Влияние электролитов на состояние красителей - принципы действия

Катионы электролита, компенсируя отрицательный заряд ионов красителя или сжимая двойной диффузионный слой на поверхности мицеллы красителя (по аналогии с влиянием электролита на потенциал волокна), снижают потенциальный барьер между ними, позволяют ионам или мелким агрегатам и мицеллам красителя приблизиться на расстояние действия межмолекулярных сил сцепления. Отсюда понятно усиливающее влияние на агрегацию концентрации электролита и величины заряда катиона. Катионы могут вызывать разрушение структуры воды и облегчать агрегацию красителей.

Влияние электролитов на состояние красителей в растворе так же, как и на сорбцию красителей волокнами (прямые – целлюлозными, кислотные – белковыми), проявляется в большей или меньшей степени в зависимости от индивидуальных свойств красителей.

Водные растворы красителей содержат, как правило, текстильно-вспомогательные вещества, в качестве которых используются различные поверхностно-активные вещества, играющие роль смачивателей и диспергаторов, органические растворители и гидротропные вещества (например, мочевина). Все они оказывают существенное влияние на состояние красителей в растворе и, как правило, способствуют их дезагрегации.

Механизм действия ТВВ на водные растворы красителей различен и в общем виде сводится к воздействию как на сами ионы и мицеллы красителя, так и на структуру воды. ПАВ главным образом дезагрегируют красители за счет образования комплексов ПАВ – краситель, менее склонных к агрегации, чем сами ионы красителя. Полярные органические вещества (спирты, амиды, четвертичные аммониевые соединения) препятствуют агрегации, образуя вокруг ионов красителя сольватные оболочки, блокирующие в ионах красителей функциональные группы, способные к образованию межмолекулярных связей.

Особое место в технологии крашения и печатания занимает использование гидротропных веществ и, в первую очередь мочевины. Мочевина, как правило, оказывает дезагрегирующее действие на растворы красителей. Можно сказать, что в основе этого механизма лежит действие мочевины на структуру воды. Мочевина повышает диэлектрическую постоянную воды, изменяет ее структуру и разрывает водородные связи между ионами красителей, входящими в агрегат. Эффективное дезагрегирующее действие мочевины широко используется в практике крашения и печатания красителями различных классов, особенно активными красителями.

В заключение следует сказать, что агрегация водорастворимых красителей с точки зрения технологии крашения и печатания является нежелательной, поскольку она затрудняет диффузию красителей в элементарные волокна. Однако этот процесс можно существенно подавить, используя высокие температуры и ТВВ.

Растворы красителей в органических растворителях. В последнее время в текстильной промышленности большое внимание уделяется возможности замены воды органическими растворителями в жидкостных способах обработки текстильных материалов, в том числе и в процессах крашения.

Следует отметить, что наиболее перспективным является применение растворов дисперсных красителей в органических растворителях ввиду достаточно высокой растворимости этих красителей при температуре кипения во многих органических растворителях.

Дисперсные красители по своей структуре являются окрашенными органическими полярными веществами (наличие полярных ауксохромов), к растворам которых в органических растворителях может быть применена концепция теории регулярных растворов неэлектролитов.

Элементы теории регулярных растворов, а именно концепция параметра растворимости, начинает использоваться для объяснения зависимости между строением красителей и их способностью растворяться в органических растворителях разной природы.

В идеальных растворах молекулы смешивающихся компонентов имеют одинаковое строение, размеры и силовые поля. Теплота их смешивания и смешивание будут происходить в любых соотношениях.