tintura con colorantes reactivos
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TINTURA CON COLORANTES TINTURA CON COLORANTES REACTIVOSREACTIVOS
1.1. PropiedadesPropiedades
• a.- Son solubles, contienen un grupo a.- Son solubles, contienen un grupo reactivo capaz de combinarse reactivo capaz de combinarse químicamente con la celulosa.químicamente con la celulosa.
• b.- Alta solidez a los procesos húmedos, b.- Alta solidez a los procesos húmedos, gracias al enlace covalente que forman gracias al enlace covalente que forman colorante -fibra; algunos poseen baja colorante -fibra; algunos poseen baja solidez al cloro.solidez al cloro.
• c.- Se obtienen colores brillantes, debido c.- Se obtienen colores brillantes, debido a la banda de absorción angosta a la banda de absorción angosta característica en la estructura molecular característica en la estructura molecular de estos colorantes.de estos colorantes.
• d.- Se hidrolizan fácilmente. El algodón d.- Se hidrolizan fácilmente. El algodón es un polímero de celulosa que consiste es un polímero de celulosa que consiste de anillos d-glucopirnosa unidos por los de anillos d-glucopirnosa unidos por los carbonos 1 y 4. Por lo tanto a la celulosa carbonos 1 y 4. Por lo tanto a la celulosa se le puede considerar como un alcohol se le puede considerar como un alcohol polihídroxílico, que puede tomar parte polihídroxílico, que puede tomar parte en todas las reacciones en que lo hace en todas las reacciones en que lo hace un alcohol.un alcohol.
• La celulosa posee alcoholes La celulosa posee alcoholes primarios y secundarios ligados a primarios y secundarios ligados a los carbonos 2, 3 y 6 los carbonos 2, 3 y 6 respectivamente los cuales respectivamente los cuales disminuyen su acidez en el disminuyen su acidez en el siguiente orden:siguiente orden:
OH - 6 > OH - 2 > OH – 3OH - 6 > OH - 2 > OH – 3
• De acuerdo a experimentos llevados a De acuerdo a experimentos llevados a cabo con alcoholes polihídricos se pudo cabo con alcoholes polihídricos se pudo ver que la velocidad de reacción del ver que la velocidad de reacción del agua es más lenta que para la mayoría agua es más lenta que para la mayoría de compuestos orgánicos y por de compuestos orgánicos y por consiguiente no es de temerse que se consiguiente no es de temerse que se produzca una reacción del colorante con produzca una reacción del colorante con el agua (hidrólisis)el agua (hidrólisis)..
2.0 ESTRUCTURA BÁSICA DE UN 2.0 ESTRUCTURA BÁSICA DE UN
COLORANTE REACTIVOCOLORANTE REACTIVO
• Generalmente se compone de dos Generalmente se compone de dos elementos fundamentales:elementos fundamentales:
--Parte cromóforaParte cromófora -- Parte reactivaParte reactiva
Estos dos elementos pueden estar Estos dos elementos pueden estar unidos entre ellos por un eslabón o unidos entre ellos por un eslabón o puente.puente.
Esquemáticamente lo podemos imaginar Esquemáticamente lo podemos imaginar así:así:
A CB
A parte cromóforaB eslabón o puenteC parte reactiva
ESTRUCTURA BASICA DE UN COLORANTE REACTIVO
3.0 CONSTITUCIÓN QUIMICA 3.0 CONSTITUCIÓN QUIMICA
Y PROPIEDADESY PROPIEDADES
• El cromóforo determina principalmente El cromóforo determina principalmente el matiz del colorante y es a la vez el matiz del colorante y es a la vez responsable de otras propiedades del responsable de otras propiedades del colorantecolorante..
• La parte reactiva es responsable en La parte reactiva es responsable en primer lugar del tipo y velocidad de primer lugar del tipo y velocidad de reacción entre la fibra celulósica y el reacción entre la fibra celulósica y el colorante. colorante.
CROMOFOROCROMOFORO
Los diferentes matices de la gama de colorantes Los diferentes matices de la gama de colorantes reactivos se consiguen con la presencia de reactivos se consiguen con la presencia de diversos grupos cromóforos:diversos grupos cromóforos:
• AmarillosAmarillos monoazoicosmonoazoicos• PardosPardos mono y diazoicos mono y diazoicos • AnaranjadosAnaranjados diazoicosdiazoicos • RojosRojos mono y diazoicos mono y diazoicos• Violetas mono azoicos pre- Violetas mono azoicos pre- metalizados con metalizados con cobre.cobre.
