Sülfür boyaları, karmaşık moleküler yapıya sahip bir tür kükürt içeren boyalardır. Genellikle bazı aromatik aminler, aminofenoller ve diğer organik bileşiklerin kükürt veya sodyum polisülfit ile ısıtılması, yani vulkanize edilmesiyle elde edilirler.
Sülfür boyaları çoğunlukla suda çözünmez ve boyama sırasında, çözünebilir hale gelmeleri için sodyum sülfür veya alkali sigorta tozu çözeltisinde çözülmeleri ve daha sonra lif emiliminden sonra rengin ortaya çıkması için oksitlenmeleri gerekir.
Kükürt boyaları hakkında genel bilgi
Vulkanize boyalar, selüloz liflerinin boyanmasında ilk kez 1873'ten beri kullanılmaktadır ve üretim süreci nispeten basittir; genellikle aromatik aminler veya fenolik bileşikler kükürt veya sodyum polisülfit ile karıştırılıp ısıtılır. Düşük maliyetli, kullanımı kolay, kanserojen madde içermemesi, iyi yıkama ve güneş haslığı özelliklerine sahip olması nedeniyle popüler bir boyadır. Bununla birlikte, suda çözünmeyen bir boya sınıfı olduğu için, boyama sırasında alkali sülfit çözeltisinde çözünebilir limonlu sodyum tuzuna indirgenir ve insan lifi boyandıktan sonra oksidasyona uğrayarak çözünmez hale gelir ve lif üzerinde sabitlenir; bu nedenle boyama işlemi karmaşıktır ve güçlü alkali koşullar altında yün, ipek ve diğer protein liflerinde kullanılamaz.
Bu nedenle, vulkanize boyalar çoğunlukla selüloz liflerinin boyanmasında, özellikle pamuklu kumaşların koyu renkli ürünlerinin boyanmasında kullanılır; bunlardan sülfür boyaları, karmaşık moleküler yapıya sahip bir tür kükürt içeren boyadır. Genellikle bazı aromatik aminler, aminofenoller ve diğer organik bileşiklerin kükürt veya sodyum polisülfit ile ısıtılmasıyla elde edilir, yani vulkanize edilir.
Sülfür boyaları çoğunlukla suda çözünmez ve boyama sırasında, çözünebilir hale gelmeleri için sodyum sülfür veya alkali sigorta tozu çözeltisinde çözülmeleri ve daha sonra lif emiliminden sonra rengin ortaya çıkması için oksitlenmeleri gerekir.
Kükürt boyaları hakkında genel bilgi
Vulkanize boyalar, selüloz liflerinin boyanmasında ilk kez 1873'ten beri kullanılmaktadır ve üretim süreci nispeten basittir; genellikle aromatik aminler veya fenolik bileşikler kükürt veya sodyum polisülfit ile karıştırılıp ısıtılır. Düşük maliyetli, kullanımı kolay, kanserojen madde içermemesi, iyi yıkama ve güneş haslığı özelliklerine sahip olması nedeniyle popüler bir boyadır. Bununla birlikte, suda çözünmeyen bir boya sınıfı olduğu için, boyama sırasında alkali sülfit çözeltisinde çözünebilir limonlu sodyum tuzuna indirgenir ve insan lifi boyandıktan sonra oksidasyona uğrayarak çözünmez hale gelir ve lif üzerinde sabitlenir; bu nedenle boyama işlemi karmaşıktır ve güçlü alkali koşullar altında yün, ipek ve diğer protein liflerinde kullanılamaz.
Bu nedenle, vulkanize boyalar çoğunlukla selüloz liflerinin boyanmasında, özellikle pamuklu kumaşların koyu renkli ürünlerinin boyanmasında kullanılır; bu ürünlerin çeşitli renkleri mevcuttur.kükürt siyahıVekükürt mavisi
kükürt koyu kahverengi gd kükürt kahverengi boya
kükürt kırmızısı renk kırmızı lgf
kükürt kahverengi 10 sarı kahverengi renk
kükürt sarısı 2 sarı toz
kükürt bordo 3b kükürt kırmızısı tozu
en yaygın kullanılanlardır.
