Техническая классификация красителей

Химическая классификация отражает строение и способы получения красителей, но не отражает их технических свойств и назначения. Между тем для тех отраслей промышленности, которые применяют красители, важно знать их технические свойства, т. е. для крашения каких материалов предназначен краситель и в каких условиях его применяют. Поэтому существует вторая классификация красителей — техническая, в которой красители объединены в группы по их техническому назначению.

Крашение — сложный процесс, в котором краситель может взаимодействовать с окрашиваемым материалом химически, а может адсорбироваться поверхностью материала и удерживаться при помощи адсорбционных сил. В зависимости от свойств красителя и окрашиваемого материала крашение ведут в различных условиях, вводя в раствор красителя разные добавки, изменяя температуру ванны, концентрацию красителя и.т.д.

В простейшем случае краситель растворяют в воде и ткань окрашивают, погружая в красильную ванну. Другие красители требуют предварительной обработки ткани специальными веществами — протравами. Третьи нуждаются в последующей обработке для закрепления красителя на волокне. Существуют группы красителей, нерастворимых в воде. Их переводят в раствор восстановлением в форму лейкосоединения, и в таком виде они переходят на волокно. При последующем окислении они переходят в краситель непосредственно на волокне. Некоторые красители синтезируют на самом волокне: ткань пропитывают последовательно растворами промежуточных продуктов, которые реагируют между собой на волокне, образуя краситель.

Ряд нерастворимых в воде красителей растворяется в органических растворителях. К ним относятся жиро-, спирто-, и ацетонорастворимые красители, а также красители, растворимые в полимерах — полиамидах и полиэфирах. [3].

По технической классификации красители подразделяют на следующие важнейшие группы.

• 1. Кислотные красители, окрашивающие шерсть и шёлк в кислом или нейтральном растворе.
• 2. Основные красители, окрашивающие в нейтральном растворе шерсть, шёлк и кожу непосредственно, а хлопчатобумажные ткани после протравливания таннином.
• 3. Прямые красители, окрашивающие хлопчатобумажные волокна в нейтральном или слабощелочном растворе.
• 4. Протравные красители, окрашивающие хлопчатобумажные, шерстяные и шёлковые волокна после их протравливания солями металлов — алюминия, хрома, железа.
• 5. Активные красители, окрашивающие целлюлозные волокна в щелочном растворе (сода, бикарбонат, тринатрийфосфат), а шерсть, натуральный шёлк и полиамидные волокна в среде, близкой к нейтральной (pH = 6 — 8).
• 6. Кубовые красители, окрашивающие целлюлозные волокна в щелочном растворе лейкосоединения (т.е. продукта восстановления). Окрашиваемый материал выдерживают в этом растворе (так называемом кубе), а затем окисляют на воздухе. При этом лейкосоединение снова переходит в краситель.
• 7. Сернистые красители, окрашивающие хлопчатобумажное волокно в водных растворах сернистого натрия.
• 8. Красители, образующиеся на волокне. К этой группе красителей относятся азоидные, окислительные красители и фталогены.

Азоидные (ледяные, или холодные) красители: окрашиваемый материал пропитывают раствором оксисоединения, затем погружают в раствор диазосоединения; на волокне происходит реакция азосочетания и образуется краситель. Окислительные красители образуются в процессе крашения на волокне при окислении ароматических аминов.

• 9. Красители для меха.
• 10. Красители для кожи и шубной овчины.
• 11. Дисперсные красители, окрашивающие ацетатный шёлк и синтетические волокна. Они практически нерастворимы в воде и окрашивают только тогда, когда содержатся в красильной ванне в тонкодисперсном состоянии (величина частиц 0,2 — 2,0 мкм).
• 12. Красители жирои спирторастворимые.
• 13. Пигменты и лаки. Применяются для приготовления полиграфических, художественных, строительных и других красок. Пигменты используют для крашения пластических масс, резины, бумаги. Пигментами окрашивают вискозное и ацетатцеллюлозное волокно и синтетические полимерные материалы в растворе или расплаве полимера перед изготовлением из них волокон (крашение в массе). [4]
• 3. Номенклатура

