Kiến thức toàn diện về sản phẩm đen lưu huỳnh
Để lại lời nhắn
I. Tổng quan về sản phẩm
Đen lưu huỳnh (CI Sulfur Black 1, CI. 53185) là loại có khối lượng sản xuất lớn nhất và được ứng dụng rộng rãi nhất trong dòng thuốc nhuộm lưu huỳnh, nổi tiếng là "Vua thuốc nhuộm đen". Kể từ khi thuốc nhuộm lưu huỳnh đầu tiên ra đời vào năm 1873 và sự ra đời của quy trình Sulphur Black hiện đại vào năm 1893, nó đã giữ một vị trí không thể thay thế trong việc nhuộm các loại sợi cellulose như bông, vải lanh và viscose nhờ màu đậm, chi phí thấp và đặc tính độ bền tuyệt vời. Hiện nay, sản lượng thuốc nhuộm lưu huỳnh đen chiếm 75% đến 85% sản lượng thuốc nhuộm lưu huỳnh toàn cầu.
Thông tin nhận dạng cơ bản bao gồm Số đăng ký CAS 1326-82-5, công thức phân tử tham chiếu của C6H4N2O5 và số EINECS 215-444-2. Về hình thức, nó có dạng vảy đen bóng, dạng hạt rắn hoặc dạng bột.
II. Tính chất vật lý và hóa học
2.1 Đặc điểm cơ bản
Lưu huỳnh đen không hòa tan trong nước và rượu, nhưng nó hòa tan trong dung dịch natri sunfua, tạo thành dạng leuco màu xanh đậm. Nó có nhiệt độ nóng chảy khoảng 25 độ C. Nó hòa tan trong axit sulfuric đậm đặc nóng, tạo ra màu xanh lục-và pha loãng với nước tạo ra kết tủa màu đen.
2.2 Tiêu chuẩn chất lượng
Theo tiêu chuẩn công nghiệp hóa chất Trung Quốc HG/T3427-2001, Đen lưu huỳnh thường xuất hiện dưới dạng vảy hoặc hạt đen bóng. Màu sắc phải gần với mẫu chuẩn và cường độ phải bằng 100% so với mẫu chuẩn. Các thông số kỹ thuật chính bao gồm độ ẩm không quá 6,0%, chất không hòa tan trong dung dịch natri sunfua không quá 0,3% đến 0,5% và hàm lượng lưu huỳnh tự do không quá 0,5%.
2.3 Phân loại bóng râm
Tùy thuộc vào quy trình sản xuất, Sulphur Black có thể thể hiện các tông màu khác nhau. Loại BN có màu xanh lam, loại BRN có màu đỏ hơi xanh và loại RN có màu hơi đỏ. Loại cường độ-kép, chẳng hạn như BR 200% và BRN 200%, biểu thị nồng độ gấp đôi so với loại tiêu chuẩn.
III. Quy trình sản xuất
Sản xuất công nghiệp của Sulphur Black chủ yếu sử dụng phương pháp đun sôi. Quá trình này bắt đầu với 2,4-dinitrochlorobenzen làm nguyên liệu thô ban đầu. Chất này trải qua quá trình thủy phân bằng dung dịch natri hydroxit trong điều kiện gần{9} sôi sôi để tạo ra natri 2,4-dinitrophenolate. Chất trung gian này sau đó trải qua phản ứng thion hóa bằng cách trộn với dung dịch natri polysulfua theo tỷ lệ mol cụ thể và đun nóng đến sôi để thực hiện các phản ứng khử và cộng lưu huỳnh. Xử lý sau phản ứng bao gồm quá trình oxy hóa không khí, làm khô và trộn để tạo thành thuốc nhuộm thương mại cuối cùng. Bằng cách kiểm soát tỷ lệ mol của phenolate với natri polysulfua, chỉ số lưu huỳnh và nhiệt độ phản ứng, màu sắc của sản phẩm cuối cùng có thể được điều chỉnh.
IV. Phân loại sản phẩm
Sulphur Black đã phát triển thành nhiều dạng khác nhau để đáp ứng các nhu cầu ứng dụng khác nhau.
4.1 Bột truyền thống/ dạng hạt lưu huỳnh đen
Biểu mẫu này có cấu trúc chung là D-S-S-D. Nó không hòa tan trong nước và cần được hòa tan bằng cách đun sôi với natri sunfua trước khi sử dụng. Nó được sử dụng để nhuộm sợi bông, vải lanh và viscose.
