CHƯƠNG I: TONG QUAN H. Mau nhuộm IL1,1 Phân loại 11.3 Anh hưởng về môi trường nước IL1.4 Công nghệ xử lý màu nhuộm 11.4 Kha năng hấp phy màu nhuộm của chitosan Trang I2 Khóa luận tết nghiệp GVHD: Bùi Mạnh Hà CHƯƠNG II: TONG QUAN 11. MÀU NHUỘM Màu nhuộm (MN) là những hợp chất hữu cơ có màu (gốc thiên nhiên và tông hợp) rất đa dạng vẻ màu sắc và chủng loại, chúng có khả năng nhuộm màu, nghĩa là bắt màu hay gắn màu trực tiếp cho các vật liệu khác. MN chủ yếu dùng để nhuộm vật liệu từ sợi thiên nhiên (bông, lanh, gai, len, tơ tằm.), sợi nhân tạo (visco, acetat,.) và sợi tổng hợp (poliamid, poliester, polivinyl.) Ngoài ra màu còn được đùng dé nhuộm tóc, cao su, chất déo, chất béo, sáp, xả phòng, để chế tạo mực in trong công nghiệp in, chế tạo văn phòng phẩm, vật liệu làm ánh màu.Trong luận văn chỉ xét đến màu dùng trong nhuộm.
MN hay phẩm nhuộm dùng trong kỹ thuật (nhuộm vải) bao giờ cũng được tạo thành bởi hai phan: chất màu va phụ gia. Đối với các loại MN không tan trong nước, các chất màu chính có thể đạt tới 100 % khối lượng, nhưng với các loại MN tan trong nước như hoạt tính, acid,. Phan trăm chất màu này luôn < 100 %.1 PHAN LOẠI Có hai cách phân loại MN, đó là phân loại theo cấu tạo hoá học (12 lớp) và phan loại theo phân lớp của kỹ thuật nhuộm (11 phân lớp}' II. Cấu tạo hoá học Tên gọi gan liên với cơ cấu hoá học đặc trưng của nd, a) Mau azobenzen Phân tử loại nay có một hoặc nhiêu nhóm azobenzen (-N=N-), dựa vào số nhóm azo có trong hệ mang màu của màu người ta chia ra thành các nhóm Mau: Monoazobenzen: Ar-N=N-Ar” Diazobenzen: Ar-N=N-Ar'-N=N-Ar"" Tri va Polyazobenzen: Ar-N=N-Ar'-N=N-Ar°”-N=N-Ar``”.
Trang 13 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Bai Mạnh Ha Trong đó Ar, Ar’, Ar’’. là những gốc nhân hương phương cỏ cấu tạo đa hoan, dị hoàn rất khác nhau. b) Mau antraquinon Mau loại nay chứa một hoặc nhiều nhân antraquinon (hay các dẫn xuất) trong phân tử của nó. -Amino-antraquinon -Hidroxil-antraquinon -Axilamino- antraquinon.
c) MauPtalocianin Chúng là lớp màu tương đối mới, hệ thống mạng N trong phân tử của mau là một hệ liên hợp khép kin eS Ptalocianin Đặc điểm chung của lớp này là: những nguyên tử hidrogen trong nhóm imin dé dang bị thay thé bởi các ion kim loại, còn các nguyên tử nitrogen thi lại tham gia tạo phức với kim loại, làm cho mau sắc của nó thay đổi. Sự thay đối nay phụ thuộc vào bản chất của ion kim loại (phần lớn kim loại đồng), chúng có độ bền màu với ánh sáng khá cao. Trang l4 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Bùi Mạnh Ha Ngoài ra còn có các lớp màu khác như: indigo, arilmetan, nitro, nitrozo, polimetin, lưu huỳnh, arilamin, azometin. và hoàn nguyên.2 Phân lớp kỹ thuật I.
MN trực tiếp (Direct dyes) 2. MN hoat tinh (Reactive dyes) 4. MN baz-cation (Base & cationic dyes) 5, MN cam mau (Mordant dyes) 6. MN hoàn nguyên tan va không tan (Vat dyes) 7.
MN azobenzen không tan (Azobenzenic dyes) 9, MN phân tan (Disperse dyes) 10. MN oxid hóa anilin den 11. MN pigment Luận văn chi sử dụng MN hoạt tinh trong quá trình thí nghiệm xử lý mau, nên 6 đây chi để cập đến lớp mau này. Màu nhuộm hoạt tính Đây là lớp màu chứa trong phân tử những nhóm chức, có khá năng thực hiện liên kết hóa học với vật liệu, do vậy độ bén màu khá cao và khá phố biến ở Việt Nam cũng như trên thể giới.
