ซัลเฟอร์สีย้อม

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

สีย้อมซัลเฟอร์เป็นสีย้อมที่ใช้กันมากที่สุดที่ผลิตสำหรับฝ้ายในแง่ของปริมาตร มีราคาไม่แพง โดยทั่วไปมีการซักที่ดี- และติดง่าย สีย้อมซัลเฟอร์ส่วนใหญ่เป็นสีดำ สีน้ำตาล และสีน้ำเงินเข้ม[1] ไม่ทราบสีย้อมกำมะถันแดง แม้ว่าจะมีสีชมพูหรือสีแดงอ่อนกว่าก็ตาม

เคมีอินทรีย์

การเชื่อมโยงซัลเฟอร์เป็นส่วนสำคัญของโครโมฟอร์ในสีย้อมกำมะถัน เป็นสารประกอบออร์กาโนซัลเฟอร์ที่ประกอบด้วยซัลไฟด์ (–S–), ซัลไฟด์ (–S–S–) และโพลีซัลไฟด์ (–S–_n–) ลิงก์ในวงแหวนเฮเทอโรไซคลิก พวกเขามีหน่วยย่อยไทอาโซน, ไทอาโซน, ไทแอนทรีน และฟีโนไทอาโซนไทโอแอนโทรน สีย้อมกำมะถันเป็นสารไม่มีประจุจึงไม่ละลายในน้ำ

กระบวนการ

การย้อมประกอบด้วยขั้นตอนต่างๆ ไม่กี่ขั้นตอน กล่าวคือ การลดลง การย้อมสี การซัก การทำปฏิกิริยาออกซิเดชั่น การทำสบู่ และการซักครั้งสุดท้าย ประจุลบได้รับการพัฒนาจากการลดและการละลาย ณ จุดเดือด เมื่อมีความสัมพันธ์กับเซลลูโลส โซเดียมซัลไฟด์ (Na₂S) สารรีดิวซ์และการละลาย ดำเนินการทั้งรีดักชันและการละลาย โดยผลิตไทออลแล้วจึงกลายเป็นเกลือโซเดียมของไทออลหรือไทโอเลต ซึ่งสามารถละลายได้ในน้ำและมีสาระสำคัญต่อเซลลูโลส อัตราความเหนื่อยล้าที่สูงขึ้นเกิดขึ้นที่ 90-95 องศาเมื่อมีอิเล็กโทรไลต์ เซลลูโลสที่ย้อมแล้วมีผลอ่อนโยนต่อการเก็บรักษาภายใต้บรรยากาศชื้นเนื่องจากมีกำมะถันอิสระมากเกินไป จำเป็นต้องมีการบำบัดด้วยโซเดียมอะซิเตทเพื่อระงับอาการดังกล่าว ชม₂S ที่ถูกปล่อยออกมาในระหว่างการย้อมทำให้เกิดโลหะซัลไฟด์ที่มีฤทธิ์กัดกร่อน สิ่งนี้จำกัดการใช้ภาชนะโลหะ ยกเว้นภาชนะที่ทำจากสแตนเลส:

เฟ + เอช₂S → FeS + H₂

การผลิตในอดีตและปัจจุบัน

สารตั้งต้นของสีย้อมกำมะถันเรียกว่า "Cachou de Laval" ซึ่งค้นพบโดย Groissant และ Bretonniere ในปี 1873 และเตรียมโดยการบำบัดผลิตภัณฑ์ที่มีลิกนิน (เช่น ขี้เลื่อยหรือฟาง) ด้วยแหล่งซัลไฟด์ (เช่น โซเดียมไฮดรอกไซด์หรือซัลไฟด์ผสมกับซัลเฟอร์) ต่อมา อองรี-เรย์มอนด์ วิดัลได้คิดค้น-สิ่งที่เรียกว่า Vidal Blacks ในปี 1893 โดยปฏิกิริยาของอนุพันธ์อะนิลีนหลายชนิดกับกำมะถัน การทดลองเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าวัสดุที่มีสีเข้มสามารถผลิตได้โดยการผสมสารประกอบอะโรมาติกและแหล่งกำมะถัน

