه سانتی گراد رنگ آن ها زرد شده و در دمای بیش از ۲۰۰ درجه سانتی گراد قهوه ای رنگ می شوند .

نکته ۳۶۸۵ – بهترین حلال یا معرف شناسایی الیاف آکریلیک ، دی متیل فرم آمید ( DMF ) است .

نکته ۳۷۱۶ – الیاف آکریلیک را می توان با مواد رنگزای بازیک و دیسپرس رنگ کرد .

نکته ۳۷۱۷ – رنگرزی الیاف آکریلیک طی سه مرحله انجام می شود که عبارت اند از :
۱- ماده رنگزا جذب سطح الیاف می شود .
۲- ماده رنگزا از سطح الیاف به داخل آن نفوذ می کند .
۳- ماده رنگزا در داخل الیاف تثبیت می شود .

نکته ۳۷۱۸ – برای برطرف کردن دشوار بودن رنگرزی یکنواخت الیاف آکریلیک از مواد کمکی که به آن ها ، کند کننده یا ریتاردر می گویند استفاده می شود .

نکته ۳۷۱۹ – ریتاردر موادی هستند که باعث کند شدن سرعت رنگرزی و در نتیجه باعث یکنواخت شدن رنگرزی می شوند .

نکته ۳۷۲۰ – ریتاردرها بر اساس ساختار شیمیایی شأن به دو دسته آنیونی و کاتیونی تقسیم می شوند .

نکته ۳۷۵۱ – به کار بردن ریتاردرها به مقدار بیش از حد باعث کاهش نسبت جذب ریتاردر و نسبت جذب ماده ی رنگزای مصرفی می شود .

نکته ۳۷۵۲ – مراحل رنگرزی کالای اکریلیک با مواد رنگزای بازیک عبارت است از :
۱- تهیه کردن حمامی حاوی ماده رنگزا ، ریتاردر ، اسید استیک به مقدار ۲٪ ، سولفات سدیم به مقدار ۱۰٪ ، استات به مقدار ۲٪ نسبت به وزن کالا ‌.
۲- قرار دادن کالا در دمای ۴۰ درجه سانتی گراد داخل حمام .
۳- افزایش تدریجی درجه حرارت حمام تا محلول رنگرزی در طی مدت زمان ۲۵ دقیقه به جوش برسد .
۴- ادامه ی رنگرزی به مدت ۱ ساعت در دمای جوش .
۵- کاهش دمای حمام در مدت ۱۵ دقیقه به ۷۰ درجه سانتی گراد .
۶- شستشوی کالا .

نکته ۳۷۵۳ – مواد رنگزای دیسپرس ، دارای خاصیت یکنواخت شوندگی و قدرت مهاجرت خوبی می باشند .

نکته ۳۷۵۴ – در رنگرزی اکریلیک ، از مواد رنگزای دیسپرس به مقیاس وسیعی جهت ایجاد رنگ های روشن استفاده می شود .

نکته ۳۷۵۵ – در رنگرزی اکریلیک ، در صورت استفاده از مواد رنگزای دیسپرس، نیازی به استفاده از مواد یکنواخت کننده یا کند کننده نمی باشد .

نکته ۳۷۸۶- مراحل رنگرزی الیاف اکریلیک با مواد رنگزای دیسپرس عبارت است از :
۱- رساندن درجه حرارت حمام به ۶۰ درجه سانتی گراد .
۲- اضافه کردن ماده ی رنگزای دیسپرس به حمام .
۳- اضافه کردن اسید استیک ۳۰٪ به مقدار ۲٪نسبت به وزن کالا و ماده دیسپرس کننده به مقدار ۲٪ نسبت به وزن کالا به حمام.
۴-وارد کردن کالا در حمام
۵- افزایش تدریجی درجه حرارت حمام تا مایع رنگرزی در طی مدت زمان ۴۰ دقیقه به جوش برسد .
۶- ادامه ی رنگرزی در مدت ۲۰ دقیقه به ۶۰ درجه سانتی گراد
۷- شستشوی کالای رنگ شده .