I. ÁP DỤNG THUỐC NHUỘM AXIT NHUỘM LEN 1 Cơ chế nhuộm len
I.1.2. Trao đổi ion và liờn kết kị nước
Len hấp thụ mạnh cỏc thuốc nhuộm bền với tạo nỉ và rất bền với tạo nỉ ngay cả trong điều kiện kiềm yếu khi xơ sợi cú nhiều nhúm cacboxylat anion hơn cỏc nhúm ion amoni. Cỏc thuốc nhuộm đú cú độ tận trớch cao trong cỏc điều kiện trờn. Cơ chế trao đổi ion rừ ràng là quỏ đơn giản và những kiểu dạng khỏc của tương tỏc thuốc nhuộm−xơ sợi cú thể vận hành trong cỏc trường hợp này.
Ái lực của thuốc nhuộm axit với len núi chung tăng với sự tăng bề mặt phõn tử nhưng giảm khi thuốc nhuộm cú cỏc nhúm sunfonat bổ sung vào phõn tử.
Đối với những phõn tử thuốc nhuộm kị nước lớn, những kiểu dạng khỏc của tương tỏc thuốc nhuộm xơ sợi trở thành quan trọng bờn cạnh lực hỳt “Coulom” giữa cỏc nhúm ion amoni trong len và anion thuốc nhuộm. Những lực thuốc nhuộm−xơ
sợi bổ sung này bao gồm tương tỏc lưỡng cực, cầu hiđrụ, và lực khuyếch tỏn “vận hành” giữa cỏc nhúm trong phõn tử thuốc nhuộm và cỏc nhúm thớch hợp trong protein. Len, tơ tằm và nylon đều cú cỏc vựng (miền) thuộc cỏc mạch polime mà chỳng khỏ kị nước là trống, khuyết cỏc nhúm phõn cực và ion. Tương tỏc thuốc nhuộm−thuốc nhuộm và thuốc nhuộm−xơ sợi kị nước cú thể xảy ra ở cỏc vựng như
vậy.
Cầu kị nước là đơn giản dựng để mụ tả xu hướng cỏc nhúm kị nước liờn kết với nhau để trỏnh tương tỏc với nước như là việc tạo ra mixen xà phũng và tổ hợp thuốc nhuộm. Lực hoạt động trong cỏc liờn kết kị nước là sự sụt giảm của bề mặt phõn cỏch hiđrụcacbon−nước, điều đú xảy ra khi cỏc nhúm kị nước trong phõn tử
thuốc nhuộm phản ứng tương tỏc với cỏc nhúm kị nước trong phõn tử len. Cỏc phõn tử nước cú xu hướng trở nờn cú nhiều hiđrụ liờn kết với nhau hơn và như thế cấu trỳc nhiều hơn ở bề mặt phõn cỏch với cỏc nhúm kị nước. Khi cỏc nhúm kị nước bị
bao quanh bởi cỏc nhúm kị nước khỏc hơn là nước, thỡ cỏc phõn tử nước được giải phúng ra cho sự tăng rừ rệt entropi. Giải thớch này về ỏi lực của cỏc thuốc nhuộm axit kị nước hơn cú giỏ trịđỏng kể.
Minh chứng về tầm quan trọng của tương tỏc kị nước đến từ thực tế nhuộm len biến tớnh hoỏ học. Len trong đú tất cả cỏc nhúm amino tự do được benzoylat bởi xử lớ với anđehit benzoic cho thấy sự hấp thụ tăng đối với cỏc thuốc nhuộm bền với tạo nỉ điển hỡnh, nhưng hấp thụ giảm đối với cỏc thuốc nhuộm đều mầu khối lượng phõn tử thấp cú nhiều nhúm sunfonat trong phõn tử thuốc nhuộm. Trong nhuộm len, tương tỏc thuốc nhuộm−xơ sợi bởi vậy mở rộng từ tương tỏc ion thuần tuý giữa cỏc anion thuốc nhuộm và vựng ion amoni trong len đến cỏc tương tỏc kị nước thuần tuý giữa cỏc nhúm khụng phõn cực trong xơ sợi và trong phõn tử thuốc nhuộm. Sự đồng thuận dường như cho rằng mức độ hấp thụ của thuốc nhuộm axit phụ thuộc vào tương tỏc kị nước giữa thuốc nhuộm và len, điều đú xỏc định độ bền mầu giặt. Tuy nhiờn lực hấp dẫn “coulom” giữa ion amoni len và anion thuốc nhuộm xỏc định tốc độ nhuộm.