Kükürt boyası

Kükürt boyalarıhacim bakımından pamuk için üretilen en yaygın boyalardır. Ucuzdurlar, genellikle iyi yıkama- haslıklarına sahiptirler ve uygulanması kolaydır. Kükürt boyaları ağırlıklı olarak siyah, kahverengi ve laciverttir.[1] Kırmızı kükürt boyaları bilinmemektedir, ancak pembe veya daha açık kırmızı bir renk mevcuttur.

Organik kimya

Kükürt bağlantıları, kükürt boyalarındaki kromoforun ayrılmaz bir parçasıdır. Sülfür (–S–), disülfür (–S–S–) ve polisülfürden (–S) oluşan organosülfür bileşikleridir._n–) heterosiklik halkalardaki bağlantılar. Tiyazoller, tiyazon, tiyantren ve fenotiyazontiyoantron alt birimlerini içerirler. İyonik olmayan kükürt boyaları suda çözünmez.

İşlem

Boyama birkaç aşamayı içerir, yani. indirgeme, boyama, yıkama, oksidasyon, sabunlama ve son yıkama. Anyon, selüloza afinite gösterdiğinde kaynama sırasında indirgenerek ve çözünerek geliştirilir. Sodyum sülfür (Na₂İndirgeyici ve çözündürücü madde olan S), hem indirgeme hem de çözündürme işlemini gerçekleştirerek tiyolleri ve ardından suda çözünebilen ve selüloza karşı dayanıklı olan tiyollerin veya tiyolatların sodyum tuzunu üretir. Elektrolit varlığında 90-95 derecede daha yüksek tükenme oranı meydana gelir. Boyalı selülozikler, aşırı serbest kükürt varlığına bağlı olarak nemli atmosfer altında depolamada yumuşatıcı bir etki gösterir. Bunu bastırmak için sodyum asetatla son işlem yapılması gerekir. H₂Boyama sırasında açığa çıkan S, aşındırıcı metal sülfit oluşturur. Bu, paslanmaz çelikten yapılmış olanlar dışındaki metal kapların kullanımını kısıtlar:

Fe + H₂S → FeS + H₂

Üretim, geçmiş ve şimdiki

"Cachou de Laval" olduğu söylenen kükürt boyalarının öncüsü, 1873 yılında Groissant ve Bretonniere tarafından keşfedilen ve ligninli ürünlerin (talaş veya saman gibi) sülfür kaynaklarıyla (sodyum hidroksit veya kükürtle karıştırılmış sülfit gibi) işlenmesiyle hazırlanan "Cachou de Laval". Daha sonra, Henri-Raymond Vidal, 1893 yılında çeşitli anilin türevlerinin kükürt ile reaksiyona girmesiyle,-Vidal Blacks denilen şeyi icat etti. Bu deneyler, aromatik bileşiklerin ve kükürt kaynaklarının birleştirilmesiyle koyu renkli malzemelerin kolaylıkla üretilebileceğini gösterdi.

Sınıfın en önemli üyesi Sülfür Siyahı 1'dir. 2,4-dinitrofenol ile sodyum sülfürün sıcak sudaki reaksiyonu sonucu üretilir. Birçok kükürt boyası gibi, kimyasal reaksiyonların ayrıntıları da tam olarak anlaşılamamıştır. Sülfürün, nitro gruplarını anilin türevlerine indirgediği kabul edilir; bunların, kükürt ile reaksiyona girerek ayrıca çapraz bağlanan indofenol-içeren ara maddeler oluşturduğu düşünülmektedir. Sonuç olarak çözünmeyen, yüksek molekül ağırlıklı türler ortaya çıkar. Kükürt Siyahı 1 tam olarak anlaşılamamıştır ve malzeme muhtemelen heterojendir. Tiantren ve fenotiyazin alt birimlerinden oluşan bir polimer olduğu tahmin edilmektedir. Sülfür fırın boyaları olarak adlandırılan boyalar 1,4-diaminobenzen ve diaminotoluen türevlerinden üretilir. Bu boyaların benzotiyazol alt birimlerine sahip polimerlerden oluşması önerilmektedir. Kükürt fırın boyaları sınıfının üyeleri Sülfür Turuncusu 1, Sülfür Kahvesi 21 ve Sülfür Yeşili 12'dir.

Uygulama yöntemi

Kükürt boyaları suda-çözünmezdir. Bir indirgeyici maddenin varlığında ve yaklaşık 80 derecelik yüksek sıcaklıktaki alkalin pH'ta, boya parçacıkları parçalanır ve bunlar daha sonra suda- çözünür hale gelir ve dolayısıyla kumaş tarafından emilebilir. Sodyum sülfür veya sodyum hidrosülfür uygun indirgeyici maddelerdir. Ortak tuz emilimi kolaylaştırır. Kumaş boya çözeltisinden çıkarıldıktan sonra havada bekletilir ve bunun üzerine boya oksidasyon yoluyla yeniden üretilir. Rejenere ana boya suda çözünmez. Oksidasyon aynı zamanda havada veya hafif asidik bir çözelti içinde hidrojen peroksit veya sodyum bromat ile de gerçekleştirilebilir.

Suda düşük çözünürlük, bu boyalı kumaşların iyi yıkama-haslıklarının temelidir. Bu boyalar, klorlu ağartıcılar hariç-her açıdan iyi renk haslığına sahiptir. Boya suda-çözünmediği için suda yıkandığında akmaz ve diğer giysilerde leke bırakmaz. Ancak boyanın sürtünmeye karşı dayanıklılığı zayıf olabilir. Boyalar hipoklorit ağartıcı ile ağartılır.

Çevre sorunları

Boya-banyo atıklarının son derece kirletici doğasından dolayı, kükürt boyaları Batı'da yavaş yavaş kullanımdan kaldırılıyor, ancak Çin'de büyük ölçekte kullanılıyorlar.[3] Boyama teknolojilerindeki son gelişmeler, toksik sülfit indirgeyici maddelerin ikamesine olanak sağlamıştır. Artık temel çözeltideki glikoz kullanılıyor ve hem düşük-sülfit hem de sıfır-sülfit ürünleri mevcut. Elektrokimyasal işlemler yoluyla boya seviyelerinin azaltılması alanında gelecekteki gelişmeler umut vericidir.