رنگ رزی و کاربرد آن
علمی و تکنولوژی › علمی
- 97/09/25
رنگرزی یا صبّاغی به فرایندی گفته می‌شود که در طی آن کالای نساجی مثل الیاف، نخ،پارچه یا پوشاک در محلولیکه شامل مواد رنگزا و مواد شیمیایی می‌باشد، رنگ‌آمیزی گردد و مولکولهای رنگ، با دوامی نسبی با مولکولهای کالای نساجی، پیوند محکمی برقرار نمایند. به عبارت دیگر رنگرزی مهارتی‌است که طی آن مادهٔ رنگزا در درجهٔ حرارت هدایت شده و زمان مشخص، داخل الیاف یا کالای منسوج (بافته شده) نفوذ کرده و آن را رنگ می‌کند. در رنگرزی، مادهٔ رنگزا به‌طور کلی، به همه مواد طبیعی یا شیمیایی که قابلیت رنگرزی الیاف یا منسوجات را دارند اطلاق می‌شود. رنگ کالای رنگرزی شده نباید به آسانی در اثر شستشو یا در برابر نور از بین برود. رنگرزی و چاپ دو روش رنگ کردن پارچه هستند که تفاوت‌های اساسی با یکدیگر دارند. رنگرزی سنتی و رنگرزی صنعتی دو روش متداول رنگرزی می‌باشند. کاربری رنگرزی سنتی با نوین شدن صنعت نساجی، رفته رفته کاهش پیدا کرده‌است.از نقاشی‌های روی دیواره‌های مقبره‌های مصر باستان چنین استنتاج می‌شود که از بیش از ۳۰۰۰ سال قبل از میلاد مصری‌ها حصیرهای رنگی می‌ساخته‌اند. رنگرزی در ایران سابقهٔ کهنی دارد. کارگاه قالی‌بافی شاهان هخامنشی در شهر سارد و نوشته‌هایی دربارهٔ قالی ارغوانی رنگ روی آرامگاه کوروش، گواه این مدعا استمعمولا ترکیبات رنگی را به طرق مختلف طبقه‌بندی می‌کنند، مثلا رنگهای گیاهی و غیر گیاهی ، رنگ طبیعی و مصنوعی ، رنگ آلی و معدنی. ولی یکی از طبقه‌بندی‌های جدید بر اساس کاربرد رنگهاست. در اینجا رنگها را بر اساس کارایی آنها در رنگرزی طبقه‌بندی می‌کنیم و خصوصیات هر یک و کاربردشان را مورد بررسی قرار می‌دهیم
رنگ های بازی
این نوع رنگها ، از ترکیبات آلی یا هیدروکلریدها می‌باشند که کرومورفورها بصورت کاتیونی است از این نظر این دسته رنگها را رنگهای کاتیونی نیز می‌گویند و معمولا دارای فرمول عمومی می‌باشند. رنگ باز وقتی ظاهر می‌شود که بصورت نمک در آید. رنگهای مختلفی که به این گروه تعلق دارند عبارتند از:
1_مشتقات تری‌فنیل متان نظیر مالاکیت سبز ، متیل سبز و ...
2_مشتقات تیازین که بارزترین نمونه آن آبی متیلن است.
3_رنگ بازی که حاوی گروه اکسازین است مانند آبی مدولا.
4_آذینها مانند قرمز خنثی
5_رنگهای بازی که حاوی گروههای ازو هستند مانند قهوه‌ای بیسمارک
خصوصیات رنگ های بازی
رنگهای بازی به‌راحتی در الکل حل می‌شوند ولی بندرت و تحت شرایط ویژه ای در آب حل می‌شوند. در برخی از موارد ، انحلال با تجزیه شدن مولکول رنگ همراه می‌شود. بدون استثنا همه آن با اسید تانیک ترکیب شده به جسم نامحلول تبدیل می‌شوند
کاربرد رنگ های بازی در رنگرزی
الیاف سلولزی تمایلی به واکنش با رنگهای بازی ندارند، مگر اینکه تمایل را با آغشته کردن اسید تانیک به‌عنوان تثبیت کننده با الیاف سلولزی ایجاد کرد. رنگهای بازی برای رنگ آمیزی ابریشم و پشم مناسب هستند. برای الیاف سنتزی نیز عملیاتی شبیه به الیاف سلولزی باید انجام داد
رنگ های اسیدی
این رنگها نمکهای سدیم ، اسیدهای سولفونیک و کربوکسیلیک‌اند و برای الیاف سلولزی نامناسب‌اند. اما برای الیاف پروتئینی و پلی‌آمیدی مناسب‌اند. رنگهای اسیدی فقط بکمک گرما جذب الیاف می‌شوند و در کمتر از ابدا جذب الیاف نمی‌شوند و هر چه دما از بالاتر رود، شدت جذب رنگ توسط الیاف نیز افزایش می‌یابد. از انواع مختلف رنگها ، می‌توان نمونه‌های زیر را نام برد:
1_مشتقات تری فنیل متان ، مانند آبی زایلن.
2_رنگهای نیترو که ترکیب آروماتیک موجود در ساختار آنها نیتره شده‌اند معمولا برای الیاف پروتئینی مناسب‌اند، مانند زرد مفتول.
3_رنگهای حاوی گروه آزو مانند آزوگرانین.
