الأخبار - ما الذي تعرفه عن صبغات الكبريت؟

أصباغ الكبريتيد هي نوع من الأصباغ المحتوية على الكبريت، ذات بنية جزيئية معقدة. تتكون عادةً من بعض الأمينات العطرية والأمينوفينولات ومركبات عضوية أخرى، تُسخّن بالكبريت أو بولي كبريتيد الصوديوم، أي تُفلكن.

تكون صبغات الكبريتيد غير قابلة للذوبان في الماء في الغالب، وعند الصباغة، يجب إذابتها في كبريتيد الصوديوم أو محلول مسحوق التأمين القلوي لتقليل الترشيح، ثم أكسدتها لإظهار اللون بعد امتصاص الألياف.

نظرة عامة على صبغات الكبريت

صُنعت الأصباغ المبركنة لصبغ ألياف السليلوز لأول مرة منذ عام ١٨٧٣، وتتميز عملية إنتاجها بالبساطة النسبية، حيث تُصنع عادةً من الأمينات العطرية أو المركبات الفينولية الممزوجة بالكبريت أو بولي كبريتيد الصوديوم، وتُسخّن. تتميز هذه الأصباغ بانخفاض تكلفتها وسهولة استخدامها وعدم تسببها في السرطان، بالإضافة إلى ثباتها الجيد في الغسيل وقدرتها على مقاومة أشعة الشمس، وهي صبغة شائعة الاستخدام. ومع ذلك، ولأنها من الأصباغ غير القابلة للذوبان في الماء، فإنها تُختزل عند الصباغة إلى ملح صوديوم ليموني قابل للذوبان في محلول كبريتيد قلوي. وبعد صباغة الألياف البشرية، تتأكسد لتصبح غير قابلة للذوبان، مما يجعل عملية الصباغة معقدة، ولا يمكن استخدامها في ظل الظروف القلوية القوية مع الصوف والحرير وألياف البروتين الأخرى.

لذلك، تُستخدم الأصباغ المبركنة بشكل رئيسي في صباغة ألياف السليلوز، وخاصةً في صباغة المنتجات الداكنة من الأقمشة القطنية. وتُعد أصباغ الكبريتيد، بلونيها، نوعًا من الأصباغ المحتوية على الكبريت ذات التركيب الجزيئي المعقد. وتتكون عادةً من بعض الأمينات العطرية والأمينوفينولات ومركبات عضوية أخرى تُسخّن بالكبريت أو بولي كبريتيد الصوديوم، أي أنها مبركنة.

نظرة عامة على صبغات الكبريت

لذلك، تُستخدم الأصباغ المبركنة في الغالب في صباغة ألياف السليلوز، وخاصة في صباغة المنتجات الداكنة من أقمشة القطن، والتي تختلف ألوانها المختلفة.أسود الكبريتوأزرق كبريتي

صبغة الكبريت البني الداكن gd الكبريت البني
لون أحمر كبريتي أحمر lgf
كبريت بني 10 لون بني أصفر
مسحوق الكبريت الأصفر 2 الأصفر
مسحوق الكبريت الأحمر بوردو 3ب

هي الأكثر استخداما على نطاق واسع.

ثانياً، آلية صباغة الأصباغ الكبريتيدية

تُختزل صبغة الكبريتيد وتُذاب في محلول صبغة، ثم تُمتص صبغة الليوكوكروما المتكونة بواسطة ألياف السليلوز، وتُعالج بأكسدة الهواء لجعل ألياف السليلوز تُظهر اللون المطلوب. صيغة تفاعلها الكيميائي هي:

DS-SO3Na + Na2S → D-SNa + Na2S2O3

لا يمتلك الصبغ الكبريتيدي الأصلي أي ألفة تجاه الألياف، ويحتوي تركيبه على روابط كبريتية (1S⁴⁴)، أو روابط ثنائية الكبريتيد (1s⁴⁴⁴)، أو روابط متعددة الكبريتيد (1S⁴⁴⁴)، والتي تُختزل إلى مجموعة كبريتيد الهيدروجين (1S⁴⁴⁴) بتأثير عوامل اختزال كبريتيد الصوديوم، لتصبح ملح صوديوم أبيض اللون قابل للذوبان في الماء. يعود سبب امتلاك الليوكورومات لألفّة جيدة تجاه ألياف السليلوز إلى أن جزيئات الصبغات أكبر، مما يُنتج بدوره قوى فان دير فالس وقوى رابطة هيدروجينية أكبر بين الألياف.

ثالثًا: تصنيف أصباغ الكبريت

يمكن تقسيم صبغات الكبريتيد إلى أربع فئات:

1، صبغة كبريتيد مسحوق

الصيغة العامة لبنية الصبغة: DSSD، تحتاج عمومًا إلى استخدام غليان كبريتيد الصوديوم، ويتم إذابته بعد التطبيق.

