Asit boyalar, direkt boyalar ve reaktif boyaların tümü suda çözünür boyalardır.2001 yılında üretim sırasıyla 30.000 ton, 20.000 ton ve 45.000 ton idi.Bununla birlikte, uzun bir süredir, ülkemdeki boyarmadde işletmeleri, yeni yapısal boyaların geliştirilmesine ve araştırılmasına daha fazla önem verirken, boyaların sonradan işlenmesine ilişkin araştırmalar nispeten zayıf kalmıştır.Suda çözünür boyalar için yaygın olarak kullanılan standardizasyon reaktifleri arasında sodyum sülfat (sodyum sülfat), dekstrin, nişasta türevleri, sukroz, üre, naftalin formaldehit sülfonat vb. bulunur. Bu standardizasyon reaktifleri, gerekli gücü elde etmek için orijinal boya ile orantılı olarak karıştırılır. ancak matbaacılık ve boyacılık sektöründe farklı baskı ve boyama proseslerinin ihtiyaçlarını karşılayamazlar.Yukarıda bahsedilen boya seyrelticilerin maliyeti nispeten düşük olmasına rağmen, zayıf ıslanabilirliğe ve suda çözünürlüğe sahiptirler, bu da uluslararası pazarın ihtiyaçlarına uyum sağlamayı zorlaştırır ve yalnızca orijinal boyalar olarak ihraç edilebilir.Bu nedenle suda çözünen boyaların ticarileştirilmesinde boyaların ıslanabilirliği ve suda çözünürlüğü acilen çözülmesi gereken konulardır ve ilgili katkı maddelerine güvenilmelidir.

Boya ıslanabilirlik tedavisi
Genel olarak ıslanma, yüzeydeki bir sıvının (gaz olması gerekir) başka bir sıvıyla yer değiştirmesidir.Spesifik olarak, toz veya tanecikli arayüz bir gaz/katı arayüzü olmalıdır ve ıslanma süreci, parçacıkların yüzeyindeki gazın sıvı (su) ile yer değiştirmesidir.Görüldüğü gibi ıslanma, yüzeydeki maddeler arasındaki fiziksel bir süreçtir.Boya sonrası işlemde, ıslatma genellikle önemli bir rol oynar.Genel olarak boya, kullanım sırasında ıslatılması gereken toz veya granül gibi katı bir duruma işlenir.Bu nedenle boyanın ıslanabilirliği uygulama etkisini doğrudan etkileyecektir.Örneğin, çözünme işlemi sırasında boyanın ıslanması zordur ve su üzerinde yüzmesi istenmeyen bir durumdur.Günümüzde boya kalitesi gerekliliklerinin sürekli gelişmesiyle birlikte ıslatma performansı, boyaların kalitesini ölçmek için kullanılan göstergelerden biri haline gelmiştir.Suyun yüzey enerjisi 20°C'de 72.75mN/m'dir, bu sıcaklık artışıyla azalırken, katıların yüzey enerjisi temelde değişmez, genellikle 100mN/m'nin altındadır.Genellikle metaller ve oksitleri, inorganik tuzları vb. Islatılması kolay, yüksek yüzey enerjisi olarak adlandırılan ıslaktır.Katı organiklerin ve polimerlerin yüzey enerjisi, düşük yüzey enerjisi olarak adlandırılan genel sıvılarınkiyle karşılaştırılabilir, ancak katı parçacık boyutuna ve gözeneklilik derecesine göre değişir.Parçacık boyutu ne kadar küçükse, gözenekli oluşum derecesi o kadar büyük olur ve yüzey enerjisi ne kadar yüksek olursa, boyut alt tabakaya bağlıdır.Bu nedenle boyanın partikül boyutunun küçük olması gerekir.Boya, farklı ortamlarda tuzlama ve öğütme gibi ticari işlemlerle işlendikten sonra, boyanın parçacık boyutu daha ince hale gelir, kristallik azalır ve kristal faz değişir, bu da boyanın yüzey enerjisini iyileştirir ve ıslanmayı kolaylaştırır.