• AzulesAzules antraquinónicos, diazo antraquinónicos, diazo
icos,mono y diazoicosicos,mono y diazoicos
de cobre.de cobre.
TurquesasTurquesas complejo de ftalocicomplejo de ftaloci
anina de cobre y ni-anina de cobre y ni-
quel.quel.
VerdesVerdescombinaciones intermolecu- combinaciones intermolecu-
lares de amarillo y azul.lares de amarillo y azul.
Dependiente del Dependiente del cromóforo:cromóforo:
• -- Solubilidad.Solubilidad.• -- Sustantividad.Sustantividad.• -- Propiedades de difusión.Propiedades de difusión.• -- Lavabilidad.Lavabilidad.• -- Corrosibilidad.Corrosibilidad.• Solideces al sudor, al blanqueo con Solideces al sudor, al blanqueo con
peróxido, luz, luz en húmedo, cloro.peróxido, luz, luz en húmedo, cloro. • -- Estabilidad a los aprestos Estabilidad a los aprestos
permanentes.permanentes.
En la parte cromófora aparecen, En la parte cromófora aparecen, además, los grupos solubilizantes ( además, los grupos solubilizantes ( - SO- SO33Na ), que le confieren Na ), que le confieren solubilidad en medio acuoso y los solubilidad en medio acuoso y los sustituyentes que le confieren sustituyentes que le confieren sustantividad a las fibras sustantividad a las fibras celulósicas.celulósicas.
Dependencia de la parte Dependencia de la parte reactiva:reactiva:
• -- ReactividadReactividad• -- Estabilidad de unión:Estabilidad de unión:-- a) alcalinaa) alcalinaSolidez al lavadoSolidez al lavadoSolidez al sudorSolidez al sudorSolidez al blanqueo con peroxidoSolidez al blanqueo con peroxido b) ácida ( hidrólisis ácida)b) ácida ( hidrólisis ácida)Solidez al sudorSolidez al sudorSolidez al suavizado ( estabilidad a los Solidez al suavizado ( estabilidad a los
aprestos permanentes).aprestos permanentes).
MODO DE FIJACIONMODO DE FIJACION
• Los colorantes reactivos deben su Los colorantes reactivos deben su nombre al hecho de que en nombre al hecho de que en presencia de álcali entran en presencia de álcali entran en reacción química con la celulosa, reacción química con la celulosa, uniéndose fuertemente a ésta, se uniéndose fuertemente a ésta, se produce así una unión produce así una unión covalente.covalente.
F0RMAS DE REACCION F0RMAS DE REACCION CON LA CELULOSACON LA CELULOSA
• Colorantes que reaccionan con la Colorantes que reaccionan con la celulosa por un mecanismo de celulosa por un mecanismo de adición.adición.
• Colorantes que reaccionan con la Colorantes que reaccionan con la celulosa por un mecanismo de celulosa por un mecanismo de sustitución.sustitución.
MECANISMO DE ADICIONMECANISMO DE ADICION
• Poseen como parte reactiva sistemas Poseen como parte reactiva sistemas alifáticos que tienen una propiedad alifáticos que tienen una propiedad especial. especial.
• En presencia de álcali poseen una En presencia de álcali poseen una llamada doble unión activada. llamada doble unión activada.
- CH = CH- CH = CH22
Representa la verdadera parte reactiva.Representa la verdadera parte reactiva.
Grupos mas Grupos mas representativosrepresentativos
- Sulfato etil sulfonas- Sulfato etil sulfonas
Crom[]-SOCrom[]-SO22–CH–CH2 2 – CH– CH22 – O – SO – O – SO33H H
- Cloro estil sulfonas- Cloro estil sulfonas
Crom[] - SOCrom[] - SO22 – CH – CH22 – CH – CH22 – Cl – Cl
Que en presencia de álcali generan Que en presencia de álcali generan las vinilsulfonaslas vinilsulfonas
Crom[]Crom[]- SO- SO22 – – CH = CHCH = CH22
Colorantes vinilsulfonicosColorantes vinilsulfonicos
Crom[ ]Crom[ ]- SO- SO22 – –
Esta estructura es la vinilsulfona no saturada Esta estructura es la vinilsulfona no saturada con la doble unión con la doble unión
CH=CHCH=CH22 En la cual existen electrones de libre En la cual existen electrones de libre
movimiento, el grupo SOmovimiento, el grupo SO2 2
Vecino ejerce una acción atractiva sobre estos Vecino ejerce una acción atractiva sobre estos electrones, que van a producir una densidad electrones, que van a producir una densidad de carga negativa en exceso sobre el de carga negativa en exceso sobre el Carbono vecino. Carbono vecino.
