Reaktivna bojila su najčešće korištena bojila u bojanju pamuka, čija je potrošnja također u porastu, a očekuje se da će se taj trend zadržati iu sljedećim godinama. Reaktivne boje su popularne zbog svoje umjerene cijene, visokog prinosa boje i odgovarajuće postojanosti boje. Jedini mu je nedostatak hidroliza bojila
Značenje hidrolize
Obično se boje fiksiraju na pamuk u alkalnim uvjetima, a ta alkalnost potiče reakciju boje s vodom, uzrokujući njezinu deaktivaciju. Deaktivirane boje, tj. hidrolizirane boje, ne mogu reagirati s pamukom, što dovodi do značajnog gubitka boje. Hidrolizirane boje fizički prianjaju na podlogu dok se ne uklone tijekom procesa pranja, uzrokujući tako probleme s postojanošću pranja. Osim toga, hidrolizirane boje također ulaze u otpadne tekućine, što dovodi do povećanog opterećenja zagađenja.
Reaktivna bojila boje supstrate od celuloznih vlakana u tri faze:
Bojanje u neutralnom mediju solju ili Yuanming prahom.
Boja za bojenje se fiksira nakon dodavanja lužine, a između boje i vlakna nastaje kovalentna veza.
Temeljito isperite slabo prianjajuće boje na ili u tkaninama.
Gore navedena treća faza je vrlo potrebna. To je zato što je većina reaktivnih boja u kupelji za bojanje obojena vlaknima, a neke od njih reagiraju s vodom u alkalnim uvjetima, gube svoju reaktivnost s vlaknima, pa stoga imaju nizak afinitet s vlaknima. Ako se ovaj korak ne izvede ispravno, zbog postojanja hidroliziranih bojila, postojanost pranja obojenog proizvoda bit će loša; dok će boje koje reagiraju s vlaknima imati visoku postojanost pranja.
Reakcija reaktivnih bojila s vodom nije jedini čimbenik koji utječe na iskorištenje bojenja. Učinkovitost primjene boje također je usko povezana sa sljedećim čimbenicima, kao što su stabilnost boje pri skladištenju, stabilnost otopine za punjenje ili paste za tiskanje i promjena koncentracije reaktivne boje u formulaciji boje tijekom toplinskog otapanja.
Hidrolitička razgradnja bojila odvija se od trenutka proizvodnje i nastavlja se tijekom sušenja i mljevenja. Stupanj hidrolize bojila ovisi o reaktivnim skupinama i kromoforima u njegovoj molekuli.
Hidrolizirane boje samo su nestabilni atomi ili skupine u izvornim reaktivnim bojama zamijenjene hidroksilnim skupinama, a njihova difuzijska i adsorpcijska svojstva vrlo su slična izvornim reaktivnim bojama, tako da je lako difundirati u vlakno i adsorbirati se na njegovoj površini.
Na kraju faze alkalnog bojenja, kada reaktivna bojila reagiraju s vodom ili vlaknima i potpuno se potroše, uspostavlja se nova ravnoteža, odnosno ravnoteža raspodjele hidroliziranih bojila u vlaknu i kupelji za bojanje. Slična je raspodjela reaktivnih bojila u neutralnim otopinama. U ovoj fazi vlakna sadrže veliku količinu kemijski vezanih bojila.
Kako bi se dobili obojeni proizvodi visoke otpornosti na mokro, hidrolizirana bojila moraju se ukloniti iz vlakana tijekom završnog pranja vodom. Kod bojenja reaktivnim bojama prosječno se oko 70% bojila fiksira na vlaknu, a ostatak se troši hidrolizom, a od tog dijela bojila se koristi najmanje 30%.
U stvarnom reakcijskom sustavu postoje mnogi čimbenici koji utječu na brzinu hidrolize reaktivnih boja, kao što su pH kupke za bojenje, temperatura, koncentracija boje i koncentracija elektrolita.
(1) Utjecaj pH vrijednosti kupke za bojenje Proučavanjem odnosa između pH vrijednosti medija i stupnja disocijacije celuloze, utvrđeno je da se koncentracija lužine ne može povećati, tako da pH vrijednost medija rješenje premašilo 10-11. Budući da su u to vrijeme sve dostupne hidroksilne skupine u celulozi ionizirane, a povećanje pH vrijednosti samo će dovesti do njezine hidrolize.
(2) Utjecaj temperature Povećanje temperature će dovesti do povećane hidrolize reaktivnih boja.
(3) Učinak koncentracije boje Povećanje koncentracije reaktivne boje u otopini pospješit će njezinu koagulaciju, čime će se smanjiti brzina hidrolize.
(4) Učinak koncentracije elektrolita Što je viša koncentracija elektrolita u kupki za bojenje, to se više bojila hidrolizira.
"Studija je otkrila da je reaktivnost reaktivnih bojila s vodom također povezana s kromoforom u molekuli bojila, jer će kromofor utjecati na gustoću elektronskog oblaka reakcijskog centra. Ako se u kromofornom sustavu formira anionska skupina, reakcija će dovesti do formiranja anionske skupine u molekuli boje." centra Gustoća oblaka elektrona se povećava, čime se smanjuje reaktivnost reaktivnih boja s vodom.