1.3.Tổng quan về thuốc nhuộm hoàn nguyên: 1.3.1.Đặc điểm chung: Thuốc nhuộm hoàn nguyên là nhửng hợp chất màu hữu cơ không hòa tan trong nước, tuy có cấu tạo hóa học và màu sắc khác nhau nhưng chúng có chung một tính chất, đó là tất cả đều chứa các nhóm xeton trong phân tử và có dạng tổng quát là: R=C=O. khi bị khử dạng không tan này sẽ chuyểng về dạng lâycô axit, nó chưa tan trong nước nhưng tan trong kiềm và chuyển thành dạng lâycô bazơ. Do có ái lực lớn với xơ và hòa tan trong nước nên nó hấp phụ rất mạnh vào xơ xenlulo, mặt khác nó lại dễ bị thủy phân và oxi hóa về dạng không tan ban đầu. Toàn bộ quá trình này được trình bày như sau: lâycô acid lâycô bazơ Do có ái lực với xơ xenlulo nên hợp chất lâycô bazơ bắt mạnh vào xơ, sau đó khi rửa bớt kiềm thì lại dễ bị thủy phân về dạng không lâycô axit và oxi hóa bằng oxi của không khí về dạng không tan nguyên thủy. 1.3.2.Tính chất: Thuốc nhuộm có đủ màu,màu tươi ánh, có độ bền màu cao với gia công ướt với ánh sáng và khí quyển; chỉ có độ bền màu với ma sát là không cao lắm. Chúng có độ bền màu cao với nhiều chỉ tiêu một mặt do khi nằm trên xơ ở dạng không hoà tan, mặt khác do phân tử của chúng nhiều nhân thơm nên có khả năng phát sinh các lưc liên kết mạnh. Thuốc nhuộm hoàn nguyên được dùng chủ yếu để nhuộm các chế phẩm từ xơ xenlulo hoặc thành phần xenlulo trong các loại vải pha. Chúng không được dùng để nhuộm cho len và tơ tằm vì quá trình nhuộm phải tiến hành trong môi trường kiềm, những loại xơ này sẽ bị phá huỷ. Một số ít thuốc nhuộm hoàn nguyên cũng được dùng như thuốc nhuộm phân tán ( dạng không tan đã nghiền mịn) để nhuộm xơ tổng hợp hoặc làm pigment in hoa. Qui trính công nghệ khó, phức tạp, khó đều màu, để đạt được độ đồng đều cao phải khống chế nhiều thông số kỹ thuật. 1.3.3.Phân loại: Thuốc nhuộm hoàn nguyên thông thường có 3 nhóm : 1.3.3.1.Thuốc nhuộm hoàn nguyên indigoit: 1 • Indigo thực vật : Để nhuộm màu xanh lam sẫm từ nhiều thế kỷ trước đây người ta đã biết dùng indigo thực vật tách từ cây chàm và một số cây thuộc họ này. Thành phần chủ yếu của chất màu chứa trong các loài cây họ chàm là Indican, nó là dẫn xuất glucozit của indoxin. Để tách indigo ra từ thân và lá chàm người ta thường dùng phương pháp vi sinh dưới hình thức ủ cho lên men. Khi ủ dưới tác dụng của men, indican sẽ bị thuỷ phân để tạo thành indoxin và glucozan. Dưới tác dụng của oxy không khí, indoxin sẽ chuyển thành indigo như sau + H 2 O + C 6 H 11 O 5 inđican inđoxin inđigo • Indigo tổng hợp và dẫn xuất của nó: Sau khi tìm được công thức hoá hõc của indigo người ta đã tổng hợp được nó bằng nhiều phương pháp khác nhau, nhưng vì indigo chỉ có một màu lam sẫm, để mở rộng gam màu người ta đã tổng hợp các dẫn xuất của indigo hay gọi là indigoit. Bằng cách đưa nhóm thế khác nhau vào phân tử indigo sẽ nhận được các màu khác nhau. Indigo T có màu xanh lam ánh lục, bromindigo có màu tím đỏ. Tất cả thuốc nhuộm hoàn nguyên là dẫn xuất của indigo có đặc điểm chung là dễ bị khử hơn các thuốc nhuộm hoàn nguyên đa vòng. Dung dịch nhuộm của chúng cũng yêu cầu nồng độ kiềm thấp hơn so với thuốc nhuộm hoàn nguyên đa vòng. 1.3.3.2.Thuốc nhuộm hoàn nguyên đa vòng : Hoàn nguyên đa vòng là loại thuốc nhuộm có cấu tạo phân tử phức tạp chứa nhiều nhân thơm, nhiều nhóm mạch vòng, đa số là dẫn xuất của antra quinon. 