CH=CHCH=CH22
• El otro átomo de carbono de la doble El otro átomo de carbono de la doble unión queda deficiente de electrones y unión queda deficiente de electrones y por lo tanto con una carga positiva en por lo tanto con una carga positiva en exceso.exceso.
-SO-SO2 2 - CH = CH - CH = CH22 ––Este grupo así polarizado se llama doble Este grupo así polarizado se llama doble
unión activada.unión activada.La celulosa en medio alcalino se ioniza La celulosa en medio alcalino se ioniza
produciendo un anión:produciendo un anión:
- +
Cel – OH + OH Cel O + HCel – OH + OH Cel O + H22OO La fibra con una carga negativa será La fibra con una carga negativa será
entonces “nucleofílica”, es decir necesita entonces “nucleofílica”, es decir necesita una carga negativa para alcanzar un una carga negativa para alcanzar un estado de electronegatividad. Por lo tanto estado de electronegatividad. Por lo tanto la reacción con un colorante vinilsulfónico la reacción con un colorante vinilsulfónico se produce sobre el lado positivo de la se produce sobre el lado positivo de la doble unión activada. De acuerdo al doble unión activada. De acuerdo al siguiente esquema de reacción:siguiente esquema de reacción:
- -
MECANISMO DE MECANISMO DE SUSTITUCIONSUSTITUCION
• Pertenecen la mayor parte de los Pertenecen la mayor parte de los colorantes reactivos actualmente colorantes reactivos actualmente en el mercado.en el mercado.
• Los grupos reactivos consisten en Los grupos reactivos consisten en sistemas de anillos heterocíclicos sistemas de anillos heterocíclicos con hasta 3 átomos de Nitrógeno.con hasta 3 átomos de Nitrógeno.
• El principio general de constitución es la El principio general de constitución es la presencia de un anillo heterocíclico que presencia de un anillo heterocíclico que acuse por lo menos una vez la siguiente acuse por lo menos una vez la siguiente estructura:estructura:
- N = C –- N = C –
XX
Donde X es el grupo de sustitución.Donde X es el grupo de sustitución.
• Tomemos el ejemplo del anillo de Tomemos el ejemplo del anillo de trizina. En dicho anillo se encuentra un trizina. En dicho anillo se encuentra un determinado número de electrones de determinado número de electrones de libre movimiento. Estos electrones no libre movimiento. Estos electrones no están uniformemente distribuidos sobre están uniformemente distribuidos sobre los distintos componentes del anillo, los distintos componentes del anillo, sino que tienen preferencia por el átomo sino que tienen preferencia por el átomo de nitrógeno, razón por la cual queda en de nitrógeno, razón por la cual queda en los átomos de carbono una carencia de los átomos de carbono una carencia de carga negativa, es decir sé positivizan.carga negativa, es decir sé positivizan.
• Cuanto más positivo sea el carácter de Cuanto más positivo sea el carácter de estos átomos de carbono tanto más estos átomos de carbono tanto más afinidad tendrá por ellos el añión afinidad tendrá por ellos el añión celulósico, es decir que aumenta la celulósico, es decir que aumenta la reactividad del colorante por la fibra.reactividad del colorante por la fibra.
• Esta positivización de los átomos de Esta positivización de los átomos de carbono que aumenta su carácter carbono que aumenta su carácter “ electrofílico” depende de los “ electrofílico” depende de los siguientes factores de consitutción:siguientes factores de consitutción:
• a)a) Del número de átomos de Del número de átomos de nitrógeno que atraen electrones y de su nitrógeno que atraen electrones y de su posición en el heterociclo.posición en el heterociclo.
• b)b) Del agregado de sustituyentes Del agregado de sustituyentes apropiados a los átomos de carbono ( el apropiados a los átomos de carbono ( el eslabón puente puede también ser eslabón puente puede también ser considerado como sustituyente)considerado como sustituyente)
• c) Del carácter electronegativo del c) Del carácter electronegativo del grupo de sustitución.grupo de sustitución. derado como derado como sustituyente).sustituyente).