2، صبغات الكبريتيد التحللية

الصيغة العامة لبنية الصبغة: D-SSO3Na، هذا النوع من الصبغة مصنوع من كبريتيت الصوديوم أو معالجة بيكبريتيت الصوديوم لأصباغ الكبريتيد التقليدية، تحتوي الأصباغ على مجموعات قابلة للذوبان في الماء، وبالتالي قابلة للذوبان في الماء، ولكن الصبغة لا تحتوي على عوامل اختزال، لا تقارب للألياف، يتم اعتماد طريقة صباغة وسادة التعليق بشكل عام على القماش.

3، صبغة الكبريتيد السائلة

الصيغة العامة لبنية الصبغة هي: D-SNa، تحتوي على كمية معينة من عامل الاختزال، يتم اختزال الصبغة مسبقًا إلى لبتوكروم قابل للذوبان.

قبل عام ١٩٣٦، كانت الصبغة المبركنة تُباع تجاريًا على شكل مسحوق. عند استخدامها، كان يُسخّن مسحوق الصبغة المبركنة حتى الغليان مع محلول رماد الصودا المبركن المائي لإذابته. في عام ١٩٣٦، صنع جون لو كليستر من الولايات المتحدة الأمريكية محلولًا مركزًا من صبغة الكبريتيد، وهو سلعة مختزلة مسبقًا، مستقر نسبيًا، وحصل على براءة اختراع تُعرف الآن باسم صبغة الكبريتيد السائلة.

4، صبغة كبريتيد صديقة للبيئة

أثناء عملية الإنتاج، يُكرّر إلى مستحلبات صبغية، لكن محتوى الكبريت والبولي سلفيد أقل بكثير من أصباغ الكبريتيد العادية. تتميز هذه الصبغة بنقاء عالٍ ودرجة اختزال مستقرة ونفاذية جيدة. في الوقت نفسه، يُستخدم عامل اختزال ثنائي من الجلوكوز ومسحوق التأمين في حمام الصبغة، مما يُقلل من صبغة الكبريتيد ويساهم أيضًا في حماية البيئة.

رابعا، عملية صباغة الأصباغ الكبريتيدية

يمكن تقسيم عملية صباغة الفلكنة إلى الخطوات الأربع التالية:

1. تقليل الصبغات

من السهل نسبيًا اختزال وإذابة أصباغ الكبريتيد، ويُستخدم كبريتيد الصوديوم عادةً كعامل اختزال، والذي يعمل أيضًا كعامل قلوي. ولمنع تحلل الليوكوفور، يمكن إضافة مواد مثل رماد الصودا بشكل مناسب، ولكن يجب ألا يكون قلوي حمام الاختزال قويًا جدًا، وإلا فسيكون معدل اختزال الصبغة بطيئًا.

2، يتم امتصاص الصبغة الموجودة في محلول الصبغة بواسطة الألياف

يوجد الليوكوفور في صبغة الكبريتيد في الحالة الأنيونية في محلول الصبغة، وله تأثير مباشر على ألياف السليلوز، حيث يمكن امتصاصه على سطح الألياف وانتشاره داخلها. أما تأثير أصباغ الكبريت المباشر على ألياف السليلوز فهو منخفض، لذا يُحسّن استخدام نسبة صغيرة من الماء في حمام الصبغة، مع إضافة الإلكتروليتات المناسبة عند درجة حرارة أعلى، من سرعة الصباغة وتسويتها ونفاذيتها.

3، معالجة الأكسدة

بعد صباغة الألياف، يجب أكسدة صبغة الكبريت البيضاء للحصول على اللون المطلوب. تُعد الأكسدة خطوةً مهمةً بعد صباغة الأصباغ المبركنة. يمكن أكسدة الصبغة المبركنة سهلة الأكسدة بالهواء بعد الصباغة بالغسل والتهوية، أي باستخدام طريقة أكسدة الهواء؛ وبالنسبة لبعض أصباغ الكبريتيد التي يصعب أكسدتها، تُستخدم عوامل مؤكسدة لتعزيز الأكسدة.

4. مرحلة ما بعد المعالجة

تشمل المعالجة اللاحقة التنظيف، والتزييت، ومقاومة التقصف، وتثبيت اللون. يجب غسل أصباغ الكبريت جيدًا بعد الصباغة لتقليل الكبريت المتبقي على القماش ومنع هشاشته، لأن الكبريت الموجود في الصبغة والكبريت الموجود في كبريتيد القلويات يتأكسد بسهولة في الهواء لتوليد حمض الكبريتيك، مما يؤدي إلى التحلل المائي الحمضي لألياف السليلوز ويقلل من قوة هشاشتها. لذلك، يمكن معالجتها بعوامل مضادة لفقدان الهشاشة، مثل: اليوريا، وفوسفات ثلاثي الصوديوم، وغراء العظام، وأسيتات الصوديوم، وغيرها. لتحسين ثباتية الأصباغ المبركنة للشمس والصابون، يمكن تثبيت اللون بعد الصباغة. هناك طريقتان لتثبيت اللون: معالجة بأملاح معدنية (مثل: ثنائي كرومات البوتاسيوم، وكبريتات النحاس، وأسيتات النحاس، وخليط من هذه الأملاح) ومعالجة بعامل تثبيت اللون الكاتيوني.

الأسود والأزرق المبركن هما الأكثر استخدامًا.