Названия первых синтетических органических красителей производились от слов, указывающих на цвет образуемых ими окрасок. Так, название Мовеин указывало на сходство цвета окраски с цветом мальвы, Фуксин — фуксии, Родамин — розы (по-гречески «родон» — роза), Сафранин — шафрана. Названия желтых красителей — Аурамин, Хризофенин, Хризоидин, Хризамин, Хризанилин происходят от латинского и греческого названий золота — «аурум» и «хризос» соответственно; нежно-розовый краситель Эозин был назван в честь Эос — богини утренней зари в древнегреческой мифологии.

Хотя эти названия ничего не говорят о химической природе и химических свойствах красителей, они удобны своей краткостью и определенностью и быстро стали интернациональными. Положение осложнилось, когда число синтетических красителей превысило многие сотни, а производством их стали заниматься многочисленные конкурирующие между собой фирмы. Стремление cкрыть от конкурентов химическую природу красителей, попытки обойти патентные ограничения с помощью новых названий привели к полному хаосу. Нередко одни и те же красители выпускаются различными фирмами, а иногда и одной фирмой, под разными наименованиями (например, краситель Паракрасный имеет около 40 фирменных обозначений, Фуксин — более 100 и т. д.). Чтобы понять, о каком красителе идет речь, в учебной и научной литературе наряду с наиболее употребительными фирменными названиями стали указывать номера, под которыми красители обозначены в специальных справочниках (в немецком, ныне устаревшем справочнике Шульца «Farbstofftabellen», англо-американском — «Colour Index»).

Названия красителей составляют из двух или более слов и буквенных обозначений. Первое слово показывает принадлежность красителя к той или иной группе: Прямой, Дисперсный, Сернистый, Кубовый, Протравной, Кислотный, Активный, Катионный, Основный, Пигмент, Лак, Кубозоль, Тиозоль, Спирторастворимый, Жирорастворимый, Ацетонорастворимый.

Дополнительно в качестве первого слова в названиях красителей применяются также групповые обозначения: Катионный — для специальных основных красителей для полиакрилонитрильного волокна; Тиоиндиго — для кубовых тиоиндигоидных красителей, отличающихся от прочих кубовых красителей способностью восстанавливаться в лейкосоединения не только дитионитом, но и сульфидом натрия; Хромовый — для кислотно-протравных (хромирующихся) красителей для шерсти; Однохромовый — для хромовых красителей, крашение которыми можно производить одновременно с обработкой солями хрома; Лаковый — для кислотных красителей, специально предназначенных для производства лаков; Белофор — для оптических (флуоресцентных) отбеливателей. Второе слово в названии красителя указывает на его цвет, буквенный индекс — на оттенок окраски, например: Кислотный синий К.

В некоторых случаях к наименованию красителя прибавляют слова или индексы, указывающие на устойчивость окраски, особенности химического строения красителя, рекомендуемый способ применения или упрочнения окраски, область применения красителя, выпускную форму. Слово «прочный» в названии красителя указывает, что краситель обладает повышенной устойчивостью к мокрым обработкам; слово «светопрочный» пишется в названиях красителей, имеющих высокую устойчивость к действию света, например Прямой желтый светопрочный.

На особенность химического строения указывают слова: антрахиноновый, фталоцианиновый и др., например Хромовый зеленый антрахиноновый, а также индексы: Ц — краситель выпущен в виде двойной соли с хлоридом цинка, Бс — в виде бисульфитного производного.

На область применения красителей указывают слова: для кожи, для шелка, полиэфирный, полиамидный и т. д., например Дисперсный синий полиэфирный.