Por lo anterior podemos decir que las monoclorotriazinas son más reactivas que las tricloropirimidinas ( mayor número de nitrógenos en el primer caso ); las monofluoriazinas más reactivas que las monoclorotriazinas ( sustituyente más electronegativo en el primer caso); las monoclorotriazinas alcohoxiladas más reeactivas que las otras monoclorotriazinas ( por la misma razón) y las diclorotriazonas más reactivas que las monoclorotriazinas ( mayor numero de grupos electronegativos en el primer caso).
Esquema de reacciónEsquema de reacción
RESUMENRESUMEN
• Los sistemas reactivos clásicos pueden Los sistemas reactivos clásicos pueden ser clasificados en dos grandes grupos ser clasificados en dos grandes grupos de acuerdo a su mecanismo de reacción de acuerdo a su mecanismo de reacción con la celulosa:con la celulosa:
1.-Colorantes capaces de tomar parte de 1.-Colorantes capaces de tomar parte de una reacción de sustitución nucleófilica, una reacción de sustitución nucleófilica, para formar enlaces tipo éster, basoo en para formar enlaces tipo éster, basoo en tener grupos reactivos tipo tener grupos reactivos tipo heterocíclicos de nitrógeno, esta heterocíclicos de nitrógeno, esta reacción es irreversible.reacción es irreversible.
2.- Colorantes capaces de tomar parte en 2.- Colorantes capaces de tomar parte en una reacción de adición nucleofílica para una reacción de adición nucleofílica para formar enlaces de tipo éter. El enlace formar enlaces de tipo éter. El enlace doble del núcleo reactivo no está doble del núcleo reactivo no está presente como tal en el colorante mismo , presente como tal en el colorante mismo , pero es formado posteriormente durante pero es formado posteriormente durante la fijación en una reacción catalizada por la fijación en una reacción catalizada por el álcali, Esta reacción es reversible.el álcali, Esta reacción es reversible.
A continuación se muestran los primero A continuación se muestran los primero grupos reactivos:grupos reactivos:
DESARROLLOSDESARROLLOS
• Vinilsulfonas. (V)Vinilsulfonas. (V)• Monocloro triazinas. (MCT)Monocloro triazinas. (MCT)• Bifuncionales ( V + MCT )Bifuncionales ( V + MCT )• Bireactivos ( MTC + MCT) calientes.Bireactivos ( MTC + MCT) calientes.• Polireactivos .Polireactivos .
PROPIEDADES DESEABLES PROPIEDADES DESEABLES EL ACABADO DE UN TEJIDOEL ACABADO DE UN TEJIDO
Problemas en la tintura. Problemas en la tintura. Reproducibilidad del color. Reproducibilidad del color. Daño mínimo a telas delicadas Daño mínimo a telas delicadas
durante el teñido y el acabado. durante el teñido y el acabado. BBuena estabilidad dimensional. uena estabilidad dimensional. •
PROBLEMAS EN TINTURAPROBLEMAS EN TINTURA
• Problemas en la tintura, Problemas en la tintura, particularmente en tricomías.particularmente en tricomías.
• Reproducibilidad del color.Reproducibilidad del color.• Lavabilidad, especialmente en Lavabilidad, especialmente en
máquinas de baja relación de baño.máquinas de baja relación de baño.• Incompatibilidad de los colorantes.Incompatibilidad de los colorantes.
PROPIEDADESPROPIEDADES Semejante perfil de SEF. Semejante perfil de SEF. Semejantes valores de reactividad.Semejantes valores de reactividad. Sin efectos de bloqueo (cuando un colorante Sin efectos de bloqueo (cuando un colorante
inhibe el agotamiento de otro). inhibe el agotamiento de otro). Similar sensibilidad (baja) a cambios en las Similar sensibilidad (baja) a cambios en las
variables de procesamiento, tales como, variables de procesamiento, tales como, concentración de electrolitos, concentración concentración de electrolitos, concentración de álcali, relación de baño y la duración del de álcali, relación de baño y la duración del proceso. proceso.
•
PERFIL TIPO SEFPERFIL TIPO SEF• Substantividad (S):Substantividad (S):El % de absorción del colorante El % de absorción del colorante
por la fibra, después de un tiempo dado, en la por la fibra, después de un tiempo dado, en la ausencia de álcali y en la presencia de electrolitos. ausencia de álcali y en la presencia de electrolitos.
• Agotamiento (E):Agotamiento (E): El % de absorción del colorante en El % de absorción del colorante en la fibra al final de la etapa de fijación. la fibra al final de la etapa de fijación.
