Reaktif boyalar, aynı zamanda reaktif boyalar olarak da bilinir. Boyama sırasında liflerle kimyasal reaksiyona giren bir boya türü. Bu tür boya molekülleri elyaflarla kimyasal reaksiyona girebilecek gruplar içerir ve boyama sırasında boya elyaflarla reaksiyona girerek ikisi arasında kovalent bir bağ oluşturarak bir bütün haline gelir, bu da yıkama direncini ve sürtünme haslığını artırır. Reaktif boyalar yeni bir boya türüdür. 1956'da Birleşik Krallık ilk kez reaktif boya Procion'u üretti. Reaktif boya molekülü ana boya ve reaktif grup olmak üzere iki ana bileşenden oluşur ve elyafla reaksiyona girebilen gruba reaktif grup adı verilir.
Reaktif boyaların özellikleri aşağıdaki gibidir:
İlk olarak çözünürlük
Ticari uygulamalarda kullanılan reaktif boyaların kalitesi suda çözünürlük açısından iyidir. Boya çözeltisinin çözünürlüğü ve konsantrasyonu seçilen banyo oranına, eklenen elektrolit miktarına, boyama sıcaklığına ve üre miktarına bağlıdır. Reaktif boyaların çözünürlüğü büyük ölçüde değişir; monograflara bakın ve listelenen çözünürlük, boyanın izin verilen uygulama aralığını ifade eder. Baskı veya tampon boyamaya uygulanan reaktif boyalar, yaklaşık 100 g/l çözünürlükte seçilmelidir; bu, boyaların bulanıklık ve renk lekeleri olmadan tamamen çözünmesini gerektirir. Sıcak su çözünmeyi hızlandırabilir, ürenin çözünme etkisi vardır, tuz, sodyum tozu ve diğer elektrolitler boyaların çözünürlüğünü azaltır. Boyanın hidrolizini önlemek için reaktif boya çözülürken aynı zamanda alkali madde eklenmemelidir.
Reaktif boyaların çözünürlüğünün belirlenmesine yönelik yöntemler arasında vakumlu filtrasyon, spektrofotometri ve filtre kağıdı nokta yöntemi yer alır. Filtre kağıdı spot yönteminin kullanımı kolay olup fabrikalarda pratik kullanıma uygundur. Tespitte, farklı konsantrasyonlarda bir dizi boya çözeltisi hazırlandı ve boyanın tamamen çözünmesi için oda sıcaklığında (20 derece C) 10 dakika karıştırıldı. Test sıvısının ortasına ulaşmak için 1 ml'lik ölçekli bir emme tüpü kullanın ve karıştırırken üç kez emip boşaltın. Daha sonra test solüsyonundan 0,5 ml alın, beherin ağzındaki filtre kağıdı üzerine dikey olarak damlatın ve işlemi tekrarlayın. Kuruduktan sonra göz, sıvı sızma çemberini test eder ve filtre kağıdında belirgin noktalar olmadan ilk adımın konsantrasyonu, gram/litre cinsinden ifade edilen boyanın çözünürlüğü olarak kullanılır. Bazı reaktif boyaların solüsyonu soğuduktan sonra bulanık bir koloidal solüsyon sunar ve filtre kağıdına düşen damlalar lekesiz olarak eşit bir şekilde nüfuz edebilir ve normal kullanımı engellemez.
İkincisi, yayılma
Difüzyon, boyanın elyafın iç kısmına doğru hareket etme kabiliyetini, yani boya moleküllerinin belirli bir sıcaklıkta difüzyonunu ifade eder. Büyük difüzyon katsayısına sahip boya, yüksek reaksiyon hızına ve sabitleme verimliliğine sahiptir ve düzgünlük ve penetrasyon derecesi iyidir. Difüzyon performansı boyanın yapısına ve boyutuna bağlıdır ve molekül ne kadar büyük olursa difüzyonu da o kadar zor olur. Elyaf için büyük bir afiniteye sahip olan boya, elyaf tarafından güçlü bir şekilde adsorbe edilir ve genellikle boyanın difüzyonunu hızlandırmak için sıcaklığın arttırılmasıyla difüzyon zordur. Boya çözeltisine elektrolit eklendiğinde boyanın difüzyon katsayısı azaldı.
Boyaların difüzyon özelliği genellikle ince film yöntemiyle belirlenir. Viskon filmi (selofan) daldırmadan önce 2,4 ipek kalınlığında ve 24 saat daldırmadan sonra 4,5 ipek kalınlığındaki damıtılmış suya batırın. Ölçüm yapılırken film ihtiyaca göre belirli bir kalınlığa istiflenir ve kabarcıkların giderilmesi için cam plakanın altına bastırılır. Daha sonra iki splintin ortasına lastik contalarla sıkıştırılan splintlerin ortasında yuvarlak bir delik bulunan splintlerden sadece bu delikten film tabakasına yayılabilen splint filmi, 20 derece C boya çözeltisine batırılmış olarak duruyor. 1 saat sonra durulamak için suyu çıkarın, filmin katman sayısını ve her bir boya rengi buğday katmanını gözlemleyin. Difüzyon katmanlarının sayısı ile yarı boyama süresi arasında belirli bir korelasyon vardır. Yarı boyama süresi kısadır ve difüzyon katmanlarının sayısı fazladır.
