Введение

Серовые красители – наиболее распространенные красители, производимые для окрашивания хлопка по объему. Они недороги, как правило, обладают хорошей устойчивостью к стирке и легко наносятся. Серовые красители представлены преимущественно черными, коричневыми и темно-синими оттенками. Красные серовые красители не существуют, хотя доступны розовые или более светлые алые цвета.

Химия

Серосодержащие связи являются неотъемлемой частью хромофора в се́рных красителях. Это органосерные соединения, состоящие из сульфидных (–S–), дисульфидных (–S–S–) и полисульфидных (–Sn–) связей в гетероциклических кольцах. Они включают тиазолы, тиазоны, тиантрен и фенотиазонетиоантроновые фрагменты. Будучи неионными, се́рные красители нерастворимы в воде.

Производство в прошлом и настоящем

Предшественником серных красителей считается "Cachou de Laval", который был открыт Гроссаном и Бретоньером в 1873 году и получается путем обработки продуктов, содержащих лигнин (например, опилок или соломы), источниками сульфидов (например, гидроксидом натрия или сульфидом, смешанным с серой). Впоследствии, Анри Реймонд Видаль изобрел так называемые Vidal Blacks в 1893 году, проводя реакции различных производных анилина с серой. Эти эксперименты показали, что материалы с глубокой окраской могут быть легко получены путем сочетания ароматических соединений и источников серы. Наиболее важным представителем класса является Сера Черная 1. Он производится в результате реакции 2,4-динитрофенола и сульфида натрия в горячей воде. Как и многие серные красители, детали химических реакций изучены недостаточно. Считается, что сульфид восстанавливает нитрогруппы до производных анилина, которые, предположительно, образуют промежуточные продукты, содержащие индофенол, которые затем сшиваются в реакции с серой. В результате образуются нерастворимые соединения с высокой молекулярной массой. Сера Черная 1 изучена не полностью, и материал, вероятно, неоднороден. Предполагается, что это полимер, состоящий из тиантреновых и фенотиазиновых звеньев. Так называемые серные красители для закрепления нагревом производятся из 1,4-диаминобензола и производных диаминотолуола. Предполагается, что эти красители состоят из полимеров, содержащих звенья бензотиазола. Представителями класса серных красителей для закрепления нагревом являются Сера Оранжевая 1, Сера Коричневая 21 и Сера Зеленая 12.

Способ применения

Серовые красители нерастворимы в воде. В присутствии восстановителя и при щелочном pH при повышенной температуре около 80 °C частицы красителя разрушаются, после чего становятся водорастворимыми и, следовательно, могут поглощаться тканью. В качестве восстановителей подходят сульфид натрия или гидросульфид натрия. Поваренная соль способствует поглощению. После удаления ткани из раствора красителя ей дают отстояться на воздухе, в результате чего краситель регенерируется путем окисления. Регенерированный исходный краситель нерастворим в воде. Окисление также может быть проведено на воздухе или с использованием перекиси водорода или бромата натрия в слабокислой среде. Низкая растворимость в воде обеспечивает хорошую устойчивость окрашенных тканей к стирке. Эти красители обладают хорошей всесторонней устойчивостью окраски, за исключением воздействия хлорных отбеливателей. Поскольку краситель нерастворим в воде, он не выцветает при стирке и не окрашивает другие вещи. Однако краситель может иметь недостаточную устойчивость к истиранию. Красители отбеливаются гипохлоритом.

Экологические вопросы

Из-за высокой степени загрязнения сточных вод от красильных ванн, серные красители постепенно выводятся из употребления в странах Запада, но широко используются в Китае. Недавние достижения в технологиях крашения позволили заменить токсичные сульфидные восстановители. В настоящее время используется глюкоза в щелочном растворе, и доступны продукты с низким и нулевым содержанием сульфидов. Перспективными являются дальнейшие разработки в области снижения концентрации красителей посредством электрохимических процессов.