İkinci olarak, sülfür boyalarının boyama mekanizması
Sülfür boyası indirgenir ve bir boya çözeltisinde çözülür; oluşan lökokromatik boya selüloz lifleri tarafından emilir ve hava oksidasyonu ile işlenerek selüloz liflerinin istenen rengi göstermesi sağlanır. Kimyasal reaksiyon formülü şöyledir:
DS-SO3Na + Na2S→D-SNa + Na2S2O3
Sülfür boya ana bileşiğinin lifle hiçbir afinitesi yoktur ve yapısı kükürt bağları (1 S 1), disülfit bağları (1 s — S) veya polisülfit bağları (1 Sx 1) içerir; bunlar sodyum sülfür indirgeyici maddelerin etkisi altında hidrojen sülfür grubuna (1 SNa) indirgenir ve suda çözünebilen lökokromik sodyum tuzu haline gelir. Lökokromların selüloz liflerine iyi bir afinite göstermesinin nedeni, boya moleküllerinin daha büyük olması ve bunun da lifler arasında daha büyük van der Waals kuvvetleri ve hidrojen bağ kuvvetleri üretmesidir.
III. Kükürtlü boyaların sınıflandırılması
Sülfür boyaları dört kategoriye ayrılabilir:
1, toz sülfür boyası
Boya yapısının genel formülü: DSSD, genellikle sodyum sülfür ile kaynatılarak, uygulandıktan sonra çözülmesi gerekir.
2, hidrolitik sülfür boyaları
Boya yapısının genel formülü: D-SSO3Na. Bu tür boyalar, geleneksel sülfür boyalarının sodyum sülfit veya sodyum bisülfit ile işlenmesiyle elde edilir. Boyalar suda çözünebilen gruplar içerir, bu nedenle suda çözünürler. Ancak boya indirgeyici madde içermediğinden liflere karşı afinitesi yoktur. Genellikle kumaşa süspansiyon ped boyama yöntemiyle uygulanır.
3, sıvı sülfür boyası
Boyanın genel yapı formülü D-SNa'dır ve belirli miktarda indirgeyici madde içerdiğinden, boya önceden indirgenerek çözünür leptokromaya dönüştürülür.
1936'dan önce, vulkanize boya ticari olarak toz halindeydi. Kullanıldığında, toz halindeki vulkanize boya, çözünmesi için vulkanize soda külü sulu çözeltisiyle birlikte kaynatılarak ısıtılıyordu. 1936'da Amerika Birleşik Devletleri'nden John Le Clester, önceden indirgenmiş, oldukça kararlı, konsantre bir sülfür boya çözeltisi üretti ve bunun patentini aldı; bu çözelti günümüzde sıvı sülfür boya olarak bilinmektedir.
4. Çevre dostu sülfür boyası
Üretim sürecinde, boya çözeltilerine rafine edilir, ancak kükürt içeriği ve polisülfit içeriği sıradan sülfür boyalarına göre çok daha düşüktür. Boya yüksek saflığa, istikrarlı indirgeme derecesine ve iyi geçirgenliğe sahiptir. Aynı zamanda, boya banyosunda glikoz ve sigorta tozu ikili indirgeyici ajanı kullanılır; bu da sadece sülfür boyasını indirgemekle kalmaz, aynı zamanda çevre korumasında da rol oynar.
Dördüncüsü, sülfür boyalarının boyama işlemi.
Vulkanizasyon boyama işlemi aşağıdaki dört adıma ayrılabilir:
1. Boyaların azaltılması
Sülfür boyalarının indirgenmesi ve çözülmesi nispeten kolaydır ve indirgeyici madde olarak yaygın olarak sodyum sülfür kullanılır; bu madde aynı zamanda alkali madde görevi de görür. Lökoforun hidrolize olmasını önlemek için uygun miktarda soda külü gibi maddeler eklenebilir, ancak indirgeme banyosunun alkaliliği çok yüksek olmamalıdır, aksi takdirde boya indirgeme hızı yavaşlar.
2. Boya çözeltisindeki boya, lif tarafından emilir.
Sülfür boyasının lökoforu boya çözeltisinde anyon halinde bulunur, selüloz lifine doğrudan etki eder, lif yüzeyine adsorbe olabilir ve lifin içine yayılabilir. Kükürt boyalarının selüloz liflerine doğrudan etki özelliği düşüktür, genellikle küçük bir banyo oranı kullanılırken, uygun elektrolitler eklenerek daha yüksek sıcaklıkta boyama hızı, düzgünlük ve geçirgenlik artırılabilir.
