Киселите бои, директните бои и реактивните бои се бои растворливи во вода. Производството во 2001 година изнесуваше 30.000 тони, 20.000 тони и 45.000 тони, соодветно. Сепак, долго време, претпријатијата за бои во мојата земја обрнуваа поголемо внимание на развојот и истражувањето на нови структурни бои, додека истражувањето за пост-обработка на боите беше релативно слабо. Најчесто користените реагенси за стандардизација за бои растворливи во вода вклучуваат натриум сулфат (натриум сулфат), декстрин, деривати на скроб, сахароза, уреа, нафталин формалдехид сулфонат итн. Овие реагенси за стандардизација се мешаат со оригиналната боја пропорционално за да се добие потребната јачина. Стоки, но тие не можат да ги задоволат потребите на различните процеси на печатење и боење во индустријата за печатење и боење. Иако горенаведените разредувачи на бои се релативно ниски по цена, тие имаат слаба навлажнување и растворливост во вода, што го отежнува прилагодувањето кон потребите на меѓународниот пазар и може да се извезуваат само како оригинални бои. Затоа, при комерцијализацијата на бои растворливи во вода, навлажнувањето и растворливоста во вода на боите се прашања што треба итно да се решат, а мора да се потпреме на соодветните адитиви.

Третман за навлажнување на бојата
Општо земено, навлажнувањето е замена на течност (треба да биде гас) на површината со друга течност. Поточно, површината во прав или грануларната површина треба да биде површина во гас/цврста материја, а процесот на навлажнување е кога течноста (вода) го заменува гасот на површината на честичките. Може да се види дека навлажнувањето е физички процес помеѓу супстанции на површината. Во пост-третманот на бојата, навлажнувањето често игра важна улога. Општо земено, бојата се преработува во цврста состојба, како што се прав или гранула, која треба да се навлажни за време на употребата. Затоа, навлажнливоста на бојата директно ќе влијае на ефектот на нанесувањето. На пример, за време на процесот на растворање, бојата е тешка за навлажнување и лебдењето на водата е непожелно. Со континуираното подобрување на барањата за квалитет на бојата денес, перформансите на навлажнување станаа еден од индикаторите за мерење на квалитетот на боите. Површинската енергија на водата е 72,75 mN/m на 20℃, што се намалува со зголемувањето на температурата, додека површинската енергија на цврстите материи е во основа непроменета, генерално под 100 mN/m. Обично металите и нивните оксиди, неоргански соли итн. се лесни за навлажнување. Влажноста се нарекува висока површинска енергија. Површинската енергија на цврстите органски материи и полимерите е споредлива со онаа на општите течности, што се нарекува ниска површинска енергија, но се менува со големината на цврстите честички и степенот на порозност. Колку е помала големината на честичките, толку е поголем степенот на формирање порозност, а површината... Колку е поголема енергијата, големината зависи од подлогата. Затоа, големината на честичките на бојата мора да биде мала. Откако бојата ќе се обработи со комерцијална обработка, како што се солење и мелење во различни медиуми, големината на честичките на бојата станува пофина, кристалноста се намалува и кристалната фаза се менува, што ја подобрува површинската енергија на бојата и го олеснува навлажнувањето.

Третман на растворливост на кисели бои
Со употребата на мал сооднос на кади и технологија за континуирано боење, степенот на автоматизација во печатењето и боењето постојано се подобрува. Појавата на автоматски полнила и пасти, како и воведувањето на течни бои, бараат подготовка на течни бои и пасти за печатење со висока концентрација и висока стабилност. Сепак, растворливоста на кисели, реактивни и директни бои во домашните производи за боење е само околу 100 g/L, особено за кисели бои. Некои варијанти се дури и само околу 20 g/L. Растворливоста на бојата е поврзана со молекуларната структура на бојата. Колку е поголема молекуларната тежина и помалку сулфонски киселински групи, толку е помала растворливоста; во спротивно, толку е поголема. Покрај тоа, комерцијалната обработка на бои е исклучително важна, вклучувајќи го методот на кристализација на бојата, степенот на мелење, големината на честичките, додавањето на адитиви итн., што ќе влијае на растворливоста на бојата. Колку полесно се јонизира бојата, толку е поголема нејзината растворливост во вода. Сепак, комерцијализацијата и стандардизацијата на традиционалните бои се базираат на голема количина на електролити, како што се натриум сулфат и сол. Голема количина на Na+ во вода ја намалува растворливоста на бојата во вода. Затоа, за да се подобри растворливоста на боите растворливи во вода, прво не додавајте електролит во комерцијалните бои.

