Киселинске боје, директне боје и реактивне боје су све боје растворљиве у води. Производња у 2001. години била је 30.000 тона, 20.000 тона и 45.000 тона, респективно. Међутим, дуго времена, предузећа за производњу боја у мојој земљи посвећивала су више пажње развоју и истраживању нових структурних боја, док је истраживање постпродукције боја било релативно слабо. Уобичајено коришћени реагенси за стандардизацију боја растворљивих у води укључују натријум сулфат, декстрин, деривате скроба, сахарозу, уреу, нафтален формалдехид сулфонат итд. Ови реагенси за стандардизацију се мешају са оригиналном бојом у пропорцији да би се добила потребна јачина робе, али не могу да задовоље потребе различитих процеса штампања и бојења у индустрији штампања и бојења. Иако су горе поменути разблаживачи боја релативно јефтини, имају лошу квасивост и растворљивост у води, што отежава прилагођавање потребама међународног тржишта и могу се извозити само као оригиналне боје. Стога, у комерцијализацији боја растворљивих у води, квасивост и растворљивост боја у води су питања која треба хитно решити, а на одговарајуће адитиве се мора ослонити.

Третман квашења боје
Уопштено говорећи, влажење је замена течности (требало би да буде гас) на површини другом течности. Конкретно, прашкаста или грануларна граница треба да буде граница гас/чврста материја, а процес влажења је када течност (вода) замењује гас на површини честица. Може се видети да је влажење физички процес између супстанци на површини. У накнадној обради боје, влажење често игра важну улогу. Генерално, боја се прерађује у чврсто стање, као што је прах или гранула, које је потребно влажити током употребе. Стога, влажење боје ће директно утицати на ефекат примене. На пример, током процеса растварања, боју је тешко квасити и плутање на води је непожељно. Са континуираним побољшањем захтева за квалитет боје данас, перформансе влажења су постале један од индикатора за мерење квалитета боја. Површинска енергија воде је 72,75 mN/m на 20℃, што се смањује са повећањем температуре, док је површинска енергија чврстих материја у основи непромењена, генерално испод 100 mN/m. Обично се метали и њихови оксиди, неорганске соли итд. лако квасе, што се назива висока површинска енергија. Површинска енергија чврстих органских материја и полимера је упоредива са енергијом општих течности, што се назива ниска површинска енергија, али се мења са величином чврстих честица и степеном порозности. Што је величина честица мања, то је већи степен формирања порозности, а површина. Што је енергија већа, величина зависи од подлоге. Стога, величина честица боје мора бити мала. Након што се боја обради комерцијалним поступцима као што је исољење и млевење у различитим медијумима, величина честица боје постаје финија, кристалност се смањује, а кристална фаза се мења, што побољшава површинску енергију боје и олакшава квашење.

Третман растворљивости киселих боја
Коришћењем малог односа купатила и технологије континуираног бојења, степен аутоматизације у штампању и бојењу се континуирано побољшавао. Појава аутоматских пунила и паста, као и увођење течних боја, захтевају припрему висококонцентрованих и високостабилних раствора за бојење и паста за штампање. Међутим, растворљивост киселих, реактивних и директних боја у домаћим производима за бојење је само око 100 г/л, посебно код киселиних боја. Неке сорте су чак само око 20 г/л. Растворљивост боје је повезана са молекуларном структуром боје. Што је већа молекулска тежина и мање сулфонских киселинских група, то је растворљивост мања; у супротном, то је већа. Поред тога, комерцијална обрада боја је изузетно важна, укључујући метод кристализације боје, степен млевења, величину честица, додавање адитива итд., што ће утицати на растворљивост боје. Што је боја лакше јонизована, то је већа њена растворљивост у води. Међутим, комерцијализација и стандардизација традиционалних боја заснивају се на великој количини електролита, као што су натријум сулфат и со. Велика количина Na+ у води смањује растворљивост боје у води. Стога, да би се побољшала растворљивост боја растворљивих у води, прво немојте додавати електролит комерцијалним бојама.