4.2 Lưu huỳnh đen hòa tan
Với cấu trúc chung là D-SSO3Na, loại này có các nhóm hòa tan trong nước-, đạt độ hòa tan trên 150 gam/lít ở 20 độ C và mang lại đặc tính san phẳng tốt. Theo tiêu chuẩn GB/T25809{11}}2010, nó có độ ẩm không quá 7,0% và độ hòa tan không dưới 60 gram mỗi lít ở 60 độ C. Ưu điểm của nó bao gồm hiệu suất màu đồng đều, độ thẩm thấu tốt và không cần xử lý chống bong tróc. Ứng dụng của nó mở rộng sang nhuộm da thuộc da crom-và nhuộm kéo thành sợi viscose.
4.3 Đen lưu huỳnh lỏng (Thân thiện với môi trường{1}})
Dạng này có cấu trúc D-SNa và chứa các chất tiền khử. Nó là một chất lỏng có thể được pha loãng trực tiếp với nước để sử dụng, loại bỏ nhu cầu hòa tan bằng natri sunfua. Ưu điểm bao gồm tạp chất thấp, độ hấp thụ thuốc nhuộm cao và độ bền cọ xát khô và ướt cao hơn khoảng 0,5 cấp so với dạng bột. Nó thân thiện với môi trường vì nước thải không chứa tạp chất kết tủa, giúp giảm đáng kể chi phí xử lý nước thải. Các ứng dụng bao gồm nhuộm sợi denim, vải màu xám, vải dệt kim và nhuộm bao bì.
4.4 Các loại khác
Các loại khác bao gồm thuốc nhuộm lưu huỳnh thân thiện với môi trường-có hàm lượng lưu huỳnh thấp hơn nhiều so với các sản phẩm thông thường, mang lại độ tinh khiết cao và chất lượng ổn định. Thuốc nhuộm thùng chứa lưu huỳnh thích hợp cho một-nhuộm hỗn hợp bông polyester-với thuốc nhuộm phân tán. Thuốc nhuộm lưu huỳnh phân tán, được xử lý tương tự như thuốc nhuộm phân tán, được sử dụng để nhuộm hỗn hợp polyester-viscose.
V. Cơ chế và quy trình nhuộm
5.1 Nguyên lý nhuộm
Tương tự như thuốc nhuộm hoàn nguyên, thuốc nhuộm Đen lưu huỳnh thông qua chu trình oxy hóa-khử. Ở bước đầu tiên, quá trình hòa tan khử xảy ra khi các chất khử như natri sunfua phá vỡ liên kết disulfua hoặc polysulfua trong thuốc nhuộm, tạo ra các nhóm thiol và tạo thành hợp chất leuco hòa tan trong nước. Tiếp theo, trong quá trình cạn kiệt, dạng leuco anion được hấp phụ vào sợi xenlulo thông qua lực van der Waals và liên kết hydro. Cuối cùng, quá trình cố định oxy hóa diễn ra khi xử lý bằng không khí hoặc các tác nhân oxy hóa sẽ chuyển hợp chất leuco trở lại trạng thái không hòa tan, cố định chắc chắn nó vào sợi.
5.2 Các bước của quy trình nhuộm
Quá trình này bao gồm một số bước chính. Đầu tiên, thuốc nhuộm được khử và hòa tan, thường sử dụng natri sunfua làm chất khử. Sau đó, hợp chất leuco được đưa vào chất xơ, thường sử dụng tỷ lệ rượu nhỏ và bổ sung chất điện giải để thúc đẩy quá trình cạn kiệt. Quá trình oxy hóa diễn ra sau đó bằng cách tiếp xúc với không khí hoặc sử dụng tác nhân oxy hóa. Cuối cùng, xử lý tiếp theo bao gồm rửa, bôi dầu, xử lý chống{4}}dẻo và sửa chữa.
5.3 Độ bền nhuộm
Ở độ sâu 6% trên bông, Sulphur Black thể hiện đặc tính bền màu tốt. Độ bền ánh sáng rất tốt, thường đạt cấp 6. Độ bền giặt ở 95 độ C để đổi màu là cấp 3 đến 4, và độ bền mồ hôi khi đổi màu là cấp 4 đến 4,5. Độ bền khi chà xát khô là cấp 2 đến cấp 3, trong khi độ bền mài mòn ướt thấp hơn ở cấp 1 đến cấp 2. Độ bền ép nhiệt ở 200 độ C là cấp 4.
VI. Lĩnh vực ứng dụng chính
Ứng dụng chính của Sulphur Black là nhuộm vải dệt bông, bao gồm sợi, vải màu xám và vải dệt kim. Nó cũng được sử dụng để nhuộm sợi lanh, sợi viscose và hỗn hợp của chúng. Đen lưu huỳnh hòa tan tìm thấy các ứng dụng bổ sung trong nhuộm da, nhuộm giấy và nhuộm-kéo sợi viscose.