Адитиви и растворливост
⑴ Алкохолно соединение и корастворувач на уреа
Бидејќи боите растворливи во вода содржат одреден број групи на сулфонска киселина и карбоксилна киселина, честичките на бојата лесно се дисоцираат во воден раствор и носат одредена количина на негативен полнеж. Кога се додава ко-растворувачот што ја содржи групата што формира водородна врска, на површината на јоните на бојата се формира заштитен слој од хидрирани јони, што ја поттикнува јонизацијата и растворањето на молекулите на бојата за да се подобри растворливоста. Полиоли како што се диетилен гликол етер, тиодиетанол, полиетилен гликол итн. обично се користат како помошни растворувачи за бои растворливи во вода. Бидејќи тие можат да формираат водородна врска со бојата, површината на јонот на бојата формира заштитен слој од хидрирани јони, што ја спречува агрегацијата и меѓумолекуларната интеракција на молекулите на бојата и ја поттикнува јонизацијата и дисоцијацијата на бојата.
⑵Нејонски сурфактант
Додавањето на одреден нејонски сурфактант во бојата може да ја ослабне силата на врзување помеѓу молекулите на бојата и помеѓу молекулите, да ја забрза јонизацијата и да предизвика молекулите на бојата да формираат мицели во вода, што има добра дисперзибилност. Поларните бои формираат мицели. Молекулите што растворуваат формираат мрежа на компатибилност помеѓу молекулите за да ја подобрат растворливоста, како што е полиоксиетилен етер или естер. Меѓутоа, ако молекулата на ко-растворувачот нема силна хидрофобна група, ефектот на дисперзија и растворливост врз мицелата формирана од бојата ќе биде слаб, а растворливоста нема значително да се зголеми. Затоа, обидете се да изберете растворувачи што содржат ароматични прстени што можат да формираат хидрофобни врски со боите. На пример, алкилфенол полиоксиетилен етер, емулгатор на полиоксиетилен сорбитан естер и други како што е полиалкилфенилфенол полиоксиетилен етер.
⑶ лигносулфонат дисперзант
Дисперзантот има големо влијание врз растворливоста на бојата. Изборот на добар дисперзант според структурата на бојата во голема мера ќе помогне да се подобри растворливоста на бојата. Кај боите растворливи во вода, тој игра одредена улога во спречувањето на меѓусебна адсорпција (ван дер Валсова сила) и агрегација меѓу молекулите на бојата. Лигносулфоната е најефикасниот дисперзант, а за ова постојат истражувања во Кина.
Молекуларната структура на дисперзираните бои не содржи силни хидрофилни групи, туку само слабо поларни групи, па затоа има само слаба хидрофилност, а вистинската растворливост е многу мала. Повеќето дисперзирани бои можат да се растворат во вода само на 25℃. 1～10mg/L.
Растворливоста на дисперзните бои е поврзана со следниве фактори:
Молекуларна структура
„Растворливоста на дисперзираните бои во вода се зголемува како што се намалува хидрофобниот дел од молекулата на бојата, а се зголемува хидрофилниот дел (квалитетот и квантитетот на поларните групи). Тоа значи дека растворливоста на боите со релативно мала релативна молекуларна маса и послаби поларни групи како што се -OH и -NH2 ќе биде поголема. Боите со поголема релативна молекуларна маса и помалку слабо поларни групи имаат релативно ниска растворливост. На пример, Дисперзирана црвена (I), нејзината M=321, растворливоста е помала од 0,1 mg/L на 25℃, а растворливоста е 1,2 mg/L на 80℃. Дисперзирана црвена (II), M=352, растворливоста на 25℃ е 7,1 mg/L, а растворливоста на 80℃ е 240 mg/L.“
Дисперзатор
Кај прашкастите дисперзирани бои, содржината на чисти бои е генерално 40% до 60%, а остатокот се дисперзанти, средства за заштита од прашина, заштитни средства, натриум сулфат итн. Меѓу нив, дисперзентот учествува со поголем дел.