องค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของกลุ่มนี้คือซัลเฟอร์แบล็ก 1 ซึ่งเกิดจากปฏิกิริยาของ 2,4-ไดไนโตรฟีนอลและโซเดียมซัลไฟด์ในน้ำร้อน เช่นเดียวกับสีย้อมกำมะถันหลายชนิด รายละเอียดเกี่ยวกับปฏิกิริยาเคมียังไม่เป็นที่เข้าใจ เป็นที่ยอมรับกันว่าซัลไฟด์จะลดหมู่ไนโตรให้เป็นอนุพันธ์อะนิลีน ซึ่งคิดว่าจะสร้างอินโดฟีนอล-ซึ่งมีสารตัวกลางที่ถูกเชื่อมขวางเพิ่มเติมโดยปฏิกิริยากับซัลเฟอร์ ผลที่ได้คือชนิดที่ไม่ละลายน้ำและมีน้ำหนักโมเลกุลสูง ซัลเฟอร์แบล็ก 1 เป็นที่เข้าใจได้ไม่สมบูรณ์ และวัสดุนี้อาจไม่เหมือนกัน สันนิษฐานว่าเป็นโพลีเมอร์ที่ประกอบด้วยหน่วยย่อยไทแอนทรีนและฟีโนไทอาซีน สีย้อมอบซัลเฟอร์ที่เรียกว่านั้นผลิตจากอนุพันธ์ของ 1,4-diaminobenzene และ diaminotoluene สีย้อมเหล่านี้เสนอให้ประกอบด้วยโพลีเมอร์ที่มีหน่วยย่อยเบนโซไทอาโซล สมาชิกของคลาสสีย้อมอบกำมะถัน ได้แก่ ซัลเฟอร์ออเร้นจ์ 1, ซัลเฟอร์บราวน์ 21 และซัลเฟอร์กรีน 12

วิธีการสมัคร

สีย้อมซัลเฟอร์เป็นน้ำ-ไม่ละลายน้ำ เมื่อมีสารรีดิวซ์และที่ pH ที่เป็นด่างที่อุณหภูมิสูงขึ้นประมาณ 80 องศา อนุภาคของสีย้อมจะสลายตัว ซึ่งต่อมากลายเป็นน้ำ-ละลายได้ และด้วยเหตุนี้จึงสามารถถูกดูดซับโดยเนื้อผ้าได้ โซเดียมซัลไฟด์หรือโซเดียมไฮโดรซัลไฟด์เป็นสารรีดิวซ์ที่เหมาะสม เกลือทั่วไปช่วยในการดูดซึม หลังจากที่ผ้าถูกเอาออกจากสารละลายสีย้อมแล้ว ปล่อยให้ผ้าลอยอยู่ในอากาศ จากนั้นสีย้อมจะถูกสร้างขึ้นใหม่โดยออกซิเดชั่น สีย้อมพ่อแม่ที่สร้างใหม่จะไม่ละลายในน้ำ ออกซิเดชันยังอาจส่งผลต่ออากาศหรือโดยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์หรือโซเดียมโบรเมตในสารละลายที่มีความเป็นกรดอ่อนๆ

ความสามารถในการละลายน้ำต่ำเป็นพื้นฐานของการซักที่ดี-ความคงทนของผ้าย้อมเหล่านี้ สีย้อมเหล่านี้มีความคงทนของสี-ดีทุกอย่าง ยกเว้นสารฟอกขาวที่มีคลอรีน เนื่องจากสีย้อมผ้าไม่ละลายน้ำ- จึงไม่มีเลือดออกเมื่อซักในน้ำ และจะไม่เปื้อนเสื้อผ้าอื่นๆ อย่างไรก็ตาม สีย้อมอาจมีความคงทนต่อการเสียดสีต่ำ สีย้อมจะถูกฟอกด้วยสารฟอกขาวไฮโปคลอไรต์

ปัญหาสิ่งแวดล้อม

เนื่องจากลักษณะที่ก่อให้เกิดมลพิษสูงของสีย้อม-น้ำทิ้งจากอ่างอาบน้ำ สีย้อมกำมะถันจึงค่อยๆ ค่อยๆ หมดไปในโลกตะวันตก แต่กลับถูกนำมาใช้ในวงกว้างในจีน[3] ความก้าวหน้าล่าสุดในเทคโนโลยีการย้อมสีทำให้สามารถทดแทนสารรีดิวซ์พิษซัลไฟด์ที่เป็นพิษได้ ขณะนี้มีการใช้กลูโคสในสารละลายพื้นฐานและมีทั้งผลิตภัณฑ์-ซัลไฟด์ต่ำและศูนย์-ซัลไฟด์ การพัฒนาในอนาคตในด้านการลดระดับสีย้อมโดยกระบวนการเคมีไฟฟ้ามีแนวโน้มที่ดี