4. Các loại thuốc nhuộm cụ thể
4.4.Thuốcnhuộm bazơ cation
4.4.1. Thuốc nhuộm bazơ
Thuốc nhuộm bazơ là những hợp chất màu có cấu tạo khác nhau, hầu hết chúng là các muối clorua, oxalat hoặc muối kép của bazơ hữu cơ. Thường gặp hơn cả trong nhóm thuốc nhuộm này là các dẫn xuất của đi- và triphenylmetan, mono và điazo, polymetyl, azometyl, antraquinon và phtaloxianin.
Đặc điểm nổi bật của thuốc nhuộm bazơ là có đủ gam màu, màu tươi thuần sắc và cường độ mâu rất mạnh. Song nhược điểm của thuốc nhuộm bazơ là cho màu kém bền với giặt và ánh sáng nên chúng được dùng để nhuộm một số sản phẩm dệt từ xơ xenlulo, nhuộm lụa tơ tằm để trang trí, để nhuộm giấy và dùng làm mực in trong công nghiệp in
ấn. Ở nước ta thuốc nhuộm bazơ được dùng rộng rãi để nhuộm và in chiếu cói, các mặt hàng mây tre và gỗ cho màu tương đối bền và đẹp.
Do ái lực của thuốc nhuộm bazơ với xenlulo rất thấp muốn sử dụng chúng để nhuộm vải may mặc thì phải cầm màu, nhưng khi cầm màu (bằng tanin và muối antimoan) thì độ
tươi màu lại giảm đi.
Tất cả thuốc nhuộm bazơ đều dễ hoà tan trong nước, khi hoà tan chúng phân ly thành hai ion: cation là ion mang màu, anion không mang màu. Như vậy theo tính chất
điện hoá thì thuốc nhuộm bazơ đối cực với thuốc nhuộm axit. Những thuốc nhuộm bazơ
thường như sau:
a. Loại điaminotriarylmetan
thuốc nhuộm này có màu xanh lục tươi, có tác dụng diệt khuẩn nên được dùng trong y học thay cho iot.
b. Loại triaminođiphenylmetan
Tiêu biểu của loại này là auramin (còn gọi là vàng bá), có màu vàng, được dùng để
nhuộm vải sợi bông và cầm màu bằng tanin, để nhuộm tơ tằm, nhuộm giấy, chiếu cói, gỗ
và da. Công thức cấu tạo của auramin như sau:
c. Loại triaminotriarylmetan
Tiêu biểu cho những thuốc nhuộm bazơ loại này là thuốc nhuộm fucsin, nó là hỗn hợp của fucsin và parafucsin có công thức như sau:
Fucsin có màu đỏ tươi nhưng kém bền màu với ánh sáng nên người ta dùng nó để
chế tạo các thuốc nhuộm khác bằng cách alkyl hoá các nhóm amin tự do còn lại.
d. Thuốc nhuộm bazơ là dẫn xuất của xanten
Tiêu biểu cho nhóm này là những thuốc nhuộm thuộc gốc rođamin, chúng có tính bazơ yếu nên có thể dùng để nhuộm xơđộng vật và cả cho xơ bông nhưng phải cầm màu.
Rođamin có màu đỏ tươi, rất thuần sắc (ở thị trường quen gọi là phẩm cánh sen hay cánh quế) có công thức như sau:
Những dẫn xuất của rođamin mà trong phân tử của nó nhóm cacboxyl đã bị este hoá sẽ có tính bazơ mạnh hơn, có độ bền màu với gia công ướt cao hơn, màu vẫn tươi và thuần sắc. C N(C2H5)2 (C2H5)2 Cl + C NH2Cl H2N + NH2 CH3 fucsin parafucsin C NH2Cl H2N + NH2 C (CH3)2N NH2Cl N(CH3)2 + N(C2H5)2Cl (C2H5)2N + COOH C O
4.4.2. Thuốc nhuộm cation
Sau khi tổng hợp được xơ polyacrylonitrin (PAN) người ta đã tìm thấy một số thuốc nhuộm có cấu tạo giống thuốc nhuộm bazơ nhưng lại bắt màu mạnh vào xơ PAN, có độ
bền màu cao với nhiều chỉ tiêu gọi là thuốc nhuộm cation. Chúng có thể xem như các muối amoni bậc bốn với dạng tổng quát là R1NR3Cl−, ở đây R1, R3 là các gốc alkyl hay aryl khác nhau. Phần mang màu của thuốc nhuộm có thể là các gốc triphenylmetan, thuốc nhuộm metin và azo, dẫn xuất antraquinon và phức của đồng-phtaloxianin. Điện tích dương của nguyên tử nitơ bậc bốn có thể nằm ở mạch nhánh hoặc nằm trong dị vòng. Trong số các anion, thường gặp hơn cả là ion Cl− và CH3SO4−, chúng ít ảnh hưởng đến tính chất màu của thuốc nhuộm, nhưng đóng vai trò quan trọng trong quá trình hoà tan thuốc nhuộm trong nước. Những loại chính như sau.