Для обозначения цвета приняты следующие термины: желтый, золотисто-желтый, оранжевый, алый, красный, розовый, рубиновый, бордо, красно-фиолетовый, фиолетовый, синий, голубой, бирюзовый, сине-зеленый, зеленый, оливковый, желто-коричневый, красно-коричневый, коричневый, серый, сине-черный и черный. Иногда для более точной характеристики цвета через дефис даются обозначения: чисто-, светло-, ярко-, темнои другие.

Для указания оттенка красителей ставятся буквенные обозначения: Ж — желтоватый, К — красноватый, С — синеватый, 3 — зеленоватый, О — основной оттенок данного цвета.

Более резко выраженные оттенки обозначают цифрами, которые ставят перед индексами, например: 2Ж, 4Ж, 2К, 4К, 5К и т. д.; не употребляется лишь цифра «3» (т. к. ее путают с буквой «З»).

Кроме перечисленных общих обозначений в каждом классе красителей имеются дополнительные специфические индексы.

Для прямых красителей:

М — в молекуле красителя имеется комплексно-связанный атом металла;

У — окраска должна быть закреплена солями меди или закрепителем ДЦМ т. е. продуктом конденсации дициандиамида, формальдегида и ацетата меди;

Х — окраска может быть закреплена солями хрома;

Ш — краситель предназначен только для крашения шубной овчины.

Для сернистых красителей:

У — окраска должна быть упрочнена закрепителем ДЦМ или солями меди;

Бс — краситель является бисульфитным производным (для водорастворимых сернистых красителей).

Для кубовых красителей:

В — краситель в тонкодисперсной форме, предназначен для крашения вискозы в массе;

Д — краситель в тонкодисперсной форме, предназначен для суспензионного крашения;

М — краситель предназначен для крашения меха;

П — паста для печати;

Х — краситель окрашивает целлюлозные волокна по «холодному» способу (т. е. при низкой температуре и малой щелочности среды, что позволяет применять эти красители для окрашивания белковых волокон).

Для кислотных красителей:

М — в молекуле красителя имеется комплексно-связанный атом металла;

Н — краситель окрашивает из нейтральной и слабокислой ванн;

Ш — краситель предназначен для крашения шубной овчины.

Для активных красителей:

П — краситель, предназначен для крашения полиамидных волокон;

Т — краситель окрашивает целлюлозные волокна по «теплому» способу (средний между обычным и холодным);

Х — краситель окрашивает целлюлозные волокна по «холодному» способу (при низкой температуре);

Ш — краситель предназначен для крашения шерсти.

Для дисперсных красителей:

МП — металлсодержащий краситель для полиамидных волокон.

Для основных красителей:

Ц — краситель выпущен в виде двойной соли с хлористым цинком.

Для пигментов:

У — пигмент (фталоцианиновый) выпущен в особой устойчивой модификации;

ТП — пигменты для текстильной пигментной печати и крашения (тонкодисперсные);

В — пигменты для крашения вискозы в массе;

А — пигменты для крашения ацетатного шелка в массе;

Р — пигменты для крашения резины Для лаков:

Б, К, М и Н — лак является солью бария, кальция, марганца или натрия соответственно.

Названия красителей, образованные по правилам рациональной номенклатуры, дают исчерпывающие сведения о свойствах, способах и областях применения красителей, а также о свойствах получаемых окрасок. Так, название Кислотный оранжевый светопрочный Н4КМ означает, что это металлсодержащий краситель для шерсти, образующий оранжевые с заметным красноватым оттенком окраски, которые обладают высокой светостойкостью; краситель можно применять для крашения полушерстяных изделий, т. к. крашение им ведут из нейтральной ванны.

Название Прямой диазо-бордо светопрочный С указывает на то, что это краситель, способный окрашивать целлюлозные волокна непосредственно из водного раствора в присутствии электролита в цвет бордо с синеватым оттенком; образуемые окраски устойчивы к свету, а устойчивость к стирке может быть повышена путем диазотирования на волокне и сочетания с соответствующей азосоставляющей (для получения красных окрасок — с 2-гидроксинафталином). [5].