الأصباغ المباشرة هي الأصباغ التي يمكن تسخينها وغليها في وسط طور الرابطة المحايد أو الضعيف دون مساعدة المادة. تتشكل الأصباغ المباشرة بواسطة قوة الرابطة الهيدروجينية فان دير فال بين الأصباغ المباشرة وألياف القطن. وهي تستخدم أساسا في الألياف والحرير وغزل القطن والجلود وغيرها من الصناعات، وتستخدم أيضا في صناعة الورق وغيرها من الصناعات. يمكن تقسيم الأصباغ المباشرة إلى آزو وستلبين وأنواع أخرى حسب تركيبها. وفقًا لتصنيف تطبيقاتها، فهي تشمل بشكل أساسي الأصباغ المباشرة العادية والأصباغ المباشرة الخفيفة وأصباغ الآزو المباشرة.
مبدأ الصبغة
تحتوي الأصباغ المباشرة على مجموعات قابلة للذوبان في الماء مثل مجموعات حمض السلفونيك (-SO3H) أو مجموعات الكربوكسيل (-COOH) ويتم ترتيب بنياتها الجزيئية في شكل خطي. هياكل الحلقات العطرية تقع في نفس المستوى،
ولذلك، فإن الأصباغ المباشرة لها تقارب أكبر لألياف السليلوز ويمكن صبغها مباشرة في وسط محايد ببساطة عن طريق إذابة الصبغة في الماء الجاف.
يتم امتصاص الصبغة على سطح الألياف في المحلول، ثم تنتشر بشكل مستمر في المنطقة غير المتبلورة من الألياف، وتشكل مزيجًا من الروابط الهيدروجينية وقوى فان دير فالس مع جزيئات الألياف الكبيرة.
تشمل الأصباغ المشتقة الأصباغ المباشرة الخفيفة والأصباغ الملحية النحاسية المباشرة.
خصائص الصبغة
تحتوي الأصباغ المباشرة على مجموعات قابلة للذوبان في الماء مثل -SO3Na و -COONa. تزداد قابلية الذوبان بشكل ملحوظ مع زيادة درجة الحرارة. بالنسبة للأصباغ المباشرة ذات الذوبان الضعيف، يمكن إضافة رماد الصودا للمساعدة في الذوبان. الأصباغ المباشرة ليست مقاومة للماء العسر ويمكن أن يتحد معظمها مع أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم لتكوين أصباغ غير قابلة للذوبان.
عملية إنتاج الصبغة المباشرة
يتسبب هطول الأمطار في ظهور بقع على الأقمشة المصبوغة، لذا يجب إذابة الأصباغ المباشرة في الماء العذب. إذا كانت صلابة مياه الصباغة المستخدمة في الإنتاج عالية، فيمكن إضافة رماد الصودا أو هيكساميتافوسفات الصوديوم، الأمر الذي لن يساعد فقط على إذابة الصبغة ولكن أيضًا على تليين الماء.
تكون الأصباغ المباشرة أكثر مباشرة إلى ألياف السليلوز من الأصباغ الأخرى. ويرجع ذلك أساسًا إلى الوزن الجزيئي الكبير للأصباغ المباشرة، والبنية الجزيئية الخطية، والتماثل الجيد، والنظام المترافق الطويل، والمستوى المشترك الجيد، وقوى فان دير فال الكبيرة بين جزيئات الصبغة والألياف. في الوقت نفسه، تحتوي جزيئات الصبغة المباشرة على الأمينو والهيدروكسيل والأزو ومجموعات أخرى، والتي يمكن أن تشكل روابط هيدروجينية مع مجموعات الهيدروكسيل في ألياف السليلوز ومجموعات الهيدروكسيل ومجموعات الأمينو في ألياف البروتين، مما يزيد من تحسين مباشرة الصبغة.