Дисперзантот (средство за дифузија) може да ги обложи фините кристални зрна на бојата во хидрофилни колоидни честички и стабилно да ја дисперзира во вода. Откако ќе се надмине критичната концентрација на мицели, ќе се формираат и мицели, кои ќе редуцираат дел од ситните кристални зрна на бојата. Растворени во мицели, се јавува таканаречениот феномен на „солубилизација“, со што се зголемува растворливоста на бојата. Покрај тоа, колку е подобар квалитетот на дисперзантот и колку е поголема концентрацијата, толку е поголем растворливоста и ефектот на растворање.
Треба да се напомене дека растворливиот ефект на дисперзаторот врз дисперзираните бои со различни структури е различен, а разликата е многу голема; растворливиот ефект на дисперзаторот врз дисперзираните бои се намалува со зголемување на температурата на водата, што е потполно исто како и ефектот на температурата на водата врз дисперзираните бои. Ефектот на растворливоста е спротивен.
Откако хидрофобните кристални честички на дисперзираната боја и дисперзентот ќе формираат хидрофилни колоидни честички, нивната дисперзиона стабилност значително ќе се подобри. Покрај тоа, овие колоидни честички на боја играат улога на „снабдување“ со бои за време на процесот на боење. Бидејќи откако молекулите на бојата во растворена состојба ќе бидат апсорбирани од влакната, бојата „складирана“ во колоидните честички ќе се ослободи на време за да се одржи рамнотежата на растворање на бојата.
Состојбата на дисперзирана боја во дисперзијата
1-дисперзент молекул
2-боен кристалит (растворливост)
3-дисперзантна мицела
4-единечна молекула на боја (растворена)
5-боја зрна
6-дисперзантна липофилна база
7-дисперзантна хидрофилна база
8-натриум јон (Na+)
9-агрегати на кристалити на бои
Меѓутоа, ако „кохезијата“ помеѓу бојата и дисперзаторот е преголема, „понудата“ на единечната молекула на бојата ќе заостане или ќе се појави феноменот „понудата ја надминува побарувачката“. Затоа, директно ќе се намали стапката на боење и ќе се избалансира процентот на боење, што ќе резултира со бавно боење и светла боја.
Може да се види дека при изборот и употребата на дисперзанти, треба да се земе предвид не само стабилноста на дисперзија на бојата, туку и влијанието врз бојата на бојата.
(3) Температура на растворот за боење
Растворливоста на дисперзните бои во вода се зголемува со зголемување на температурата на водата. На пример, растворливоста на Disperse Yellow во вода на 80°C е 18 пати поголема од онаа на 25°C. Растворливоста на Disperse Red во вода на 80°C е 33 пати поголема од онаа на 25°C. Растворливоста на Disperse Blue во вода на 80°C е 37 пати поголема од онаа на 25°C. Ако температурата на водата надмине 100°C, растворливоста на дисперзните бои ќе се зголеми уште повеќе.
Еве еден посебен потсетник: ова својство на растворање на дисперзираните бои ќе донесе скриени опасности во практичните апликации. На пример, кога течноста за боење се загрева нерамномерно, течноста за боење со висока температура тече кон местото каде што температурата е ниска. Како што температурата на водата се намалува, течноста за боење станува презаситена, а растворената боја ќе се таложи, предизвикувајќи раст на кристални зрна на бојата и намалување на растворливоста. Што резултира со намалена апсорпција на бојата.
(четири) кристална форма на боја
Некои дисперзирани бои го имаат феноменот на „изоморфизам“. Тоа е, истата дисперзирана боја, поради различната технологија на дисперзија во процесот на производство, ќе формира неколку кристални форми, како што се игли, прачки, снегулки, гранули и блокови. Во процесот на нанесување, особено при боење на 130°C, понестабилната кристална форма ќе се промени во постабилна кристална форма.
Вреди да се напомене дека постабилната кристална форма има поголема растворливост, а помалку стабилната кристална форма има релативно помала растворливост. Ова директно ќе влијае на стапката на апсорпција на бојата и процентот на апсорпција на бојата.
(5) Големина на честички
Општо земено, боите со мали честички имаат висока растворливост и добра дисперзиона стабилност. Боите со големи честички имаат помала растворливост и релативно слаба дисперзиона стабилност.
Во моментов, големината на честичките на домашните дисперзирани бои е генерално 0,5~2,0 μm (Забелешка: големината на честичките при боење со потопување бара 0,5~1,0 μm).