Asit boyaların çözünürlük işlemi
Küçük banyo oranı ve sürekli boyama teknolojisinin kullanılmasıyla, baskı ve boyamadaki otomasyon derecesi sürekli olarak iyileştirildi.Otomatik dolgu maddelerinin ve macunların ortaya çıkışı ve sıvı boyaların kullanılmaya başlanması, yüksek konsantrasyonlu ve yüksek stabiliteye sahip boya likörlerinin ve baskı patlarının hazırlanmasını gerektirmektedir.Ancak asidik, reaktif ve direkt boyaların evsel boya ürünlerinde çözünürlüğü özellikle asit boyalar için sadece 100g/L civarındadır.Hatta bazı çeşitler sadece yaklaşık 20g/L'dir.Boyanın çözünürlüğü, boyanın moleküler yapısı ile ilgilidir.Molekül ağırlığı ne kadar yüksek ve sülfonik asit grubu ne kadar azsa, çözünürlük o kadar düşüktür;Aksi takdirde, daha yüksek.Ayrıca boyanın çözünürlüğünü etkileyecek olan boyanın kristalizasyon yöntemi, öğütme derecesi, partikül boyutu, katkı maddelerinin eklenmesi vb. dahil olmak üzere boyaların ticari olarak işlenmesi son derece önemlidir.Boyanın iyonlaşması ne kadar kolaysa, sudaki çözünürlüğü o kadar yüksektir.Bununla birlikte, geleneksel boyaların ticarileştirilmesi ve standardizasyonu, sodyum sülfat ve tuz gibi büyük miktarda elektrolitlere dayanmaktadır.Sudaki büyük miktarda Na+, boyanın sudaki çözünürlüğünü azaltır.Bu nedenle suda çözünen boyaların çözünürlüğünü artırmak için öncelikle ticari boyalara elektrolit eklemeyin.

Katkı maddeleri ve çözünürlük
⑴ Alkol bileşiği ve üre ortak çözücü
Suda çözünen boyalar belirli sayıda sülfonik asit grubu ve karboksilik asit grubu içerdiğinden, boya tanecikleri sulu çözeltide kolayca ayrışır ve belirli miktarda negatif yük taşır.Hidrojen bağı oluşturan grubu içeren yardımcı çözücü eklendiğinde, boya iyonlarının yüzeyinde, çözünürlüğü iyileştirmek için boya moleküllerinin iyonlaşmasını ve çözünmesini destekleyen, hidratlanmış iyonlardan oluşan koruyucu bir tabaka oluşur.Dietilen glikol eter, tiyodietanol, polietilen glikol vb. gibi polioller genellikle suda çözünür boyalar için yardımcı çözücüler olarak kullanılır.Boya ile bir hidrojen bağı oluşturabildikleri için, boya iyonunun yüzeyi, boya moleküllerinin toplanmasını ve moleküller arası etkileşimini önleyen ve boyanın iyonlaşmasını ve ayrışmasını destekleyen koruyucu bir hidratlı iyon tabakası oluşturur.
⑵İyonik olmayan yüzey aktif madde
Boyaya belirli bir iyonik olmayan yüzey aktif madde eklenmesi, boya molekülleri arasındaki ve moleküller arasındaki bağlanma kuvvetini zayıflatabilir, iyonlaşmayı hızlandırabilir ve boya moleküllerinin suda iyi dağılabilirliğe sahip miseller oluşturmasını sağlayabilir.Polar boyalar miseller oluşturur.Çözündürücü moleküller, polioksietilen eter veya ester gibi çözünürlüğü iyileştirmek için moleküller arasında bir uyumlulaştırma ağı oluşturur.Ancak yardımcı çözücü molekülünde güçlü bir hidrofobik grup yoksa, boyanın oluşturduğu misel üzerindeki dispersiyon ve çözündürme etkisi zayıf olacak ve çözünürlük önemli ölçüde artmayacaktır.Bu nedenle, boyalarla hidrofobik bağlar oluşturabilen aromatik halkalar içeren çözücüleri seçmeye çalışın.Örneğin, alkilfenol polioksietilen eter, polioksietilen sorbitan ester emülgatör ve polialkilfenilfenol polioksietilen eter gibi diğerleri.