2 Khác với thuốc nhuộm hoàn nguyên là dẫn xuất của indigo, những thuốc nhuộm của phân nhóm này đòi hỏi điều kiện khử mạnh hơn, nhuộm trong môi trường kiềm mạnh hơn và dung dịch leucobazo kém ổn định hơn, dễ bị thuỷ phân và oxy hoá về dạng không tan ban đầu hơn. Thuốc hoàn nguyên đa vòng có đủ gam màu,màu tươi, có độ bền màu cao với gia công ướt và ánh sáng, riêng độ bền màu với ma sát không cao lắm. Theo cấu tạo hoá học thuốc hoàn nguyên đa vòng chia làm các nhóm: • Thuốc nhuộm là dẫn xuất của oxylaminoantraquinon. Màu của thuốc nhuộm này có trong dãi từ vàng đến tím. Khi sử dụng cần lưu ý là ở nhiệt độ và độ kiềm cao thì nhóm axyl có thể bị xà phòng hoá làm cho thuốc nhuộm bị biến chất. • Thuốc nhuộm là dẫn xuất của antrimit (antraquinonimin) Những thuốc nhuộm loại này trong phân tử của chúng có chứa từ hai gốc antra qui non trở lên, liên kết với nhau qua nhóm imin (- NH-). Algol bocdo RT là một trong số những thuốc nhuộm tiêu biểu của nhóm này, có công thức như sau: Do trong phân tử có chứa hai nguyên tử clo nên màu của nó sâu hơn và bền hơn với ánh sáng so với dẫn xuất không chứa clo. • Thuốc nhuộm hoàn nguyên là dẫn xuất của inđantron: Thuốc nhuộm nhóm này chứa các nhân antraquinon liên kết với nhau qua hai nhóm imim để hợp thành một vòng khép kín, tiêu biểu là hoàn nguyên xanh lam RSN có công thức ở hai dạng sau : 3 Hoặc Thuốc nhuộm này có màu xanh lam tươi nhưng dễ bị quá khử.Vì vậy khi chuẩn bị dung dịch nhuộm phải lấy lượng chất khử vừa đủ sau cho chỉ có hai nhóm ceton bị khử và chuyển thành dạng muối dinatri trong dung dịch. • Thuốc nhuộm hoàn nguyên là dẫn xuất của antantron: Một số dẫn xuất của antantron được dùng làm thuốc nhuộm hoàn nguyên, phân tử của chúng có thể xem như gồm hai nhân antraquinon ghép lại. Đa số chúng là những thuốc nhuộm quý, có độ bền màu cao và màu tươi nên được nhiều hãng chế tạo, tiêu biểu là hoàn nguyên da cam RK có công thức sau: • Thuốc nhuộm hoàn nguyên là dẫn xuất của benzantron: Thuốc nhuộm loại này được tổng hợp từ benzantron, có cấu trúc phân tử đa vòng vững chắc nên có độ bền màu cao với giặt và ánh sáng, tiêu biểu là thuốc nhuộm hoàn nguyên xanh lam sẫm O có công thức sau : • Thuốc nhuộm hoàn nguyên là dẫnxuất của antraquinonacgydon: Antraquinonacgydon có thể coi là hợp chất được tạo thành khi thay thế một hoặc cả hai nhân benzen của acrydon bằng các nhân antraquinon. Những thuốc nhuộm này 4 có độ bền màu cao với giặt, clo, ánh sáng, ma sát, tiêu biểu là hoàn nguyên da cam R có công thức như sau : 1.3.3.3.Thuốc nhuộm hoàn nguyên tan: Việc chuẩn bị dung dịch thuốc nhuộm hoàn nguyên không tan rất phức tạp, hơn nửa dạng lâycô bazơ của thuốc nhuộm có ái lực lớn với sơ, bắt vào xơ quá mạnh gây nên loang màu và khó thấm sâu vào bên trong sơ. Vì vậy người ta đã sản xuất ra loại thuốc nhuộm hoàn nguyên tan được trong nước. Tuy khác nhau về cấu tạo hóa học và tên gọi nhưng tất cả thuốc nhuộm hoàn nguyên tan đều có thể viết ở dạng tổng quát: Dạng này là este sunfonat của hợp chất lâycô axit của thuốc nhuộm hoàn nguyên không tan, có màu ẩn, hòa tan trong nước. Đặt tính quan trọng của nó là trong môi trường axit liên kết este bị phá vở, giải phóng ra hợp chất lâycô axit như sau: Hợp chất lâycô axit kém bền, dưới tác dụng của chất oxy hóa chuyển về dạng không tan ban đầu: Do quá trình nhuộm được thực hiện trong môi trường trung tính, hiện màu trong môi trường axit và có mặt chất oxi hóa nên thuốc nhuộm hoàn nguyên tan không những được dùng để nhuộm tơ tằm, len, xơ polyamit và một vài loại xơ khác bằng công ngệ thích hợp.Do có màu tươi và công ngệ đơn giản nên thuốc nhuộm hoàn nguyên tan được dùng phổ biến để in hoa. Nhược điểm chủ yếu của loại thuốc nhuộm này là khó nhuộm màu đậm và giá thành cao. 5 . kiềm thấp hơn so với thuốc nhuộm hoàn nguyên đa vòng. 1.3.3.2 .Thuốc nhuộm hoàn nguyên đa vòng : Hoàn nguyên đa vòng là loại thuốc nhuộm có cấu tạo phân. đỏ. Tất cả thuốc nhuộm hoàn nguyên là dẫn xuất của indigo có đặc điểm chung là dễ bị khử hơn các thuốc nhuộm hoàn nguyên đa vòng. Dung dịch nhuộm của chúng