ข่าว

สีย้อมซัลไฟด์เป็นสีย้อมชนิดหนึ่งที่มีกำมะถันเป็นองค์ประกอบ มีโครงสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อน โดยทั่วไปทำจากอะโรมาติกเอมีน อะมิโนฟีนอล และสารประกอบอินทรีย์อื่นๆ ที่ผ่านความร้อนร่วมกับกำมะถันหรือโซเดียมโพลีซัลไฟด์ หรือที่เรียกว่ากระบวนการวัลคาไนซ์

สีย้อมซัลไฟด์ส่วนใหญ่ไม่ละลายในน้ำ ดังนั้นเมื่อทำการย้อม จึงต้องละลายในสารละลายโซเดียมซัลไฟด์หรือผงด่างเพื่อลดปริมาณซัลไฟด์ให้กลายเป็นสารละลาย แล้วจึงออกซิไดซ์เพื่อให้สีปรากฏหลังจากที่เส้นใยดูดซับสีแล้ว

ภาพรวมของสีย้อมซัลเฟอร์

สีย้อมวัลคาไนซ์ถูกผลิตขึ้นเพื่อย้อมเส้นใยเซลลูโลสเป็นครั้งแรกตั้งแต่ปี 1873 กระบวนการผลิตค่อนข้างง่าย โดยทั่วไปทำจากอะโรมาติกเอมีนหรือสารประกอบฟีนอลผสมกับกำมะถันหรือโซเดียมโพลีซัลไฟด์แล้วให้ความร้อน ต้นทุนต่ำ ใช้งานง่าย ไม่ก่อให้เกิดมะเร็ง มีความคงทนต่อการซักและแสงแดดที่ดี จึงเป็นสีย้อมที่ได้รับความนิยม อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเป็นสีย้อมที่ไม่ละลายน้ำ เมื่อย้อมแล้วจะถูกรีดิวซ์เป็นเกลือโซเดียมที่ละลายได้ในสารละลายด่างซัลไฟด์ หลังจากย้อมเส้นใยแล้ว จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันกลายเป็นสถานะที่ไม่ละลายและยึดติดกับเส้นใย ดังนั้นกระบวนการย้อมจึงซับซ้อน และไม่สามารถใช้กับขนสัตว์ ไหม และเส้นใยโปรตีนอื่นๆ ได้ภายใต้สภาวะด่างเข้มข้น

ดังนั้น สีย้อมวัลคาไนซ์จึงส่วนใหญ่ใช้ในการย้อมเส้นใยเซลลูโลส โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการย้อมผ้าฝ้ายสีเข้ม ซึ่งสีย้อมซัลไฟด์เป็นสีย้อมชนิดหนึ่งที่มีกำมะถันเป็นส่วนประกอบ มีโครงสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อน โดยทั่วไปทำจากอะโรมาติกเอมีน อะมิโนฟีนอล และสารประกอบอินทรีย์อื่นๆ ที่ให้ความร้อนกับกำมะถันหรือโซเดียมโพลีซัลไฟด์ นั่นคือ กระบวนการวัลคาไนซ์

ภาพรวมของสีย้อมซัลเฟอร์

ดังนั้น สีย้อมวัลคาไนซ์จึงส่วนใหญ่ใช้ในการย้อมเส้นใยเซลลูโลส โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการย้อมผ้าฝ้ายสีเข้ม ซึ่งมีหลากหลายสีสันซัลเฟอร์แบล็คและสีน้ำเงินซัลเฟอร์

กำมะถันสีน้ำตาลเข้ม สีย้อมกำมะถันสีน้ำตาล
สีแดงซัลเฟอร์ สีแดง lgf
สีน้ำตาลซัลเฟอร์ 10 สีน้ำตาลเหลือง
ซัลเฟอร์เยลโลว์ 2 ผงสีเหลือง
ซัลเฟอร์บอร์โดซ์ 3b ซัลเฟอร์เรดพาวเดอร์

เป็นรูปแบบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด

ประการที่สอง กลไกการย้อมสีของสีย้อมซัลไฟด์

สีย้อมซัลไฟด์จะถูกรีดิวซ์และละลายในสารละลายสีย้อม จากนั้นสีย้อมลูโคโครมาที่เกิดขึ้นจะถูกดูดซับโดยเส้นใยเซลลูโลสและผ่านกระบวนการออกซิเดชันในอากาศเพื่อให้เส้นใยเซลลูโลสแสดงสีที่ต้องการ สูตรปฏิกิริยาเคมีคือ