⑶ lignosülfonat dağıtıcı
Dağıtıcı, boyanın çözünürlüğü üzerinde büyük bir etkiye sahiptir.Boyanın yapısına göre iyi bir dispersan seçilmesi boyanın çözünürlüğünün arttırılmasına büyük ölçüde yardımcı olacaktır.Suda çözünen boyalarda, boya molekülleri arasında karşılıklı adsorpsiyonu (van der Waals kuvveti) ve agregasyonu önlemede belirli bir rol oynar.Lignosülfonat en etkili dağıtıcıdır ve Çin'de bununla ilgili araştırmalar vardır.
Dispers boyaların moleküler yapısı güçlü hidrofilik gruplar içermez, sadece zayıf polar gruplar içerir, bu nedenle sadece zayıf hidrofilikliğe sahiptir ve gerçek çözünürlük çok küçüktür.Dispers boyaların çoğu sadece 25°C'de suda çözünebilir.1～10mg/L.
Dispers boyaların çözünürlüğü aşağıdaki faktörlerle ilgilidir:
Moleküler yapı
“Boya molekülünün hidrofobik kısmı azaldıkça ve hidrofilik kısmı (polar grupların nitelik ve niceliği) arttıkça dispers boyaların sudaki çözünürlüğü artar.Yani nispeten küçük bağıl moleküler kütleye ve -OH ve -NH2 gibi daha zayıf polar gruplara sahip boyaların çözünürlüğü daha yüksek olacaktır.Daha büyük bağıl moleküler kütleye ve daha az zayıf polar gruba sahip boyalar nispeten düşük çözünürlüğe sahiptir.Örneğin, Disperse Red (I), M=321, çözünürlük 25°C'de 0,1mg/L'den azdır ve çözünürlük 80°C'de 1,2mg/L'dir.Dispers Kırmızı (II), M=352, 25°C'de çözünürlük 7,1 mg/L ve 80°C'de çözünürlük 240mg/L'dir.
dağıtıcı
Toz dispers boyalarda saf boyaların içeriği genellikle %40 ila %60 arasındadır ve geri kalanı dispersanlar, toz geçirmez maddeler, koruyucu maddeler, sodyum sülfat vb. Bunlar arasında dispersan daha büyük bir paya sahiptir.
Dağıtıcı (difüzyon maddesi), boyanın ince kristal tanelerini hidrofilik kolloidal parçacıklar halinde kaplayabilir ve bunu suda kararlı bir şekilde dağıtabilir.Kritik misel konsantrasyonu aşıldıktan sonra, minik boya kristal taneciklerinin bir kısmını azaltacak olan miseller de oluşacaktır.Misellerde çözünerek, "çözünme" olgusu meydana gelir ve böylece boyanın çözünürlüğü artar.Ayrıca, dağıtıcının kalitesi ne kadar iyi ve konsantrasyon ne kadar yüksekse, çözündürme ve çözündürme etkisi de o kadar fazladır.
Dağıtıcının farklı yapıdaki dispers boyalar üzerindeki çözündürme etkisinin farklı olduğu ve farkın çok büyük olduğu belirtilmelidir;Dispersantın dispers boyalar üzerindeki çözündürme etkisi, su sıcaklığının dispers boyalar üzerindeki etkisi ile tamamen aynı olan su sıcaklığının artmasıyla azalmaktadır.Çözünürlüğün etkisi tam tersidir.