• Fijacion (F):Fijacion (F): El % de colorante químicamente unido a El % de colorante químicamente unido a la fibra al final de la etapa de fijacion. la fibra al final de la etapa de fijacion.
• Reactividad (R5):Reactividad (R5):El % de fijación que ocurre durante El % de fijación que ocurre durante los primeros 5 minutos después de la adición de los primeros 5 minutos después de la adición de alcali . alcali .
•
Perfil de colorantes SEFPerfil de colorantes SEF
0
50
100
0 20 40 60 80 100
Tiempo de teñido, min
Po
rcen
taje
del
gra
do
de a
go
tam
iento
y
fija
ció
n
Medida del Indice de Migración. Medida del Indice de Migración. Solución de baño Shock Fix D1 ( Potencial de Migración)Colorante +Sal
Agotamiento Baño en blanco
SoloSal Migración de baño blanco
Migrate
Shock Fix
D1 D2
CambioD2/B1
B1 B2
D2 B2
D2 B2
INDICE DE MIGRACION INDICE DE MIGRACION (MI)(MI)
• Rendimiento B2Rendimiento B2• MI (%) = ---------------------- * 100MI (%) = ---------------------- * 100• Rendimiento D2Rendimiento D2
FACTOR DE FACTOR DE COMPATIBILIDAD (LDF)COMPATIBILIDAD (LDF)
• S S • LDF (%) = ----------- * MILDF (%) = ----------- * MI• EE
La RCM proporciona una La RCM proporciona una medida de la capacidad del medida de la capacidad del colorante colorante
• Los factores óptimos han sido definidos así:Los factores óptimos han sido definidos así:• S = 70-80 %S = 70-80 %• MI > 90%MI > 90%• LDF > 70%LDF > 70%• Tiempo de fijación mínimo 10 minutos.Tiempo de fijación mínimo 10 minutos.• La combinación de colorantes con una RCM La combinación de colorantes con una RCM
similar, ofrece un alto nivel de igualación, similar, ofrece un alto nivel de igualación, reproducibilidad del tono, y un comportamiento reproducibilidad del tono, y un comportamiento poco sensible a las pequeñas variaciones que poco sensible a las pequeñas variaciones que normalmente se presentan en el proceso. Así normalmente se presentan en el proceso. Así soportarán la primera medida del desempeño de soportarán la primera medida del desempeño de una tintorería.una tintorería.
Mecanismo de la Mecanismo de la tintura reactivatintura reactiva
• El reconocimiento de que la El reconocimiento de que la adsorción de hidróxido de sodio por adsorción de hidróxido de sodio por la celulosa está asociada con la la celulosa está asociada con la neutralización y la formación de neutralización y la formación de celulosato de sodio disociado, hace celulosato de sodio disociado, hace posible establecer un esquema posible establecer un esquema simple de la reacción entre simple de la reacción entre colorantes reactivos y la celulosa. colorantes reactivos y la celulosa.
INICIOINICIO
• Cuando un colorante reactivo es Cuando un colorante reactivo es aplicado en solución acuosa, difunde aplicado en solución acuosa, difunde dentro de la celulosa y es parcialmente dentro de la celulosa y es parcialmente absorbido en la interfase celulosa agua absorbido en la interfase celulosa agua en el interior de la fibra. Se establece en el interior de la fibra. Se establece entonces un equilibrio con colorante que entonces un equilibrio con colorante que difunde hacia y desde la fibra a iguales difunde hacia y desde la fibra a iguales velocidades y que se adsorbe y velocidades y que se adsorbe y desabsorbe de la superficie fibrosa desabsorbe de la superficie fibrosa también a velocidades iguales. también a velocidades iguales.
EN BAÑO NEUTROEN BAÑO NEUTRO
• En condiciones neutras los En condiciones neutras los procesos que ocurren son casi procesos que ocurren son casi enteramente físicos, porque las enteramente físicos, porque las concentraciones de iones oxhidrilo concentraciones de iones oxhidrilo y celulosato son extremadamente y celulosato son extremadamente bajas.bajas.
EN MEDIO ALCALINOEN MEDIO ALCALINO
• Cuando se añade álcali al baño de Cuando se añade álcali al baño de tintura, sin embargo, el colorante tintura, sin embargo, el colorante adsorbido reacciona con la celulosa a adsorbido reacciona con la celulosa a una velocidad sustancial, a causa del una velocidad sustancial, a causa del aumento de concentraciones de iones aumento de concentraciones de iones celulosato.celulosato.