DS-SO3Na + Na2S→D-SNa + Na2S2O3

สีย้อมซัลไฟด์ที่เป็นสารตั้งต้นไม่มีความสัมพันธ์กับเส้นใย และโครงสร้างของมันประกอบด้วยพันธะซัลเฟอร์ (1S1) พันธะไดซัลไฟด์ (1s—S) หรือพันธะโพลีซัลไฟด์ (1Sx1) ซึ่งจะถูกรีดิวซ์เป็นกลุ่มไฮโดรเจนซัลไฟด์ (1SNa) ภายใต้การกระทำของสารรีดิวซ์โซเดียมซัลไฟด์ และกลายเป็นเกลือโซเดียมลิวโคโครมิกที่ละลายน้ำได้ เหตุผลที่ลิวโคโครมมีความสัมพันธ์ที่ดีกับเส้นใยเซลลูโลสก็คือ โมเลกุลของสีย้อมมีขนาดใหญ่กว่า ซึ่งส่งผลให้เกิดแรงแวนเดอร์วาลส์และแรงพันธะไฮโดรเจนระหว่างเส้นใยมากขึ้น

iii. การจำแนกประเภทของสีย้อมซัลเฟอร์

สีย้อมซัลไฟด์สามารถแบ่งออกได้เป็นสี่ประเภท:

1. สีย้อมซัลไฟด์ชนิดผง

สูตรโครงสร้างทั่วไปของสีย้อมคือ DSSD โดยทั่วไปต้องใช้โซเดียมซัลไฟด์ในการต้มเพื่อละลายก่อนนำไปใช้

2. สีย้อมซัลไฟด์ไฮโดรไลติก

สูตรโครงสร้างทั่วไปของสีย้อมคือ D-SSO3Na สีย้อมชนิดนี้ผลิตจากโซเดียมซัลไฟต์หรือโซเดียมไบซัลไฟต์ ซึ่งเป็นการนำสีย้อมซัลไฟด์แบบดั้งเดิมมาผ่านกระบวนการทางเคมี สีย้อมชนิดนี้มีหมู่ที่ละลายน้ำได้ จึงละลายน้ำได้ แต่ไม่มีสารรีดิวซ์ และไม่มีคุณสมบัติในการยึดเกาะกับเส้นใย โดยทั่วไปจะใช้วิธีการย้อมแบบแพดแบบแขวนลอยกับผ้า

3. สีย้อมซัลไฟด์เหลว

สูตรโครงสร้างทั่วไปของสีย้อมคือ D-SNa ซึ่งมีสารรีดิวซ์ในปริมาณที่กำหนด ทำให้สีย้อมถูกรีดิวซ์เบื้องต้นจนกลายเป็นเลปโตโครมาที่ละลายได้

ก่อนปี 1936 สีย้อมวัลคาไนซ์อยู่ในรูปผงเป็นผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ เมื่อใช้งาน ผงสีย้อมวัลคาไนซ์จะถูกให้ความร้อนร่วมกับสารละลายโซดาแอชวัลคาไนซ์ในน้ำเพื่อให้ละลาย ในปี 1936 จอห์น เลอ เคลสเตอร์ จากสหรัฐอเมริกา ได้ผลิตสารละลายสีย้อมซัลไฟด์เข้มข้นที่มีคุณภาพดีและค่อนข้างเสถียร และได้รับสิทธิบัตร ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อสีย้อมซัลไฟด์เหลว

4. สีย้อมซัลไฟด์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

ในกระบวนการผลิต จะมีการกลั่นให้เป็นสารละลายสีย้อม แต่ปริมาณกำมะถันและโพลีซัลไฟด์นั้นต่ำกว่าสีย้อมซัลไฟด์ทั่วไปมาก สีย้อมนี้มีความบริสุทธิ์สูง มีระดับการรีดิวซ์ที่เสถียร และมีการซึมผ่านที่ดี ในขณะเดียวกัน การใช้สารรีดิวซ์แบบผสมระหว่างกลูโคสและผงเคมีในอ่างย้อมไม่เพียงแต่ช่วยลดสีย้อมซัลไฟด์เท่านั้น แต่ยังมีบทบาทในการรักษาสิ่งแวดล้อมอีกด้วย

