وظیفه دسپرس کننده در رنگرزی

مواد دیسپرس کننده مواد خنثی ای هستند که در رنگرزی پلی استر با رنگ دیسپرس کاربرد دارد که نه بار منفی دارند و نه بار مثبت و در فرآیند رنگرزی الیاف نساجی به کار می روند . عملکرد آنها به این صورت است که در فضای خالی حالال قرار می‌گیرند اما در آن حل نمی‌شوند، در واقع باعث یکنواختی رنگ می گردند و رنگرزی الیاف بهتر صورت می‌گیرد.
مواد رنگزای آزو بزرگترین گروه از مواد رنگزای دیسپرس مصرفی در نساجی حدود (60%) را تشکیل می‌دهند . این مواد رنگزا در آب نامحلول هستند و بصورت دیسپرس شده در آب برای رنگرزی الیاف پلی استر به کار می‌روند . بدلیل عدم انحلال مواد رنگزای دیسپرس در آب ، در انتهای رنگرزی مقداری از ذرات ماده رنگزا بر روی الیاف رسوب می‌کنند . این رسوب سبب کاهش درخشندگی رنگ و کاهش ثبات شستشویی، مالشی و تصعیدی می‌گردد .

عدم انحلال مواد رنگزای دیسپرس در آب سبب شده است تا این رسوبات را نتوان از طریق شستشوی معمولی از بین برد . روش معمول برای از بین بردن رسوبات مواد رنگزای دیسپرس بر روی الیاف پلی استر ، روش شستشوی احیایی می‌باشد . در طی عملیات شستشوی احیایی، ترکیبات آزوی موجود در سطح الیاف شکسته شده و به مولکول‌های کوچکتر تبدیل می‌شوند .

کاربرد اصلی مواد رنگزای دیسپرس در رنگرزی الیاف دی استات سلولز ، تری استات سلولز و پلی استر است . مواد دیسپرس کننده در نساجی 3 نوع هستند : -1 مایع -2 پودر -3 پرک . این مواد به طور کلی در رنگرزی و چاپ کاربرد دارند.

دیسپرس کننده چیست؟

دیسپرس کننده‌ها (سورفکتانت‌ها) که عمدتاً از به هم چسبیدن مجدد رنگدانه و ذرات فیلرها جلوگیری می‌کنند. دیسپرس کننده‌ها بر روی ذرات جذب می‌شوند و با اثرات دفع بار الکتریکی (دیسپرس کننده های یونی) یا توسط اثرات فضایی (پراکنده کننده های غیریونی) از نزدیک شدن ذرات جلوگیری می‌کنند. برای پایداری دیسپرسیون رنگدانه‌ها از عوامل تر کننده و دیسپرس کننده استفاده می‌شود. آن‌ها اغلب از مکانیسم دافعه فضایی برای جلوگیری از لخته شدن ذرات رنگدانه استفاده می‌کنند.

از آنجایی که یک دیسپرس کننده برای کمک به تعلیق ذرات ریز یک جامد در فاز مایع استفاده می شود، باید بتواند ذرات جامد را کاملا خیس کند و همچنین بتواند با محیط دیسپرسیون تعامل داشته باشد. دیسپرس کننده ها با جذب شدن روی سطح ذرات رنگدانه در حالی که انتهای دیگر مولکول در معرض و معمولاً باردار هستند، عمل می کنند. از آنجایی که بارهای مشابه دفع می شوند، ذرات رنگدانه پوشیده شده به صورت جداگانه یکدیگر را دفع شده و به طور یکنواخت پراکنده می مانند. از آنجایی که رنگدانه های منفرد همگی از نظر شیمیایی بسیار متفاوت هستند – برخی جذب آب می شوند و برخی دیگر جذب نمی شوند – مواد دیسپرس کننده باید از نظر شیمیایی متفاوت باشند. هنگام تغییر رنگدانه در یک فرمول، دیسپرس کننده باید کاملاً با دقت بررسی شود تا ببینیم آیا در فرمولاسیون پایدار است یا خیر.