Dispersiyon boyanın hidrofobik kristal partikülleri ve dispersan hidrofilik kolloidal partiküller oluşturduktan sonra, dispersiyon stabilitesi önemli ölçüde geliştirilecektir.Ayrıca, bu boya kolloidal partikülleri, boyama işlemi sırasında boyaları "tedarik etme" rolünü oynar.Çözünmüş haldeki boya molekülleri elyaf tarafından emildikten sonra, kolloidal partiküllerde "depolanan" boya, boyanın çözünme dengesini korumak için zamanında salınacaktır.
Dispersiyondaki dispers boyanın durumu
1-dağıtıcı molekül
2-Boya kristalit (çözünürleştirme)
3-dağıtıcı misel
4-Boya tek molekül (çözünmüş)
5-Boya tahıl
6-dağıtıcı lipofilik baz
7-dağıtıcı hidrofilik baz
8-sodyum iyonu (Na+)
9-boya kristalit agregaları
Bununla birlikte, boya ile dispersan arasındaki "kohezyon" çok büyükse, boya tek molekülünün "arzı" geride kalacak veya "arz talebi aşıyor" olgusu ortaya çıkacaktır.Bu nedenle doğrudan boyama oranını düşürecek ve boyama yüzdesini dengeleyerek yavaş boyama ve açık renk elde edilmesini sağlayacaktır.
Dispersantların seçiminde ve kullanımında sadece boyanın dispersiyon stabilitesinin değil, boyanın rengi üzerindeki etkisinin de dikkate alınması gerektiği görülmektedir.
(3) Boyama solüsyonu sıcaklığı
Dispers boyaların sudaki çözünürlüğü, su sıcaklığının artmasıyla artar.Örneğin, Dispers Sarı'nın 80°C sudaki çözünürlüğü, 25°C'dekinin 18 katıdır.Dispers Red'in 80°C sudaki çözünürlüğü 25°C'dekinin 33 katıdır.Dispers Blue'nun 80°C sudaki çözünürlüğü 25°C'dekinin 37 katıdır.Su sıcaklığı 100°C'yi geçerse dispers boyaların çözünürlüğü daha da artacaktır.
Burada özel bir hatırlatma: dispers boyaların bu çözünme özelliği, pratik uygulamalara gizli tehlikeler getirecektir.Örneğin, boya banyosu eşit olmayan bir şekilde ısıtıldığında, sıcaklığı yüksek olan boya banyosu, sıcaklığın düşük olduğu yere akar.Su sıcaklığı düştükçe, boya likörü aşırı doymuş hale gelir ve çözünmüş boya çökelerek boya kristal taneciklerinin büyümesine ve çözünürlüğün azalmasına neden olur., Boya alımının azalmasıyla sonuçlanır.
(dört) boya kristal formu
Bazı dispers boyalar “izomorfizm” olgusuna sahiptir.Yani, aynı dispers boya, üretim sürecindeki farklı dispersiyon teknolojisi nedeniyle iğneler, çubuklar, pullar, granüller ve bloklar gibi çeşitli kristal formları oluşturacaktır.Uygulama sürecinde, özellikle 130°C'de boyama yapılırken, daha kararsız kristal form, daha kararlı kristal forma dönüşecektir.
Daha kararlı kristal formunun daha fazla çözünürlüğe sahip olduğunu ve daha az kararlı kristal formunun nispeten daha az çözünürlüğe sahip olduğunu belirtmekte fayda var.Bu, boya alım oranını ve boya alım yüzdesini doğrudan etkileyecektir.
(5) Parçacık boyutu
Genel olarak, küçük parçacıklı boyalar yüksek çözünürlüğe ve iyi dispersiyon stabilitesine sahiptir.Büyük parçacıklara sahip boyalar daha düşük çözünürlüğe ve nispeten zayıf dispersiyon stabilitesine sahiptir.
Şu anda ev tipi dispers boyaların parçacık boyutu genellikle 0.5~2.0μm'dir (Not: Daldırma boyamanın parçacık boyutu 0.5~1.0μm gerektirir).