Краситель серный

Красители на основе серы являются наиболее часто используемыми красителями , производимыми для хлопка с точки зрения объема. Они недороги, обычно имеют хорошую устойчивость к стирке и просты в применении. Красители на основе серы в основном имеют черный, коричневый и темно-синий цвет. ^[1] Красные красители на основе серы неизвестны, хотя доступны розовый или более светлый алый цвет.

Связи серы являются неотъемлемой частью хромофора в серных красителях. Это органосераорганические соединения, состоящие из сульфидных (–S–), дисульфидных (–S–S–) и полисульфидных (–S _n –) связей в гетероциклических кольцах. Они содержат тиазольные , тиазоновые, тиантреновые и фенотиазонтиоантроновые субъединицы. Будучи неионными, серные красители нерастворимы в воде.

Крашение включает несколько стадий, а именно: восстановление, крашение, промывка, окисление, мыление и окончательная промывка. Анион образуется при восстановлении и растворении при кипении, когда он проявляет сродство к целлюлозе. Сульфид натрия (Na2S ₎ , восстанавливающий и растворяющий агент, выполняет как восстановление, так и растворение, производя тиолы, а затем натриевую соль тиолов или тиолятов, которые растворимы в воде и существенны по отношению к целлюлозе. Более высокая скорость истощения происходит при 90-95 °C в присутствии электролита. Окрашенные целлюлозы оказывают смягчающее действие при хранении во влажной атмосфере из-за наличия избыточной свободной серы. Для подавления этого требуется последующая обработка ацетатом натрия. Выделяющийся во время крашения H2S _{образует} едкий сульфид металла. Это ограничивает использование металлических сосудов, за исключением сосудов из нержавеющей стали: ^[2]

Fe + H2S _→ FeS + _H2

Предшественником серных красителей считается «Cachou de Laval», который был открыт Груассаном и Бретоньером в 1873 году и готовится путем обработки продуктов с лигнином (например, опилками или соломой) источниками сульфида (например, гидроксидом натрия или сульфидом, смешанными с серой). Впоследствии Анри-Раймон Видаль изобрел так называемые «черные краски Видаля» в 1893 году путем реакции различных производных анилина с серой. Эти эксперименты показали, что глубоко окрашенные материалы могут быть легко получены путем комбинирования ароматических соединений и источников серы. ^[3]

Самым важным представителем класса является Sulfur Black 1. Он производится реакцией 2,4-динитрофенола и сульфида натрия в горячей воде. Как и многие серные красители, подробности химических реакций плохо изучены. Принято считать, что сульфид восстанавливает нитрогруппы до производных анилина , которые, как полагают, образуют промежуточные соединения, содержащие индофенол , которые далее сшиваются реакцией с серой. Результатом являются нерастворимые высокомолекулярные виды. Sulfur Black 1 изучен недостаточно, и материал, вероятно, является гетерогенным. Предполагается, что он представляет собой полимер, состоящий из субъединиц тиантрена и фенотиазина . Так называемые серные запекаемые красители производятся из производных 1,4-диаминобензола и диаминотолуола . Предполагается, что эти красители состоят из полимеров с субъединицами бензотиазола . К классу серных красителей для запекания относятся Sulfur Orange 1, Sulfur Brown 21 и Sulfur Green 12. ^[1]

Красители на основе серы нерастворимы в воде. В присутствии восстановителя и при щелочном pH при повышенной температуре около 80 °C частицы красителя распадаются, которые затем становятся водорастворимыми и, следовательно, могут быть поглощены тканью. Подходящими восстановителями являются сульфид натрия или гидросульфид натрия . Поваренная соль облегчает поглощение. После того, как ткань удалена из раствора красителя, ее оставляют стоять на воздухе, после чего краситель регенерируется путем окисления. Регенерированный исходный краситель нерастворим в воде. Окисление также может быть осуществлено на воздухе или перекисью водорода или броматом натрия в слабокислом растворе.

Низкая растворимость в воде является основой хорошей устойчивости к стирке этих окрашенных тканей. Эти красители обладают хорошей всесторонней устойчивостью цвета, за исключением хлорных отбеливателей. Поскольку краситель нерастворим в воде, он не будет линять при стирке в воде и не оставит пятен на другой одежде. Однако краситель может иметь плохую устойчивость к трению. Красители отбеливаются гипохлоритным отбеливателем.

Из-за сильно загрязняющей природы сточных вод из красильных ванн сернистые красители постепенно выводятся из употребления на Западе, но в Китае они используются в больших масштабах. ^[3] Недавние достижения в технологиях окрашивания позволили заменить токсичные сульфидные восстановители. В настоящее время используется глюкоза в основном растворе, и доступны как продукты с низким содержанием сульфида, так и без него. Будущие разработки в области снижения уровня красителей с помощью электрохимических процессов являются многообещающими.