• La función del álcali es producir los iones La función del álcali es producir los iones celulosatos capaces de reaccionar con celulosatos capaces de reaccionar con dicho carbono; sin álcali no hay reacción dicho carbono; sin álcali no hay reacción posible.posible.
LA REACCIONLA REACCION
• La reacción iniciada en esta forma La reacción iniciada en esta forma resulta en la formación de un compuesto resulta en la formación de un compuesto colorante celulosa ( en lo sucesivo colorante celulosa ( en lo sucesivo indicado como D- O- Cel ) que ya no indicado como D- O- Cel ) que ya no puede abandonar la superficie de la puede abandonar la superficie de la fibra, de tal manera que la desorción fibra, de tal manera que la desorción que ocurría en medio neutro se ve que ocurría en medio neutro se ve frenada sustancialmente.frenada sustancialmente.
SEGÚN VICKERSTAFFSEGÚN VICKERSTAFF
3 FACTORES QUE INFLUYEN 3 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA TINTURAEN LA TINTURA
• La velocidad de difusión del La velocidad de difusión del colorante dentro de la celulosacolorante dentro de la celulosa
• La afinidad del colorante por la La afinidad del colorante por la celulosacelulosa
• La reactividad química del La reactividad química del colorante.colorante.
FASES DE LA TINTURA DEL FASES DE LA TINTURA DEL ALGODÓN CON COL. REACTIVOSALGODÓN CON COL. REACTIVOS
• Independientemente del grupo Independientemente del grupo reactivo, la tintura de algodón con reactivo, la tintura de algodón con colorantes reactivos puede decirse colorantes reactivos puede decirse que pasa por tres fases: que pasa por tres fases:
FASE AFASE A
• .- .- El colorante es adsorbido en la El colorante es adsorbido en la superficie antes de penetrar en el superficie antes de penetrar en el cuerpo de la fibra. En este cuerpo de la fibra. En este momento existe un estado de momento existe un estado de equilibrio dentro de las moléculas equilibrio dentro de las moléculas de colorante en la fibra y en el de colorante en la fibra y en el baño de tintura.baño de tintura.
FASE BFASE B
• Esta es la más importante, se encuentra Esta es la más importante, se encuentra en todos los procesos de aplicación, bajo en todos los procesos de aplicación, bajo numerosas condiciones de temperatura numerosas condiciones de temperatura y pH. Es conocida como la fase de y pH. Es conocida como la fase de reacción del colorante con la fibra. Pero reacción del colorante con la fibra. Pero simultáneamente con esta reacción se simultáneamente con esta reacción se puede observar reacciones competitivas puede observar reacciones competitivas que conducen a la inactividad de los que conducen a la inactividad de los grupos reactivos, efecto que se trató grupos reactivos, efecto que se trató anteriormente conocido como hidrólisis.anteriormente conocido como hidrólisis.
FASE CFASE C
• Se debe eliminar el colorante Se debe eliminar el colorante hidrolizado (no fijado hidrolizado (no fijado químicamente con la fibra). Se químicamente con la fibra). Se trata de la operación de jabonado.trata de la operación de jabonado.
Con respecto a la fase A, sin entrar en detalles, debe hablarse principalmente de
la substantividad. La noción de substantividad está implantada en la
industria textil y debe ser considerada como un estado temporal, dependiendo de
varios parámetros como por ejemplo: afinidad, concentración del colorante,
concentración del electrólito, temperatura, pH, relación de baño, característica de la
fibra.
En la segunda fase, los colorantes reactivos se fijan en la fibra. Los parámetros que influyen en la cinética del proceso de fijación son las condiciones de aplicación (temperatura y pH), la intensidad del matiz y las características del colorante reactivo. El grado de fijación de los colorantes monoreactivos es alrededor del 60 a 80%.
Efecto de la adicion de Efecto de la adicion de un grupo reactivoun grupo reactivo
• Si tiene un grupo reactivo, la Si tiene un grupo reactivo, la fijación será de 60%.fijación será de 60%.
• Si tiene 2 grupos reactivos, la Si tiene 2 grupos reactivos, la fijación será de 84%.fijación será de 84%.
• Si tiene 3 grupos reactivos, la Si tiene 3 grupos reactivos, la fijación será de 93.6%.fijación será de 93.6%.
• Si tiene 4 grupos reactivos, la Si tiene 4 grupos reactivos, la fijación será de 97.44%.fijación será de 97.44%.