ประการที่สี่ กระบวนการย้อมสีด้วยสีย้อมซัลไฟด์

กระบวนการย้อมสีแบบวัลคาไนเซชันสามารถแบ่งออกได้เป็นสี่ขั้นตอนดังต่อไปนี้:

1. การลดปริมาณสีย้อม

การลดและละลายสีย้อมซัลไฟด์นั้นค่อนข้างง่าย และโซเดียมซัลไฟด์มักใช้เป็นสารลด ซึ่งทำหน้าที่เป็นสารด่างด้วย เพื่อป้องกันไม่ให้ลิวโคฟอร์ถูกไฮโดรไลซ์ สามารถเติมสารต่างๆ เช่น โซดาแอชได้ในปริมาณที่เหมาะสม แต่ความเป็นด่างของสารละลายลดสีย้อมไม่ควรเข้มข้นเกินไป มิเช่นนั้นอัตราการลดสีย้อมจะช้าลง

2. สีย้อมในสารละลายสีย้อมจะถูกดูดซับโดยเส้นใย

ลิวโคฟอร์ของสีย้อมซัลไฟด์อยู่ในสถานะแอนไอออนในสารละลายสีย้อม มีคุณสมบัติโดยตรงต่อเส้นใยเซลลูโลส สามารถถูกดูดซับบนพื้นผิวของเส้นใยและแพร่กระจายเข้าไปภายในเส้นใยได้ คุณสมบัติโดยตรงของสีย้อมซัลเฟอร์ต่อเส้นใยเซลลูโลสค่อนข้างต่ำ โดยทั่วไปจึงใช้สัดส่วนของสารละลายสีย้อมน้อย ในขณะที่เติมอิเล็กโทรไลต์ที่เหมาะสม และที่อุณหภูมิสูงขึ้น จะช่วยเพิ่มอัตราการย้อม ความสม่ำเสมอ และการซึมผ่านได้

3. การบำบัดด้วยออกซิเดชัน

หลังจากย้อมสีลงบนเส้นใยแล้ว สีย้อมซัลเฟอร์ลูโคจะต้องถูกออกซิไดซ์เพื่อให้ได้สีที่ต้องการ การออกซิเดชันเป็นขั้นตอนสำคัญหลังจากการย้อมสีด้วยสีย้อมวัลคาไนซ์ สีย้อมวัลคาไนซ์ที่ออกซิไดซ์ได้ง่ายสามารถออกซิไดซ์ได้ด้วยอากาศหลังจากการย้อมโดยการซักและระบายอากาศ ซึ่งเรียกว่าวิธีการออกซิเดชันด้วยอากาศ สำหรับสีย้อมซัลไฟด์บางชนิดที่ออกซิไดซ์ได้ยาก จะใช้สารออกซิไดซ์เพื่อช่วยในการออกซิเดชัน

4. การประมวลผลภายหลัง

ขั้นตอนหลังการย้อมประกอบด้วยการทำความสะอาด การทาน้ำมัน การป้องกันการเปราะ และการตรึงสี สีย้อมที่มีกำมะถันต้องล้างออกให้หมดหลังการย้อมเพื่อลดปริมาณกำมะถันตกค้างบนผ้าและป้องกันการเปราะของผ้า เนื่องจากกำมะถันในสีย้อมและกำมะถันในด่างซัลไฟด์จะออกซิไดซ์ในอากาศได้ง่าย ทำให้เกิดกรดซัลฟิวริก ซึ่งจะทำให้เกิดการไฮโดรไลซิสของเส้นใยเซลลูโลสและลดความแข็งแรงของเส้นใย ดังนั้นจึงสามารถใช้สารป้องกันการเปราะ เช่น ยูเรีย ไตรโซเดียมฟอสเฟต กาวกระดูก โซเดียมอะซิเตต เป็นต้น เพื่อปรับปรุงความคงทนต่อแสงแดดและสบู่ของสีย้อมวัลคาไนซ์ สามารถตรึงสีหลังการย้อมได้ โดยมีวิธีการตรึงสีสองวิธี ได้แก่ การใช้เกลือโลหะ (เช่น โพแทสเซียมไดโครเมต คอปเปอร์ซัลเฟต คอปเปอร์อะซิเตต และส่วนผสมของเกลือเหล่านี้) และการใช้สารตรึงสีประจุบวก

สีดำและสีน้ำเงินวัลคาไนซ์เป็นสีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด