Sveobuhvatno poznavanje sumpornog crnog proizvoda

I. Pregled proizvoda

Crni sumpor (CI Sulphur Black 1, CI. 53185) je najveća po obimu proizvodnje i najšire primjenjena sorta u porodici sumpornih boja, poznata kao "Kralj crnih boja". Od rođenja prve sumporne boje 1873. i uspostavljanja modernog sumpornog crnog procesa 1893. godine, zadržala je nezamjenjivu poziciju u bojanju celuloznih vlakana kao što su pamuk, lan i viskoza, zahvaljujući svojoj dubokoj boji, niskoj cijeni i izvrsnim svojstvima postojanosti. Trenutno, proizvodnja sumpornog crnog čini 75% do 85% globalne proizvodnje sumpornih boja.

Osnovne identifikacione informacije uključuju CAS registarski broj 1326-82-5, referentnu molekularnu formulu C6H4N2O5 i EINECS broj 215-444-2. Po izgledu, to je sjajna crna pahuljica, zrnasta čvrsta supstanca ili prah.

II. Fizička i hemijska svojstva

2.1 Osnovne karakteristike

Crni sumpor je nerastvorljiv u vodi i alkoholu, ali se rastvara u rastvoru natrijum sulfida, formirajući tamnozeleni leuko oblik. Ima tačku topljenja od približno 25 stepeni Celzijusa. Rastvorljiv je u vrućoj koncentrovanoj sumpornoj kiselini, dajući zeleno-plavu boju, a razrjeđivanjem vodom stvara se crni talog.

2.2 Standardi kvaliteta

Prema standardu kineske hemijske industrije HG/T3427-2001, sumpor crni se obično pojavljuje kao sjajne crne ljuspice ili granule. Nijansa boje treba da bude bliska standardnom uzorku, a jačina treba da bude 100% standardne. Ključne specifikacije uključuju sadržaj vlage koji ne prelazi 6,0%, nerastvorljive u rastvoru natrijum sulfida ne više od 0,3% do 0,5% i sadržaj slobodnog sumpora ne veći od 0,5%.

2.3 Klasifikacija nijansi

U zavisnosti od procesa proizvodnje, Sulphur Black može imati različite tonove. BN tip ima plavkastu nijansu, BRN tip ima plavkasto-crvenu nijansu, a RN tip ima crvenkastu nijansu. Tipovi dvostruke jačine, kao što su BR 200% i BRN 200%, ukazuju na dvostruku koncentraciju standardnih tipova.

III. Proizvodni proces

Industrijska proizvodnja crnog sumpora prvenstveno koristi metodu ključanja. Proces počinje sa 2,4-dinitrohlorobenzenom kao početnom sirovinom. Ovo se podvrgava hidrolizi sa rastvorom natrijum hidroksida u uslovima skoro - ključanja da bi se dobio natrijum 2,4-dinitrofenolat. Ovaj međuprodukt zatim prolazi kroz reakciju tionacije miješanjem s otopinom natrijum polisulfida u specifičnom molarnom omjeru i zagrijavanjem do ključanja za reakcije redukcije i dodavanja sumpora. Obrada nakon reakcije uključuje oksidaciju na zraku, sušenje i miješanje kako bi se formirala konačna komercijalna boja. Kontrolom molarnog omjera fenolata i natrijum polisulfida, indeksa sumpora i temperature reakcije, može se podesiti nijansa konačnog proizvoda.

IV. Klasifikacija proizvoda

Sulphur Black je evoluirao u različite oblike kako bi zadovoljio različite potrebe primjene.

4.1 Tradicionalni prah/granulirani sumpor crni

Ovaj obrazac ima opštu strukturu D-S-S-D. Nerastvorljiv je u vodi i zahtijeva otapanje kuhanjem s natrijum sulfidom prije primjene. Koristi se za bojenje pamučnih, lanenih i viskoznih vlakana.