VII. Phòng ngừa và giải quyết vấn đề
7.1 Vấn đề đấu thầu sợi
Hiện tượng mềm, còn được gọi là độ giòn của sợi, xảy ra do các phân tử Đen lưu huỳnh chứa lưu huỳnh hoạt tính trong chuỗi polysulfua. Trong điều kiện ẩm và nóng, lưu huỳnh này dễ bị oxy hóa trong không khí tạo thành axit sunfuric, xúc tác cho quá trình thủy phân axit của sợi xenlulo, dẫn đến mất độ bền của vải.
Các biện pháp phòng ngừa bao gồm kiểm soát việc sử dụng thuốc nhuộm, chẳng hạn như không vượt quá 700 gram mỗi gói đối với một số loại. Rửa kỹ là cần thiết để loại bỏ thuốc nhuộm còn sót lại và lưu huỳnh tự do. Nên áp dụng biện pháp xử lý chống đấu thầu bằng cách sử dụng các chất như urê, tro soda hoặc natri axetat. Hàng hóa phải được làm khô ngay sau khi nhuộm, và sau khi sấy, phải làm nguội chúng đến nhiệt độ phòng trước khi đóng kiện để tránh tích tụ nhiệt. Bạn cũng nên sử dụng các loại có khả năng kháng mềm-vì chúng được sản xuất bằng các chất phụ gia như formaldehyde và axit monochloroacetic để ổn định các nguyên tử lưu huỳnh không ổn định.
7.2 Các vấn đề môi trường
Chất đen lưu huỳnh truyền thống có những nhược điểm bao gồm việc sử dụng quá nhiều natri sunfua, tạo ra nước thải có chứa lưu huỳnh. Quá trình nhuộm cũng có thể tạo ra khí hydro sunfua độc hại và chi phí xử lý nước thải cao.
Giải pháp cho những vấn đề này liên quan đến việc sử dụng chất lỏng Sulphur Black-thân thiện với môi trường, giúp loại bỏ nhu cầu hòa tan natri sulfua. Sử dụng hệ thống khử nhị phân glucose và natri hydrosulfite là một cách tiếp cận khác. Việc phát triển và sử dụng Đen lưu huỳnh hòa tan còn giúp đơn giản hóa quy trình và giảm tác động đến môi trường.
VIII. Đóng gói và lưu trữ
8.1 Thông số kỹ thuật đóng gói
Các sản phẩm Đen lưu huỳnh truyền thống thường được đóng gói trong thùng sắt lót bằng túi nhựa, với trọng lượng tịnh là 25 kg mỗi thùng. Các sản phẩm hòa tan cũng sử dụng bao bì trống sắt, có kích cỡ 25 hoặc 50 kg. Các lựa chọn đóng gói khác như túi dệt hoặc thùng carton có thể được sắp xếp theo yêu cầu của người dùng.
8.2 Điều kiện bảo quản và vận chuyển
Để bảo quản, Sulphur Black phải được bảo quản ở nơi khô ráo,{0}}thông gió tốt, tránh ánh nắng trực tiếp, bảo vệ khỏi độ ẩm và nhiệt. Trong quá trình vận chuyển, hàng hóa cần được xử lý cẩn thận để tránh làm hỏng bao bì. Cần đặc biệt chú ý đến Đen lưu huỳnh hòa tan do tính hút ẩm mạnh.
IX. Xu hướng phát triển kỹ thuật
Sự phát triển của Sulfur Black đang hướng tới các lựa chọn thân thiện với môi trường hơn, với các sản phẩm dạng lỏng và thân thiện với môi trường-đang dần thay thế các dạng bột truyền thống, một xu hướng đã được áp dụng rộng rãi ở Châu Âu và Châu Mỹ. Khả năng hòa tan đang mở rộng ứng dụng sang các lĩnh vực như da và giấy, làm tăng giá trị sản phẩm. Cải thiện độ ổn định có nghĩa là các sản phẩm dạng lỏng có độ ổn định khi bảo quản và vận chuyển tốt hơn so với dạng bột, tránh được các vấn đề biến đổi đáng kể từ-đến-lô hàng thường gặp với bột. Đơn giản hóa quy trình với các loại sản phẩm mới giúp loại bỏ nhu cầu hòa tan natri sunfua, giảm lãng phí nguyên liệu thô và giảm chi phí xử lý nước thải.
Thuốc nhuộm cổ điển này, với hơn một thế kỷ lịch sử, tiếp tục được hồi sinh thông qua đổi mới công nghệ, duy trì lợi thế về chi phí trong khi phát triển theo hướng thân thiện với môi trường, hiệu quả và ổn định hơn.