Üçüncüsü, doğrudanlık
Doğruluk, reaktif boyaların boya çözeltisindeki lifler tarafından emilme yeteneğini ifade eder. Yüksek çözünürlüğe sahip reaktif boyalar genellikle düşük direktliğe sahiptir ve sürekli tampon boyama ve baskı için düşük direktliğe sahip çeşitler seçilmelidir. Halat boyama ve Çile boyama gibi büyük banyo oranına sahip boyama ekipmanlarında tercihen yüksek direktliğe sahip boyalar kullanılmalıdır. Haddeleme (soğuk haddeleme hav) boyama yöntemi, boyanın elyafa daldırma yoluyla aktarılması, direktliği biraz daha düşük olan, öncesi ve sonrası renk farkı daha az olan boyalarla eşit boyama elde etmek kolaydır ve hidrolize boyaların yıkanması kolaydır.
Reaktif boyanın doğrudanlığı, denge boya yüzdesi (yani renk oranı) veya kromatografik analizin Rf değeri ile ifade edilir.
Tespit yöntemi (1): Ağartılmış merserize 40X40 pamuk poplin içeren, 2 gram ambalajlı elyaf malzeme. Boyama çözeltisi konsantrasyonu 0,2 g/l, banyo oranı 20:1'dir ve boyama sıcaklığı 30 derece ve 80 dereceye bölünmüştür. Tespit sırasında parçalara ayrılan 2 gram kumaş, belirlenen boyama sıcaklığına ulaşmış (suyun buharlaşmasını önlemek için) üç boyunlu bir şişeye konulur ve belirli aralıklarla karıştırılarak 2 ml boyama solüsyonu emilir. (aynı zamanda 2 ml su eklenir) boyama çözeltisinin optik yoğunluğunu belirlemek için. Boyama süresinin uzatılmasıyla adsorpsiyon dengeye ulaştı ve boyama çözeltisinin optik yoğunluğu değişmedi. Bu sırada boyama yüzdesi boyanın doğrudanlığını gösterir.
Belirleme yöntemi (2): kağıt kromatografisi (Xinhua #3 filtre kağıdı), her boya noktası yükselişinin farklı yüksekliğini gözlemleyin, yani Rf değeri farklıdır. Rf değeri ne kadar büyükse boyarmaddenin selüloz malzemeyle ilişkisi o kadar az olur. Rf değeri ne kadar küçük olursa, doğrudanlık o kadar büyük olur. 0.2g/l boya çözeltisi hazırlandı ve kılcal tüplerle filtre kağıdı üzerine örnekler alındı. Kurutulduktan sonra damıtılmış su içeren kapalı kromatografik silindirde 30 dakika süreyle doyuruldu. Daha sonra filtre kağıdı numunesinin bir ucu su ile temas ettirilerek kromatografik analiz başlatıldı. Kağıt kromatografisi, boyaların doğrudanlığını belirlemek için basit bir yöntemdir ancak Rf değeri, boyaların gerçek özellikleriyle tamamen tutarlı değildir.
Dördüncüsü, reaksiyon aktivitesi
Reaktif boyaların reaktivitesi genellikle boyaların ve selüloz hidroksil gruplarının reaksiyon kabiliyetinin gücünü ifade eder, reaktif boyalar oda sıcaklığında ve zayıf baz koşullarında fiksasyonu tamamlayabilir, ancak boyaların bu reaksiyondaki stabilitesi nispeten zayıftır, kolay olması kolaydır boyama yeteneğini kaybedecek şekilde hidrolize edilir. Zayıf reaktif boyaların daha yüksek bir sıcaklıkta selülozla bağlanması veya elyaf ipliğinin hidroksil grubunu aktive etmek için güçlü bir alkali kullanması gerekir, bu da elyaf üzerinde sabitlenen boya reaksiyonunu başlatır.
Aynı tip reaktif boyaların reaktivitesi kabaca aynıdır ve reaktivitenin gücü, boyanın reaktif grubunun kimyasal yapısına ve ardından boya gövdesi ile aktif grup arasındaki bağlantı grubuna bağlıdır; bu grup aynı zamanda boyanın reaktivitesi üzerinde belirli bir etki. Ayrıca pH değerinden de etkilenir ve genel pH değeri artar, reaksiyon hızı artar. Sıcaklık ise reaksiyon hızını etkileyen bir faktördür ve sıcaklık arttığında reaksiyon hızı daha hızlı olur. Sıcaklıktaki her 10 derecelik artış, reaksiyon hızını 2 ila 3 kat arttırabilir. Bu nedenle baskıdan, kurutmadan veya buharlamadan sonra boya ile elyaf arasındaki reaksiyonu teşvik edebilir.