3. oksidasyon işlemi
Elyaf üzerine boyandıktan sonra, istenen rengi elde etmek için kükürtlü boya löko oksit oksitlenmelidir. Oksidasyon, vulkanize boyaların boyanmasından sonra önemli bir adımdır. Kolay oksitlenen vulkanize boyalar, boyamadan sonra yıkama ve havalandırma ile hava ile oksitlenebilir, yani hava oksidasyon yöntemi kullanılır; kolay oksitlenmeyen bazı sülfürlü boyalar için ise oksidasyonu hızlandırmak amacıyla oksitleyici maddeler kullanılır.
4. Son işlem
Boyama sonrası işlemler arasında temizleme, yağlama, kırılganlığı önleme ve renk sabitleme yer alır. Kükürtlü boyalar, kumaş üzerindeki artık kükürtü azaltmak ve kumaşın kırılganlığını önlemek için boyamadan sonra tamamen yıkanmalıdır, çünkü boyadaki kükürt ve alkali sülfürdeki kükürt havada kolayca oksitlenerek sülfürik asit oluşturur; bu da selüloz lifinin asit hidrolizine neden olur ve lifin kırılganlığını azaltır. Bu nedenle, üre, trisodyum fosfat, kemik tutkalı, sodyum asetat vb. gibi kırılganlık kaybını önleyici maddelerle işlem yapılabilir. Vulkanize boyaların güneş ışığına ve sabunlanmaya karşı dayanıklılığını artırmak için boyamadan sonra renk sabitlenebilir. Renk sabitleme işleminin iki yöntemi vardır: metal tuzu işlemi (örneğin: potasyum dikromat, bakır sülfat, bakır asetat ve bu tuzların karışımı) ve katyonik renk sabitleyici madde işlemi.
En yaygın kullanılanlar siyah ve vulkanize mavidir.
İkinci olarak, sülfür boyalarının boyama mekanizması
Sülfür boyası indirgenir ve bir boya çözeltisinde çözülür; oluşan lökokromatik boya selüloz lifleri tarafından emilir ve hava oksidasyonu ile işlenerek selüloz liflerinin istenen rengi göstermesi sağlanır. Kimyasal reaksiyon formülü şöyledir:
DS-SO3Na + Na2S→D-SNa + Na2S2O3
Sülfür boya ana bileşiğinin lifle hiçbir afinitesi yoktur ve yapısı kükürt bağları (1 S 1), disülfit bağları (1 s — S) veya polisülfit bağları (1 Sx 1) içerir; bunlar sodyum sülfür indirgeyici maddelerin etkisi altında hidrojen sülfür grubuna (1 SNa) indirgenir ve suda çözünebilen lökokromik sodyum tuzu haline gelir. Lökokromların selüloz liflerine iyi bir afinite göstermesinin nedeni, boya moleküllerinin daha büyük olması ve bunun da lifler arasında daha büyük van der Waals kuvvetleri ve hidrojen bağ kuvvetleri üretmesidir.
III. Kükürtlü boyaların sınıflandırılması
Sülfür boyaları dört kategoriye ayrılabilir:
1, toz sülfür boyası
Boya yapısının genel formülü: DSSD, genellikle sodyum sülfür ile kaynatılarak, uygulandıktan sonra çözülmesi gerekir.
2, hidrolitik sülfür boyaları
Boya yapısının genel formülü: D-SSO3Na. Bu tür boyalar, geleneksel sülfür boyalarının sodyum sülfit veya sodyum bisülfit ile işlenmesiyle elde edilir. Boyalar suda çözünebilen gruplar içerir, bu nedenle suda çözünürler, ancak indirgeyici madde içermezler, liflere karşı afiniteleri yoktur. Genellikle kumaşa süspansiyon ped boyama yöntemiyle uygulanır. 3. Sıvı sülfür boyası
Boyanın genel yapı formülü D-SNa'dır ve belirli miktarda indirgeyici madde içerdiğinden, boya önceden indirgenerek çözünür leptokromaya dönüştürülür.