Solideces de la unión Solideces de la unión química colorante - química colorante - fibrafibra
• En realidad cada grupo reactivo tiene En realidad cada grupo reactivo tiene sus características particulares que a sus características particulares que a veces se hacen notar en casos veces se hacen notar en casos específicos únicamente, cuando se específicos únicamente, cuando se requiere solideces especiales para un requiere solideces especiales para un uso determinado. Es conocido que la uso determinado. Es conocido que la estabilidad de la unión química fibra estabilidad de la unión química fibra colorante no es perfecta y, debido a la colorante no es perfecta y, debido a la hidrólisis ácida o alcalina, las solideces hidrólisis ácida o alcalina, las solideces de la tintura se deterioran con el tiempode la tintura se deterioran con el tiempo
Causas de una hidrólisis Causas de una hidrólisis ácidaácida
• Neutralización insuficiente después del Neutralización insuficiente después del mercerizado.mercerizado.
• Uso de un catalizador extremadamente Uso de un catalizador extremadamente ácido durante el acabado.ácido durante el acabado.
• Aplicación de agentes suavizantes bajo Aplicación de agentes suavizantes bajo condiciones anormales ácidas.condiciones anormales ácidas.
• Sudor ácido.Sudor ácido.• Liberación de sustancias ácidas durante Liberación de sustancias ácidas durante
el almacenamiento.el almacenamiento.• Enjuague insuficiente.Enjuague insuficiente.
Causas de una hidrólisis Causas de una hidrólisis alcalinaalcalina
• Condiciones de fijación inadecuada).Condiciones de fijación inadecuada).• Matizados prolongados o repetitivos.Matizados prolongados o repetitivos.• Lavado a temperatura superior a 70°C Lavado a temperatura superior a 70°C
antes de la eliminación total del álcali.antes de la eliminación total del álcali.• Mercerizado posterior del artículo ya Mercerizado posterior del artículo ya
teñido.teñido.• Lavado repetido con detergentes Lavado repetido con detergentes
tradicionales a temperaturas superiores tradicionales a temperaturas superiores a 60°C.a 60°C.
Otras alteracionesOtras alteraciones
• Después de un lavado conteniendo Después de un lavado conteniendo perborato o bicarbonato, también perborato o bicarbonato, también puede producir una alteración de puede producir una alteración de la unión química. Un fenómeno la unión química. Un fenómeno similar puede observarse en similar puede observarse en presencia de cloro, aún en presencia de cloro, aún en concentraciones bajas, alrededor concentraciones bajas, alrededor de 0.6 a 10 p.p.m.de 0.6 a 10 p.p.m.
PARAMETROS EN EL PARAMETROS EN EL TEÑIDO CON TEÑIDO CON COLORANTES REACTIVOSCOLORANTES REACTIVOS • Los parámetros clásicos de los Los parámetros clásicos de los
colorantes directos, tienen hasta colorantes directos, tienen hasta cierto punto las mismas cierto punto las mismas aplicaciones con los colorantes aplicaciones con los colorantes reactivos; pero con otras reactivos; pero con otras limitaciones.limitaciones.
Efecto de la Efecto de la temperaturatemperatura
• Es conocido que en todos los sistemas de Es conocido que en todos los sistemas de teñido, el agotamiento del colorante al teñido, el agotamiento del colorante al momento del equilibrio, aumenta cuando momento del equilibrio, aumenta cuando menor es la temperatura. menor es la temperatura.
• Los colorantes de bajo peso molecular, Los colorantes de bajo peso molecular, poseen una alta velocidad de difusión poseen una alta velocidad de difusión dentro de la fibra, de tal manera que un dentro de la fibra, de tal manera que un equilibrio puede ser obtenido rápidamente equilibrio puede ser obtenido rápidamente aún a temperatura ambiente y en tiempos aún a temperatura ambiente y en tiempos cortos. Sin embargo , la velocidad de cortos. Sin embargo , la velocidad de difusión del colorante y la velocidad de difusión del colorante y la velocidad de reacción aumentan con la temperatura.reacción aumentan con la temperatura.
La eficiencia del proceso depende en seleccionar las condiciones en las que la
reacción con la fibra toma lugar al máximo.Con telas pesadas o hilados retorcidos,
es necesario una temperatura más elevada para permitir una penetración del colorante.
En general en todo proceso de teñido, su agotamiento y fijación se lleva a cabo a la temperatura óptima del núcleo reactivo,
para garantizar la completa fijación del colorante y ayudar en la velocidad del
teñido.