عند استخدام الأصباغ المباشرة لصبغ ألياف السليلوز، يلعب الملح دورًا في تعزيز الصبغة. آلية تعزيز الصباغة هي أن الأصباغ المباشرة تنفصل إلى أنيونات الصباغ في المحلول وتصبغ ألياف السليلوز. تحتوي ألياف السليلوز أيضًا على شحنات سالبة في الماء. هناك تنافر الشحنة بين الأصباغ والألياف. يمكن أن تؤدي إضافة الملح إلى محلول الصبغة إلى تقليل الشحن. تزيد قوة التنافر من معدل الصباغة ونسبة الصباغة. أملاح الصبغة المباشرة المختلفة لها تأثيرات مختلفة لتعزيز الصبغة. الأصباغ المباشرة ذات التأثير الملحي والتي تحتوي على المزيد من مجموعات حمض السلفونيك في الجزيء لها تأثير كبير في تعزيز الصبغة. عند الصباغة، يجب إضافة الملح على دفعات لضمان الصباغة الموحدة. الأصباغ المباشرة ذات نسبة امتصاص الصبغة المنخفضة تحتاج إلى إضافة المزيد من الملح، ويمكن تحديد الكمية المحددة وفقًا لنوع الصبغة وعمق الصباغة. بالنسبة للمنتجات ذات الألوان الفاتحة ذات متطلبات الصباغة عالية المستوى، يجب تقليل كمية الملح بشكل مناسب لتجنب الصباغة المحلية غير المتساوية وعيوب الصباغة مثل الزهور الملونة.
تأثير درجة الحرارة
يختلف تأثير درجة الحرارة على خصائص الصباغة للأصباغ المختلفة. بالنسبة للأصباغ المباشرة ذات معدل الصباغة العالي وأداء الانتشار الجيد، يتم الحصول على أعمق لون عند درجة 60-70، وينخفض معدل الصباغة فوق 90 درجة. عند صبغ هذا النوع من الصبغة، من أجل تقليل وقت الصباغة، تكون درجة حرارة الصباغة 80-90 درجة. بعد الصباغة لفترة من الزمن، تنخفض درجة حرارة محلول الصبغة تدريجيا، ويستمر الصبغ الموجود في محلول الصبغة في صبغ الألياف لزيادة نسبة امتصاص الصبغة. بالنسبة للأصباغ المباشرة ذات الدرجة العالية من التجميع، ومعدل الصباغة البطيء وأداء الانتشار الضعيف، فإن زيادة درجة الحرارة يمكن أن تسرع من انتشار الصبغة، وتزيد من معدل الصباغة، وتعزز استنفاد الصبغة في سائل الصبغة، مما يزيد من نسبة الصباغة. خلال وقت الصباغة التقليدي، تسمى درجة الحرارة التي يتم عندها الحصول على أعلى نسبة لامتصاص الصبغة بأقصى درجة حرارة لامتصاص الصبغة. وفقًا للفرق في درجة حرارة الصباغة القصوى، غالبًا ما يتم تقسيم الأصباغ المباشرة إلى أصباغ منخفضة الحرارة بحد أقصى لدرجة حرارة الصباغة أقل من 70 درجة، وأصباغ متوسطة الحرارة بحد أقصى لدرجة حرارة الصباغة 70-80 درجة، والأصباغ بحد أقصى درجة حرارة الصباغة 90-100 درجة. أصباغ ذات درجة حرارة عالية. في ممارسات الإنتاج، عادة ما يتم صبغ الأقمشة المحبوكة من القطن والألياف الفسكوزية عند حوالي 95 درجة، في حين يتم صبغ الأقمشة المحبوكة الحريرية عند درجة حرارة منخفضة لأن درجة الحرارة المرتفعة جدًا تلحق الضرر بريق الألياف. درجة حرارة الصباغة المثالية هي 60 إلى 90 درجة. إن خفض درجة حرارة الصباغة بشكل صحيح وتمديد وقت الصباغة مفيد للإنتاج.