1936'dan önce, vulkanize boya ticari olarak toz halindeydi. Kullanıldığında, toz halindeki vulkanize boya, çözünmesi için vulkanize soda külü sulu çözeltisiyle birlikte kaynatılarak ısıtılıyordu. 1936'da Amerika Birleşik Devletleri'nden John Le Clester, önceden indirgenmiş, oldukça kararlı, konsantre bir sülfür boya çözeltisi üretti ve bunun patentini aldı; bu çözelti günümüzde sıvı sülfür boya olarak bilinmektedir.
4. Çevre dostu sülfür boyası
Üretim sürecinde, boya çözeltilerine rafine edilir, ancak kükürt içeriği ve polisülfit içeriği sıradan sülfür boyalarına göre çok daha düşüktür. Boya yüksek saflığa, istikrarlı indirgeme derecesine ve iyi geçirgenliğe sahiptir. Aynı zamanda, boya banyosunda glikoz ve sigorta tozu ikili indirgeyici ajanı kullanılır; bu da sadece sülfür boyasını indirgemekle kalmaz, aynı zamanda çevre korumasında da rol oynar.
Dördüncüsü, sülfür boyalarının boyama işlemi.
Vulkanizasyon boyama işlemi aşağıdaki dört adıma ayrılabilir:
1. Boyaların azaltılması
Sülfür boyalarının indirgenmesi ve çözülmesi nispeten kolaydır ve indirgeyici madde olarak yaygın olarak sodyum sülfür kullanılır; bu madde aynı zamanda alkali madde görevi de görür. Lökoforun hidrolize olmasını önlemek için uygun miktarda soda külü gibi maddeler eklenebilir, ancak indirgeme banyosunun alkaliliği çok yüksek olmamalıdır, aksi takdirde boya indirgeme hızı yavaşlar.
2. Boya çözeltisindeki boya, lif tarafından emilir.
Sülfür boyasının lökoforu boya çözeltisinde anyon halinde bulunur, selüloz lifine doğrudan etki eder, lif yüzeyine adsorbe olabilir ve lifin içine yayılabilir. Kükürt boyalarının selüloz liflerine doğrudan etki özelliği düşüktür, genellikle küçük bir banyo oranı kullanılırken, uygun elektrolitler eklenerek daha yüksek sıcaklıkta boyama hızı, düzgünlük ve geçirgenlik artırılabilir.
3. oksidasyon işlemi
Elyaf üzerine boyandıktan sonra, istenen rengi elde etmek için kükürtlü boya löko oksit oksitlenmelidir. Oksidasyon, vulkanize boyaların boyanmasından sonra önemli bir adımdır. Kolay oksitlenen vulkanize boyalar, boyamadan sonra yıkama ve havalandırma ile hava ile oksitlenebilir, yani hava oksidasyon yöntemi kullanılır; kolay oksitlenmeyen bazı sülfürlü boyalar için ise oksidasyonu hızlandırmak amacıyla oksitleyici maddeler kullanılır.
4. Son işlem
Boyama sonrası işlemler arasında temizleme, yağlama, kırılganlığı önleme ve renk sabitleme yer alır. Kükürtlü boyalar, kumaş üzerindeki artık kükürtü azaltmak ve kumaşın kırılganlığını önlemek için boyamadan sonra tamamen yıkanmalıdır, çünkü boyadaki kükürt ve alkali sülfürdeki kükürt havada kolayca oksitlenerek sülfürik asit oluşturur; bu da selüloz lifinin asit hidrolizine neden olur ve lifin kırılganlığını azaltır. Bu nedenle, üre, trisodyum fosfat, kemik tutkalı, sodyum asetat vb. gibi kırılganlık kaybını önleyici maddelerle işlem yapılabilir. Vulkanize boyaların güneş ışığına ve sabunlanmaya karşı dayanıklılığını artırmak için boyamadan sonra renk sabitlenebilir. Renk sabitleme işleminin iki yöntemi vardır: metal tuzu işlemi (örneğin: potasyum dikromat, bakır sülfat, bakır asetat ve bu tuzların karışımı) ve katyonik renk sabitleyici madde işlemi.
Yayın tarihi: 19 Aralık 2023