4.2 Solubilized Sumpor Black

Sa opštom strukturom D-SSO3Na, ovaj tip uvodi grupe-topive u vodi, postižući rastvorljivost preko 150 grama po litru na 20 stepeni Celzijusa i nudeći dobra svojstva izravnavanja. Prema standardu GB/T25809-2010, ima sadržaj vlage koji ne prelazi 7,0% i rastvorljivost ne manju od 60 grama po litru na 60 stepeni Celzijusa. Njegove prednosti uključuju ravnomjeran prinos boje, dobru penetraciju i nema potrebe za tretmanom protiv oštre{13}}. Njegove primjene proširuju se na bojenje hrom-štavljene kože i predenje viskoznih vlakana.

4.3 Tečni sumpor crni (Eko{1}}prijateljski)

Ovaj oblik ima strukturu D-SNa i sadrži pre-redukcione agense. To je tekućina koja se može razrijediti direktno vodom za upotrebu, eliminirajući potrebu za otapanjem natrijum sulfidom. Prednosti uključuju nisku količinu nečistoća, visoko upijanje boje i otpornost na suho i mokro trljanje otprilike 0,5 stupnjeva veću od oblika praha. Ekološki je prihvatljiv jer otpadna voda ne sadrži istaložene nečistoće, što značajno smanjuje troškove tretmana otpadnih voda. Primjene uključuju bojenje teksas pređe, sive tkanine, pletiva i bojenje paketa.

4.4 Druge vrste

Druge vrste uključuju ekološki{0}}prijateljske sumporne boje sa sadržajem sumpora mnogo nižim od običnih proizvoda, nudeći visoku čistoću i stabilan kvalitet. Boje za sumporne posude su pogodne za jedno-farbanje poliesterskih- mješavina pamuka s disperznim bojama. Dispergirane sumporne boje, obrađene slično kao i disperzne boje, koriste se za bojenje poliester-viskoznih mješavina.

V. Mehanizam i proces bojenja

5.1 Princip bojenja

Slično bojama za kade, sumporna crna bojila kroz redukcijski{0}}ciklus oksidacije. U prvom koraku dolazi do redukcionog rastvaranja jer redukcioni agensi kao što je natrijum sulfid razbijaju disulfidne ili polisulfidne veze u boji, stvarajući tiolne grupe i formirajući u vodi-leuko jedinjenje rastvorljivo. Zatim, tokom iscrpljivanja, anjonski leuko oblik se adsorbuje na celulozna vlakna putem van der Waalsovih sila i vodonične veze. Konačno, oksidaciono fiksiranje se odvija jer tretman sa vazduhom ili oksidacionim agensima pretvara leuko jedinjenje nazad u njegovo nerastvorljivo stanje, čvrsto ga fiksirajući na vlakno.

5.2 Koraci procesa bojenja

Proces uključuje nekoliko ključnih koraka. Prvo, boja se redukuje i rastvara, obično koristeći natrijum sulfid kao redukciono sredstvo. Zatim, leuko jedinjenje se iscrpljuje na vlakno, često koristeći mali omjer tečnosti i dodavanjem elektrolita kako bi se potaknula iscrpljenost. Slijedi oksidacija, bilo izlaganjem zraku ili upotrebom oksidacijskog sredstva. Konačno, naknadni tretman uključuje pranje, podmazivanje, tretman protiv -osjećanja i fiksiranje.

5.3 Postojanost bojenja

Na dubini od 6% na pamuku, Sulphur Black pokazuje dobra svojstva postojanosti. Otpornost na svetlost je odlična, obično dostiže stepen 6. Postojanost pranja na 95 stepeni Celzijusa za promenu boje je od 3 do 4, a postojanost na znojenje za promenu boje je od 4 do 4,5. Postojanost na suho trljanje je od 2 do 3, dok je otpornost na mokro trljanje niža od 1 do 2. Otpornost na toplotno presovanje na 200 stepeni Celzijusa je 4.

VI. Glavna područja primjene

Primarna primjena Sulphur Black-a je u bojanju pamučnog tekstila, uključujući predivo, sive tkanine i pletiva. Također se koristi za bojenje lanenih vlakana, viskoznih vlakana i njihovih mješavina. Solubilized Sulphur Black pronalazi dodatnu primjenu u bojanju kože, bojenju papira i predenom-bojenju viskoznih vlakana.