EFECTO DEL EFECTO DEL ELECTROLITOELECTROLITO
• En licores de teñido neutros, los colorantes En licores de teñido neutros, los colorantes reactivos poseen afinidades hacia la celulosa reactivos poseen afinidades hacia la celulosa comparables a aquellas de los colorantes comparables a aquellas de los colorantes directos de pobre afinidad y por consiguiente directos de pobre afinidad y por consiguiente agotan mejor en presencia de electrólito. Se agotan mejor en presencia de electrólito. Se requieren concentraciones mayores de requieren concentraciones mayores de electrólito en los alrededores de 30 gramos por electrólito en los alrededores de 30 gramos por litro. El agotamiento de los colorante reactivos litro. El agotamiento de los colorante reactivos es esencialmente controlado por adiciones de es esencialmente controlado por adiciones de electrólito.electrólito.
EFECTO DE LA EFECTO DE LA RELACION DE BAÑORELACION DE BAÑO
• Al poseer baja afinidad por la celulosa el Al poseer baja afinidad por la celulosa el colorante hidrolizado permanece en el colorante hidrolizado permanece en el baño del teñido y es más fácilmente baño del teñido y es más fácilmente eliminado durante el lavado. Por otro eliminado durante el lavado. Por otro lado, durante el teñido, los colorantes de lado, durante el teñido, los colorantes de mayor afinidad proveen los mejores mayor afinidad proveen los mejores procedimientos tintóreos, especialmente procedimientos tintóreos, especialmente en tinturas de relación alta de licor.en tinturas de relación alta de licor.
EFECTOS DEL PH Y EFECTOS DEL PH Y TIEMPO DE TEÑIDOTIEMPO DE TEÑIDO
• La reacción sólo toma lugar en medio alcalino La reacción sólo toma lugar en medio alcalino cuando los grupos oxihidrilos de la celulosa son cuando los grupos oxihidrilos de la celulosa son convertidos en agentes nucleofílicos convertidos en agentes nucleofílicos celulosatos capaces de reaccionar con el celulosatos capaces de reaccionar con el colorantecolorante
• El efecto del álcali es doble en primer lugar el El efecto del álcali es doble en primer lugar el incremento del pH del medio aumenta la incremento del pH del medio aumenta la velocidad de reacciónvelocidad de reacción
• Evitar la hidrólisis del colorante en solución al Evitar la hidrólisis del colorante en solución al usar álcalis más débiles y prolongar el tiempo usar álcalis más débiles y prolongar el tiempo de reacción a una temperatura constante.de reacción a una temperatura constante.
METODOS DE METODOS DE APLICACIÓNAPLICACIÓN
POR AGOTAMIENTOPOR AGOTAMIENTO • El método clásico consiste en trabajar el material en un El método clásico consiste en trabajar el material en un
baño neutro a la temperatura óptima para dicho baño neutro a la temperatura óptima para dicho colorante por espacio de 10 a 20 minutos . Es común la colorante por espacio de 10 a 20 minutos . Es común la adición de un agente corrector de dureza del agua del adición de un agente corrector de dureza del agua del tipo fosfato, ya que agentes más eficientes pueden tipo fosfato, ya que agentes más eficientes pueden también secuestrar el metal que contienen muchos de también secuestrar el metal que contienen muchos de estos colorantes.estos colorantes.
• Por su baja afinidad es necesario el empleo de Por su baja afinidad es necesario el empleo de un electrólito de concentraciones de 30 a 100 g/l .un electrólito de concentraciones de 30 a 100 g/l .
• A continuación, se agrega al baño de teñido el álcali, A continuación, se agrega al baño de teñido el álcali, usualmente carbonato de sodio, soda cáustica ó mezclas usualmente carbonato de sodio, soda cáustica ó mezclas de ambos para continuar el teñido por 60 a 90 minutos de ambos para continuar el teñido por 60 a 90 minutos hasta lograr la fijación del colorante en la fibra.hasta lograr la fijación del colorante en la fibra.
A LA CONTINUAA LA CONTINUA
Impregnado termofijadoImpregnado termofijado
Impregnado secado (Pad Impregnado secado (Pad Dry)Dry)
Procedimiento por choque Procedimiento por choque alcalinoalcalino
Impregnación con baño alcalino con Impregnación con baño alcalino con
secado previo y enrolladosecado previo y enrollado
Impregnación vaporizado Impregnación vaporizado (Pad Steam)(Pad Steam)
GRACIASGRACIAS