a. Thuốc nhuộm cation mang điện tích dương ở mạch nhánh
Về cấu tạo những thuốc nhuộm này gần giống như thuốc nhuộm phân tán, nhưng khác ở chỗ chúng có mạch nhánh chứa nhóm amoni bậc bốn, nhờđó mà thuốc nhuộm hoà tan trong nước và có tính bazơ cần thiết. Những muối amoni bậc bốn này ổn định trong một khoảng pH rộng, chúng có độ bền màu cao với ánh sáng, nhưng không tươi và thuần sác bằng màu của các nhóm khác.
b. Thuốc nhuộm cation mang điện tích dương ở nhóm mang màu
Nhóm thuốc nhuộm này có màu tươi hơn cả và có khả năng nhuộm màu rất cao. Có nhiều kiểu thuốc nhuộm cation loại này nhưng quý hơn cả là những thuốc nhuộm có gốc oxazin, xianin polymetin và triarylmetan, còn những gốc khác thì cho màu kém bền với ánh sáng hoặc dễ bị thủy phân.
c. Thuốc nhuộm cation tạo thành điện tích dương khi nhuộm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Những thuốc nhuộm loại này không tích điện dương trong môi trường trung tính và kiềm yếu, nó giống như thuốc nhuộm phân tán. Khi có mặt axit cần thiết trong dung dịch nhuộm xơ PAN thì phân tử thuốc nhuộm sẽ kết hợp proton và trở nên tích điện dương nên nó lại có những tính chất của thuốc nhuộm cation.
Khác với các nhóm trên, thuốc nhuộm cation nhóm này coi như thuốc nhuộm phân tán nên bắt màu vào xơ PAN khá đều.
4.4.3. Các mặt hàng thuốc nhuộm cation
Thuốc nhuộm cation được sản xuất ở dạng bột và dạng lỏng. Dạng bột khó thấm nước, có độ hoà tan hạn chế trong nước, lại dễ bốc bụi nên người ta đã sản xuất một số
mặt hàng thuốc nhuộm này ở dạng lỏng cho dễ sử dụng và cân đo. Vấn đề đó có ý nghĩa thực tế là nâng cao độ hoà tan, độ ổn định và độ bền nhiệt của thuốc nhuộm này nhất là khi bảo quản lâu trong kho.
Cũng như các thuốc nhuộm hoà tan khác, trong nước, thuốc nhuộm cation phân ly thành ion. Sự thay đổi mức độ phân ly của nó là một yếu tố quan trọng để điều chỉnh quá trình nhuộm. Khi giảm mức độ phân ly sẽ giảm lượng thuốc nhuộm hấp phụ vào xơ, nhưng khi tăng độ phân ly thì có nguy cơ loang màu do thuốc nhuộm bắt vào xơ quá nhanh. Khi tăng nhiệt độ nhuộm, mức độ phân ly của thuốc nhuộm cũng tăng lên, từ 80 - 85oC trở lên thuốc nhuộm bắt vào xơ rất nhanh, ở 95 - 98oC không quan sát thấy các phân tử thuốc nhuộm cation liên hợp. Khi giảm trị số pH của dung dịch nhuộm sẽ giảm mức độ
Thuốc nhuộm cation có tốc độ bắt màu khác nhau, thường được chia làm ba nhóm: bắt màu nhanh, bắt màu chậm và bắt màu trung bình. Tốc độ bắt màu vào xơ PAN của chúng khác nhau là do chúng khác nhau về: cấu tạo hoá học, tính bazơ, độ phân cực của phân tử thuốc nhuộm và đặc điểm của anion.
Những thuốc nhuộm cation được sản xuất trên cơ sở các dẫn xuất của antraquinon có tốc độ bắt màu vào xơ PAN không cao và khả năng nhuộm màu của chúng cũng không cao. Ưu điểm chủ yếu của loại này là có độ bền với xử lý bằng hơi (hấp) cao hơn so với những thuốc nhuộm cation cùng có gam màu xanh nhưng lại có gốc mang màu từ các hợp chất khác. Loại thuốc nhuộm này rất thích hợp để in hoa, nhuộm liên tục hoặc nhuộm một số chế phẩm từ xơ PAN có yêu cầu phải xử lý hơi trong quy trình công nghệ nhuộm.
Thuốc nhuộm cation có ưu điểm là dễ phối từ ba màu cơ bản: vàng, xanh lam và đỏ, bảo đảm nhận được đều màu, có thể tạo được các gam màu rộng. Ở dạng lỏng thuốc nhuộm cation rất thuận tiện cho công nghệ nhuộm liên tục, dung dịch thuốc nhuộm ổn
định ở nhiệt độ cao. Trong môi trường axit axetic hay axit focmic và có mặt chất hoạt
động bề mặt dạng lỏng của thuốc nhuộm cation khá ổn định. Mặt hàng của thuốc nhuộm cation đủ màu từ vàng đến đen và được sản xuất dưới các tên thương phẩm khác nhau:
Bảng 3.9
Tên thuốc nhuộm Tên nước và hãng sản xuất
Cation Liên Xô (cũ) và nhiều nước khác Astrasol Bayer Bazacryl BASF
Maxilon. Diorlin Ciba-Geigy
Sandocryl Sandoz Catilon, Diacryl, Daito-acryl Nhật Bản
Anylan Ba Lan
Melacryl Rumani Lircamin Francolor Sevron Du-Pont
Acrolon Synacryi ICI