VII. Mjere opreza i rješavanje problema

7.1 Problem ponude vlakana

Fenomen nježnosti, također poznat kao krhkost vlakana, javlja se zato što molekuli sumporne crne boje sadrže aktivni sumpor u polisulfidnim lancima. U vlažnim i vrućim uvjetima, ovaj sumpor se lako oksidira na zraku i formira sumpornu kiselinu, koja katalizira kiselu hidrolizu celuloznih vlakana, što dovodi do gubitka čvrstoće tkanine.

Preventivne mjere uključuju kontrolu upotrebe boje, kao što je ne više od 700 grama po pakiranju za određene vrste. Temeljno pranje je neophodno za uklanjanje ostataka boje i slobodnog sumpora. Trebalo bi primijeniti tretman protiv njege pomoću agenasa kao što su urea, soda ili natrijum acetat. Robu treba osušiti odmah nakon bojenja, a nakon sušenja mora se ohladiti na sobnu temperaturu prije baliranja kako bi se spriječilo nakupljanje topline. Takođe se preporučuje upotreba nežnih-otpornih vrsta, jer se proizvode sa aditivima kao što su formaldehid i monohlorosirćetna kiselina za stabilizaciju nestabilnih atoma sumpora.

7.2 Pitanja životne sredine

Tradicionalna sumporna crna ima nedostatke uključujući korištenje viška natrijum sulfida, koji stvara otpadnu vodu-koja sadrži sumpor. Proces bojenja također može proizvesti otrovni plin vodonik sulfid, a troškovi tretmana otpadnih voda su visoki.

Rješenja za ove probleme uključuju usvajanje ekološki-tečnog sumpornog crnog, što eliminiše potrebu za otapanjem natrijum sulfida. Korištenje binarnog redukcionog sistema glukoze i natrijum hidrosulfita je drugi pristup. Razvoj i upotreba rastvorljivog sumpornog crnog takođe pojednostavljuje proces i smanjuje uticaj na životnu sredinu.

VIII. Pakovanje i skladištenje

8.1 Specifikacije pakovanja

Tradicionalni Sulphur Black proizvodi se obično pakuju u željezne bačve obložene plastičnim vrećicama, neto težine od 25 kilograma po bubnju. Solubilizirani proizvodi također koriste pakovanje od željeznog bubnja, dostupno u veličinama od 25 ili 50 kilograma. Druge opcije pakovanja kao što su tkane vreće ili kartoni mogu se urediti prema zahtjevima korisnika.

8.2 Uslovi skladištenja i transporta

Za skladištenje, Sulphur Black treba čuvati na suvom,-prozračenom mjestu daleko od direktne sunčeve svjetlosti, štiteći ga od vlage i topline. Tokom transporta robom treba rukovati pažljivo kako se ne bi oštetila ambalaža. Posebnu pažnju treba obratiti na solubiliziranu sumpornu crnu zbog njene jake higroskopnosti.

IX. Trendovi tehničkog razvoja

Razvoj Sulphur Black-a kreće se prema ekološki prihvatljivijim opcijama, s tekućim i ekološki{0}}prihvatljivim proizvodima koji postepeno zamjenjuju tradicionalne oblike praha, što je trend koji je već široko prihvaćen u Evropi i Americi. Solubilizacija proširuje primjenu na područja poput kože i papira, povećavajući vrijednost proizvoda. Poboljšanja stabilnosti znače da tečni proizvodi nude bolju stabilnost pri skladištenju i transportu od oblika u prahu, izbjegavajući značajne probleme s varijacijama između serije-do-koje su uobičajene za praškove. Pojednostavljenje procesa sa novim tipovima proizvoda eliminiše potrebu za otapanjem natrijum sulfida, smanjujući otpad sirovina i smanjujući troškove tretmana otpadnih voda.

Ova klasična boja, sa više od jednog veka istorije, nastavlja da se revitalizira kroz tehnološke inovacije, zadržavajući svoju prednost u pogledu cene, dok se razvija ka većoj ekološkoj prihvatljivosti, efikasnosti i stabilnosti.