Lớp màu hoạt tinh có công thức phân tử kha phong phú. phạm vi sử dụng khá rộng, hoạt độ cao, nhưng vẻ cơ bán công thức tổng quát được biểu điển như sau: S-R-T-X Trong đó: S là nhóm tạo cho mau khả nang hỏa tan trong nước, thường lả các nhóm chức -SO,Na; -COONa; -SO;CH:. Trong mỗi phân từ mâu thường có từ một hay nhiều nhóm có tinh tan. R là nhóm mang màu của phân tử MN, nó quyết định màu sắc va độ bền mau của MN.
Nhóm R trong mau hoạt tính có thé là các hợp chất mono hay diazobenzen, phức mau azobenzen với kim loại, hợp chất antraquinon hay gốc màu của màu hoàn nguyên. Trang 15 Khóa luận tốt nghi¢p GVHD: Bui Manh Ha T là nhóm tạo liên kết hóa học với vật liệu, đóng vai trò quan trọng trong việc quyết định độ bén màu với giặt và cũng là nhóm quyết định hoạt tính của MN. Trong quá trình nhuộm cotton, phản ứng giữa MN và sợi theo hai cơ chế phan ứng khác nhau: phản ứng thé thân hạch và phan ứng cộng hợp than điện tử, Tính thân hạch của nhóm T càng mạnh tốc độ phản img cảng cao. Trên cơ sở này, bảng cách thay đối các nhóm chức trong nhóm T người ta đã tạo ra nhiều loại màu có tinh thân hạch khác nhau để có được nhiều chúng loại mau có hoạt tính mong muốn, phù hợp với nhiêu loại vật liệu.
X là các nhóm thé sẽ tách ra khỏi mau trong quá trình nhuộm tạo điểu kiện cho MN thực hiện phản ứng hóa học với vật liệu. Chúng không ảnh hưởng tới mau sắc nhưng đôi khi ảnh hưởng tới độ tan của thuốc. Thông thường, X là những nguyên tử hay nhóm nguyễn tử sau: -Cl-, -SO;, -OSO;H-, -NR;,. Liên kết giữa các nhóm là các nối thường là các nhóm -NH-; -NH- CH;- hay -SO;-NH-.
Đây là những nhóm có ảnh hướng đáng kế tới độ bên ánh sáng, hoạt độ, và phần nào ảnh hưởng tới độ sâu màu hay cao mau của MN. VD: Công thức MN hoạt tính họ monoclorotriazin Reactive Red 3, cấu tạo gồm 4 phan như hình. Các loại màu hoạt tính Tùy vào góc T. Trên thị trường màu hoạt tinh có các họ sau - Họ mâu triazin: đây là nhóm màu hoạt tinh có nhóm T là dẫn xuất của triazin được biết đến với nhiều tên thương mại.
Màu họ triazin có họat tính mạnh gém diclorotriazin hay diflorotriazin nhiệt độ nhuộm vảo khoảng 60°C và monoclorotriazin hay monofluorotriazin có nhiệt độ nhuộm vào khoảng từ 90 tới |00°C. Loại nhuộm ở nhiệt độ thắp thường có chữ M, chữ K hay chữ X trong tên gọi, còn loại nhuộm ở nhiệt độ cao thường có chữ HH. Trang 16 Khóa luận tốt nghié GVHD: Bùi Mạnh Ha Họ màu dẫn xuất của pirimidin , họ nảy là dẫn xuất của di hay trichopirimidin có hoạt tính kém hơn họ triazine do một nguyên tử N trong a VP WM G Triazin Monoclorotriazin Diclorotriazin vòng triazin đã bj một nguyên tử C thay thé đã làm giảm tinh thân hạch của nhóm T. Vì vậy, chủng có nhiệt độ nhuộm cao và thời gian phản ứng dai hon, Trong số các nguyên tử Cl trong dan suất của pirimidin thi nguyên tử Cl ở C3, giữa hai nguyên tử N là hoạt động hơn cả.
ci o (7 N co ‘ ci” `x7 CỒN Pirimidin Dicloropirimidin Tricloropirimidin _—————— - Họ màu vinilsulfon, màu hoạt tính họ vinilsulfon có nhóm phản ứng T là ester của acid sulfuric. Họ này được biết đến qua những tên gọi remazol, primazin, sunzol, hay sulmifix. MN vinilsulfon có hoạt độ thấp hơn MN diclorotriazin nhưng cao hơn monoclorotriazin. Ngoài các loại trên còn có một số họ màu hoạt tính khác như loại chức vòng ethilen imin, chức vòng dicloroquinoxalin.nhung phổ biến nhất vẫn là ba họ trên.
