Введение

Кислотный краситель – это краситель, который обычно наносят на текстиль при низкой кислотности (низком pH). Они в основном используются для окрашивания шерсти, но не хлопковых тканей. Некоторые кислотные красители применяются в качестве пищевых красителей, а некоторые также могут использоваться для окрашивания органелл в медицине. Кислотные красители являются анионными, растворимыми в воде и наносятся преимущественно из кислой ванны. Эти красители содержат кислотные группы, такие как SO3H и COOH, и применяются к шерсти, шелку и нейлону, когда между протонированной группой –NH2 волокна и кислотной группой красителя образуется ионная связь. Общая устойчивость к стирке невысокая, хотя светостойкость достаточно хорошая. Поскольку краситель и волокно имеют противоположные электрические заряды, скорость фиксации и поглощения кислотного красителя этими волокнами выше; для замедления поглощения красителя и получения ровных оттенков добавляют электролит в высокой концентрации. Кислота генерирует катион на волокне, а температура способствует замещению отрицательной части кислоты на анионные молекулы красителя.

Описание

Кислотные красители обычно делятся на три класса в зависимости от требований к стойкости, способности к миграции и pH окрашивания. Кислотные красители фиксируются на волокнах посредством водородных связей, сил Ван-дер-Ваальса и ионных связей. Хотя некоторые кислотные красители работают в воде, для активации многих из них предпочтительнее использовать кислые красящие ванны. Согласно теории Брёнстеда-Лоури, кислота – это молекула или ион, способный отдавать протон, что определяется константой кислотной диссоциации. По сравнению с большинством кислот, вода имеет значительно более высокое значение pKa, то есть диссоциирует с образованием H+ с большим трудом. В этом контексте, если вместо воды используется кислота, то ион водорода (H+) легче диссоциирует для реакции с анилиновым анионом красителя, что способствует растворению красителя. Волокна животного происхождения, содержащие белок, и синтетическое волокно нейлон содержат множество катионных центров, связывающих анионные красители. Прочность (стойкость) этой связи отражает силу ионного взаимодействия.

Продовольственная промышленность

Кислотные красители также могут использоваться в качестве пищевых красителей, повышая привлекательность определенных продуктов и делая их более привлекательными для покупателей. Примеры включают эритрозин, тартразин, желтый "солнечный закат" и аллура красный, и это лишь некоторые из них, многие из которых являются азокрасителями. Эти красители могут применяться в глазури, печенье, хлебе, соусах или напитках. Чтобы избежать рисков для здоровья, краситель должен быть одобрен для использования в пищевых продуктах, прежде чем его можно будет считать съедобным. Для выявления неодобренных красителей могут использоваться такие методы разделения, как твердофазная экстракция, тонкослойная хроматография под давлением и использование пластин с обращенной фазой.

Структуры

Химия кислотных красителей сложна и разнообразна. Большинство кислотных красителей по своей базовой структуре восходят к следующим типам:

Антрахиноновый тип: Многие кислотные красители синтезируются из химических промежуточных продуктов, которые в конечном итоге формируют структуры, подобные антрахинону. Многие синие красители имеют эту структуру в качестве основной. Эта структура преобладает в классе кислотных красителей, обеспечивающих равномерное окрашивание. Азокрасители: Структура азокрасителей содержит азогруппу (R N=N−R). Большинство азокрасителей не являются кислотными, но многие кислотные красители – азокрасители. Многие кислотные азокрасители имеют красный цвет. Триарилметановые красители: Они преобладают в классе красителей для крашения в массе. Существует множество желтых и зеленых красителей, используемых в коммерческих целях для окрашивания волокон, которые связаны с трифенилметаном.

Классы кислотных красителей

Кислотные красители можно классифицировать по их поведению при крашении. Это включает в себя их устойчивость к влажной обработке, способность к миграции и pH среды для крашения:

Металлокомплексные кислотные красители: Эти красители состоят из молекул кислотного красителя, комплексированных с ионом металла, обычно хрома или кобальта. Металлокомплексные кислотные красители имеют высокую молекулярную массу, что обеспечивает им низкую подвижность и высокую устойчивость к влажной обработке. Благодаря этому они широко используются для окрашивания нейлона и синтетических полиамидных волокон. Металлокомплексные кислотные красители экономичны. Однако они дают относительно неяркие оттенки. Металлокомплексные кислотные красители допускают более широкий диапазон pH в крашечной ванне (pH 2-7).