اثر مواد دیسپرس کننده روی جذب رنگزا
مواد دیسپرس کننده به عنوان موادی جهت بهبود و افزایش مهاجرت و یکنواختی رنگزاهای دیسپرس بروی الیاف پلی استر تحت شرایط رنگرزی HT شناخته شده اند . این مواد بمنظور تسهیل در عملیات آسیاب کردن رنگزاها و نیز پایدار نگه داشتن حالت دیسپرسیون آن ها طی رنگرزی بکار می روند بعبارت دیگر جلوگیری از تجمع رنگزا به عهده مواد دیسپرس کننده است. پایداری دیسپرسیون مهمترین پارامتر در رنگرزی از نوع رمق کشی است ، به این دلیل که ناپایداری در دیسپرسیون ، منجر به تجمع مولکولی ذرات رنگزا و احتمالا رسوب آنها خواهد شد و در نتیجه ، رنگرزی نایکنواختی به دنبال خواهد داشت.از آنجا که تمایل به ناپایداری دیسپرسیون در مورد رنگرزی به روش HT بیشتر است .لذا تحت این شرایط ، برای حفظ پایداری دیسپرسیون می توان مقدار بیشتری مواد دیسپرس کننده به حمام رنگرزی افزود. Skelly در تحقیقات خود نشان داد که تنها مواد دیسپرس کننده آنیونیک خاصی به منظور افزودن به حمام رنگرزی بسته های الیاف پلی استر تکسچره شده به روش HT مناسبند . برخی از مواد دیسپرس کننده ، مانند لیگنین سولفونات ها ، احیای رنگزاهای دیسپرس آزو را تحت شرایط رنگرزی HT تقویت می کنند. در این مورد Mortimer و Murray جز اولین کسانی بودند که تمایل کاهشی لینگنین سولفونات ها را گزارش کردند، که این موضوع بعد ها توسط پژوهشگران متعددی به تایید رسید و این تمایل کاهشی به حضور کاتچول ها Catechols و سایر بخش هایی در لیگنین که به آسانی اکسید می شوند ، نسبت داده شده است.

اگرچه رنگزاهای دیسپرس آزو نسبت به عمل احیا تمایل بیشتری در مقایسه با رنگزاهای آنتراکینونی نشان می دهند ، ولی رنگزاهای آنتراکینونی طی عملیات احیای جزیی به مشتقات لوکو تبدیل شده و در نهایت توسط اکسید کننده های ملایم ، مجددا می توانند اکسید شوند . همچنین افزودن سدیم نیتریت به لیگنین سولفونات احیای بسیاری از رنگزاهای دیسپرس را در دوشرایط غنی از اکسیژن و دیگری حاوی اکسیژن کم و در حضور یا عدم حضور نمک های آهن کاهش می دهد. در تحقیقات بعدی خواص دیسپرس کنندگی نمک های سدیم و آمونیوم لیگنین سولفونات با نمک های لیگنین سولفونات حاصل از سایر یونهای معدنی ، نمک های آلکیل آمین و آلکانول آمین مقایسه شد که نشان می دهد نمک های آمین و آلکانول آمین لیگنین سولفونات ها بطور قابل توجهی تمایل کاهشی پایین تری را نسبت به نمک های سدیم لیگنین سولفونات ها نشان می دهند.

همچنین غلظت دهنده های مصنوعی که در چاپ منسوجات بکار می روند در برابر الکترولیت ها و دیسپرس کننده های آنیونیک حساسیت نشان می دهند لذا بسیاری از سازندگان مواد رنگزا ، رنگزاهای دیسپرس را بصورت دیسپرس شده با دیسپرس کننده های غیری یونی (نانیونیک) به فروش می رسانند.

Bird و همکارانش نشان دادند تمایل جذب رنگزای CI Disperse Blue 24 بر روی الیاف دی استات سلولز در درجه حرارت 80سانتیگراد با افزایش غلظت مواد دیسپرس کننده آنیونیک ، افزایش می یابد که این اثر را می توان ناشی از عملکرد سطح فعال Surfactant دانست که این سطح فعال ، سرعت انحلال ذرات رنگزای کم محلول در آب را افزایش می دهد . در مقابل سرعت جذب دو رنگزای دیسپرس تجاری که حلالیت بیشتری دارند با افزایش غلظت ماده دیسپرس کننده کاهش یافت که این ناشی از پایین آمدن غلظت موثر رنگزا در حمام رنگرزی است. در رابطه با تاثیر مواد دیسپرس کننده بر رنگرزی الیاف پلی استر Thakore اثبات نمود که جذب هفت رنگزای دیسپرس تجاری بروی الیاف پلی استر در درجه حرارت 130 سانتیگراد با افزایش غلظت ماده دیسپرس کننده آنیونیک در حمام رنگرزی ، کاهش می یابد ، این اثر برای رنگزاهای آزو نسبت به رنگزاهای آنتراکینون و همچنین برای رنگزاهایی که حلالیت آبی بیشتری دارند ، محسوس تر بود.