Cơ chế phản ứng màu hoạt tính trong quá trình nhuộm Như đã để cập ở trên màu hoạt tính tạo liên kết với sợi theo hai cơ chế phản ứng thân hạch và cộng hợp thân điện tử. Phan ứng thẻ thân hạch: thường xảy ra ở màu họ triazin, pimirazin. SR T-X+HO-ct _ HƠ § R T .O cci + HX (Phan img gan mau) S -R-T-X+HOH _ S-R-T-OH + HX (Phan ứng thủy phan Mau) Trang L7 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Bùi Mạnh Hà Khi nhiệt độ và pH môi trường tăng. tốc độ phản ứng thủy phân sẽ lớn hơn tốc độ phản ứng gắn màu, nghĩa là màu bị phân húy nhiều làm giảm khả năng sử dụng của màu (giảm độ tận trích).
Vậy đối với loại màu này nhiệt độ và pH môi trường là những yếu tế quan trọng. Phan ứng cộng hợp thân điện tử. xảy ra ở họ màu vinilsulfon §—R—§O,—CH;—CH;—O§OyNa + HO-~Cel 2> s—R—§0,—CH;—CH~ + H,O + NaySO, Đối với mau họ này thi pH không ảnh hưởng lớn đến sự thủy phân mau, mau chỉ bị phân hủy khi pH quá lớn. Tinh chất hấp thu của màu hoạt tính Mỗi một MN hoạt tinh đơn, đều có ít nhất một bước sóng hắp thu đặc trưng trong vùng khả kiến, tùy thuộc vào cấu trúc mang màu của nó.
Dựa vao tinh chất này người ta có thé theo đôi được sự biến đổi của MN hay nồng độ của chúng trong quá trình nhuộm hay khảo sát quá trình xử lý dung dịch, bảng cách do độ hap thu dung dịch trước và sau phan img. Quét bước sóng 190-1100 nm mỗi MN ta có thể xác định được bước sóng hap thu của MN. Độ hắp thu của MN dựa trên định luật Lambert — Beer: A =.C Với: -A: Độ hắp thu -C : Nông độ dung dịch ~1: Bê day cuvet - ©: Hệ số phụ thuộc vật liệu lâm cuvet. MN có néng độ qua cao hoặc quả thấp định luật trên không còn đúng.
do đó khi tiến đo độ hap thu của MN phải lựu chọn nồng độ MN sao cho nam trong khoảng hap thu cua máy 11. DANH PHÁP II.1 Tên hóa học Mỗi màu là một hợp chất hóa học. nên đều có tên theo danh pháp IUPAC. Khóa luận tết nghiệp GVHD: Bùi Mạnh Ha H.2 Tên thương mại Gém ba phan: Phan 1: Để chi lớp mau, viết bằng chữ đầy đủ, thường là tiếng Anh, chi mâu thuộc phân lớp nào: hoạt tính, phân tan, acid.VD: nếu mau ghi Reactive thuộc lớp màu hoạt tính.
VD: procion, cibacron ding cho phân lớp hoạt tính, terasil dé chỉ màu phân tán. Phan 2: Cũng được viết bảng chữ, thường là các tính từ dùng dé chi màu sắc của màu. Ching có thé là các mau đơn, hay mau kép. Phan 3: Chữ cái và số dùng để chi: -Ánh màu (thường dùng chữ L) -Độ bên màu, hàm lượng màu -Các đặc tính khác VD: [ken en cle eS.3 Tên quốc tế Mỗi MN có tên và một mã số quốc tế chung, nằm trong “Colour index ” |3|.
cử mỗi ba tháng được cập nhật một lan. Tên gọi một MN theo cách này gồm năm phan | THƯ VIEN | | Truong Pai-Hoc Su-Pham | TP HO- CHI. MINH | | Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Bùi Mạnh Hà Colour SỐ tra cứu (Constitution number) Mau Hoan nguyén Số thứ tự (trong nhóm) Với công thức trén khí tra cứu ửng với mau cham (indigo) Phan 1: Chi rd tên nằm trong “Colour Index”(Cl), thưởng được lược bỏ khi ghi tắt. Phần 2: Cho biết ứng dụng cla MN (theo phân lớp kỹ thuật, VD: reactive, direct,.
Phần 3: Sắc màu của MN, VD: white, blue, red, brightener (mau đồng).