رنگ های مستقیم
این رنگها بدلیل داشتن گروههای اسید سولفونیک یا نمکهای سدیم آنها به رنگهای اسیدی شباهت دارد و بطور کلی ، از ترکیبات سولفونه شده آزو می‌باشند. این رنگها مستقیما برای رنگرزی الیاف سلولزی بکار گرفته می‌شود. اما برای الیاف پروتئینی شرایط ویژه‌ای لازم است. مهمترین این سری رنگها عبارتند از :
1_رنگهای مستقیم منو آزو مانند دی‌آزوامین اسکارلت B
2_رنگهای مستقیم دی‌آزو
3_رنگهای مستقیم تریس آزو مانند قهوه‌ای دی‌آزو
4_رنگهای مستقیم تترا آزو
ماهیت اتصال مولکولهای رنگ به الیاف عمدتا پیوند هیدروژنی است که بین هیدروژن گروه الیاف سلولزی با گروههای و موجود بر روی رنگهای مستقیم برقرار می‌شود. با افزایش دما تمایل رنگ پذیری الیاف ، کاهش می‌یابد.
رنگ های دندانه‌ای
این رنگها به‌تنهایی روی الیاف نمی‌توانند تثبیت شوند، بلکه برای این کار به ماده تثبیت کننده که اصطلاحا دندانه نامیده می‌شود، نیاز دارند که مهمترین انها هیدروکسیدهای کروم ، قلع ، آلومینیوم و آهن است. در این سیستم رنگرزی ، مولکولهای رنگ در نقش لیگاند یک یا چند الکترون غیر پیوندی خود را به فلزی که دارای اوربیتالهای خالی است، می‌دهند. بدین صورت پیوند داتیو بین آنها تشکیل می‌شود
رنگ های دندانه‌ای دو نوع‌اند :
1_رنگهای دندانه‌ای طبیعی که از معروفترین آنها آلیزارین یا ( 1 و –2 دی‌هیدروکسی آنتراکینون ) را می‌توان نام برد.
2_رنگهای دندانه‌ای اسیدی که نمونه معرف آنها اریوکروم سیاه آوسولوکروم نارنجی M است که در رنگرزی الیاف پشم و پلی‌آمید کاربرد وسیعی دارند و هر دو بوسیله کروم تثبیت می‌شوند.
رنگ های آزوئیکی
این سری از رنگها در آب نامحلول‌اند و در داخل الیاف بوجود می‌آیند. سپس با باز دی‌آزوی نیتره شده ترکیب می‌شوند. عمدتا برای رنگ‌آمیزی الیاف سلولزی بکار می‌روند، اما برای الیاف پروتئین چندان مناسب بنظر نمی‌رسند. نمونه‌ای از این رنگها قرمز نیتروز امین است.
رنگ های گوگردی
این دسته از رنگها ، ترکیبات آلی پیچیده‌ای هستند که در ساختار آنها گوگرد شرکت دارد، براق نیستند و معمولا در رنگرزی الیاف سلولزی بکار می‌روند. در آب حل نمی‌شوند، ولی در محلول سولفید سدیم حل می‌شوند. در این عمل ، سولفید سدیم در نقش احیاکننده مولکول اصلی را به مولکولهای کوچکتر محلول در آب تفکیک می‌کند. یکی از رنگهای گوگردی را می‌توان از حرارت دادن پارائولوئیدین با گوگرد تهیه کرد. از حرارت دادن مخلوط دی‌هیدرو ـ تولوئیدن با بنزوروین و گوگرد ، نیز یک رنگ زرد که ایمدیال نامیده می‌شود، بدست می‌آید.
رنگ های خمره‌ای
این رنگها از نظر غیر محلول بودن در آب شبیه رنگهای گوگردی‌اند. بطوری که پس از واکنش با هیدروسولفیت سدیم بصورت محلول در‌می‌آید. ایندیگو یکی از رنگهای طبیعی خمره‌ای است که امروزه در مقیاس صنعتی از قطران زغال‌سنگ (نفتالین) تهیه می‌شود. رنگهای خمره‌ای به دو دسته تقسیم می‌شوند.
1_رنگهای خمره‌ای ایندیگویی حاوی کروموفور. مثل مشتقات ایندیگویتی
2_رنگهای خمره‌ای آنتراکتیونی که از آنتراکینون مشتق می‌شوند. مثل: زردی ایندانترن
رنگ های کلوئیدی
الیاف هیدروفوبیک مانند استات سلولز نوع سوم و دوم ، عمدتا رنگها غیر محلول در آب را بهتر به خود می‌گیرند. این سری رنگها هم می‌توانند از زمره ترکیبات آزو باشد ( مانند زرد قند دیسپر سول G ) و هم می‌توانند از مشتقات آنتراکینون باشد ( مانند آبی براق دوانول CB ). اتصال بین الیاف و رنگ از طریق پیوند هیدروژنی ، نیروهای واندروالسی و همچنین جاذبه دو قطبی ـ دو قطبی تامین می‌شود.
رنگ های فعال
رنگهایی که برای رنگ‌آمیزی الیاف سلولزی معرفی شده‌اند، پس از انتقال از حالت محلول به حالت جامد ، بر روی الیاف تثبیت می‌شوند و بعضی از آنها به‌علت اینکه در مقابل رطوبت مقاوم نیستند، کارایی چندانی ندارند (مانند رنگهای مستقیم). از اینرو پژوهشگران تلاش کردند تا رنگ را بوسیله پیوند کووالانسی به الیاف سلولزی متصل کنند. برای این منظور ، تمام کوشش خود را بر روی کلرید سیانوریک یا به بیان دیگر به رنگهای تری ازینیل معطوف داشتند، زیرا اتمهای کلرمی‌تواند به‌آسانی بوسیله یک ، یا دو یا سه گروه هیدروکسیل یا گروه آمین و ... جایگزین شود و مولکول رنگ را به گروههای روی الیاف متصل کند. مانند رنگهای زرد و قرمز و آبی پرویسون.