Адитиви и растворљивост
⑴ Једињење алкохола и ко-растварач урее
Пошто боје растворљиве у води садрже одређени број сулфонских киселинских група и карбоксилних киселинских група, честице боје се лако дисоцирају у воденом раствору и носе одређену количину негативног наелектрисања. Када се дода ко-растварач који садржи групу која формира водоничну везу, на површини јона боје се формира заштитни слој хидратисаних јона, што подстиче јонизацију и растварање молекула боје ради побољшања растворљивости. Полиоли као што су диетилен гликол етар, тиодиетанол, полиетилен гликол итд. се обично користе као помоћни растварачи за боје растворљиве у води. Пошто могу да формирају водоничну везу са бојом, површина јона боје формира заштитни слој хидратисаних јона, што спречава агрегацију и интермолекуларну интеракцију молекула боје и подстиче јонизацију и дисоцијацију боје.
⑵Нејонски сурфактант
Додавање одређеног нејонског сурфактанта боји може ослабити везујућу силу између молекула боје и између молекула, убрзати јонизацију и учинити да молекули боје формирају мицеле у води, што има добру дисперзибилност. Поларне боје формирају мицеле. Молекули који растварају формирају мрежу компатибилности између молекула како би побољшали растворљивост, као што је полиоксиетилен етар или естар. Међутим, ако молекул ко-растварача нема јаку хидрофобну групу, ефекат дисперзије и растварања на мицелу коју формира боја биће слаб, а растворљивост се неће значајно повећати. Стога, покушајте да изаберете раствараче који садрже ароматичне прстенове који могу формирати хидрофобне везе са бојама. На пример, алкилфенол полиоксиетилен етар, емулгатор полиоксиетилен сорбитан естар и други као што је полиалкилфенилфенол полиоксиетилен етар.
⑶ дисперзатор лигносулфоната
Дисперзантно средство има велики утицај на растворљивост боје. Избор доброг дисперзанта према структури боје ће значајно помоћи у побољшању растворљивости боје. Код боја растворљивих у води, оно игра одређену улогу у спречавању међусобне адсорпције (ван дер Валсова сила) и агрегације између молекула боје. Лигносулфонат је најефикасније дисперзантно средство, а у Кини постоје истраживања о томе.
Молекуларна структура дисперзних боја не садржи јаке хидрофилне групе, већ само слабо поларне групе, тако да има само слабу хидрофилност, а стварна растворљивост је веома мала. Већина дисперзних боја може се растворити само у води на 25℃. 1～10mg/L.
Растворљивост дисперзних боја је повезана са следећим факторима:
Молекуларна структура
„Растворивост дисперзних боја у води се повећава како се хидрофобни део молекула боје смањује, а хидрофилни део (квалитет и количина поларних група) повећава. То јест, растворљивост боја са релативно малом релативном молекулском масом и слабијим поларним групама као што су -OH и -NH2 биће већа. Боје са већом релативном молекулском масом и мање слабо поларних група имају релативно ниску растворљивост. На пример, дисперзна црвена (I), њен M=321, растворљивост је мања од 0,1 мг/л на 25℃, а растворљивост је 1,2 мг/л на 80℃. Дисперзна црвена (II), M=352, растворљивост на 25℃ је 7,1 мг/л, а растворљивост на 80℃ је 240 мг/л.“
Дисперсант
Код прашкастих дисперзних боја, садржај чистих боја је генерално 40% до 60%, а остатак су дисперзанти, средства за заштиту од прашине, заштитна средства, натријум сулфат итд. Међу њима, дисперзанти чине већи удео.
Дисперзантно средство (дифузиони агенс) може да обложи фина кристална зрна боје у хидрофилне колоидне честице и стабилно их диспергује у води. Након што се прекорачи критична концентрација мицела, формираће се и мицеле, што ће смањити део ситних кристалних зрна боје. Растварањем у мицелама, јавља се такозвани феномен „солубилизације“, чиме се повећава растворљивост боје. Штавише, што је бољи квалитет дисперзантно средство и што је већа концентрација, то је већи ефекат солубилизације и растварања.
Треба напоменути да је ефекат растварања дисперзанта на дисперзне боје различитих структура различит, и та разлика је веома велика; ефекат растварања дисперзанта на дисперзне боје се смањује са повећањем температуре воде, што је потпуно исто као и ефекат температуре воде на дисперзне боје. Ефекат растворљивости је супротан.
Након што хидрофобне кристалне честице дисперзне боје и дисперзанта формирају хидрофилне колоидне честице, њихова стабилност дисперзије ће бити значајно побољшана. Штавише, ове колоидне честице боје играју улогу „снабдевања“ бојама током процеса бојења. Пошто након што влакна апсорбују молекуле боје у раствореном стању, боја „ускладиштена“ у колоидним честицама ће се благовремено ослободити како би се одржао баланс растварања боје.
Стање дисперзне боје у дисперзији
1-молекул дисперзанта
2-Кристалит боје (солубилизација)
3-дисперзантни мицел
4-молекул боје (растворен)
5-бојиво зрно
6-дисперзантна липофилна база
7-дисперзантна хидрофилна база
8-натријум јон (Na+)
9-агрегати кристалита боје
Међутим, ако је „кохезија“ између боје и дисперзанта превелика, „понуда“ појединачног молекула боје ће заостајати или ће се појавити феномен „понуда премашује потражњу“. Стога ће се директно смањити брзина бојења и уравнотежити проценат бојења, што ће резултирати спорим бојењем и светлом бојом.
Може се видети да при избору и коришћењу дисперзаната треба узети у обзир не само стабилност дисперзије боје, већ и утицај на боју боје.
(3) Температура раствора за бојење
Растворљивост дисперзних боја у води повећава се са повећањем температуре воде. На пример, растворљивост дисперзне жуте боје у води температуре 80°C је 18 пута већа него на 25°C. Растворљивост дисперзне црвене боје у води температуре 80°C је 33 пута већа него на 25°C. Растворљивост дисперзне плаве боје у води температуре 80°C је 37 пута већа него на 25°C. Ако температура воде пређе 100°C, растворљивост дисперзних боја ће се још више повећати.
Ево посебног подсетника: ово својство растварања дисперзних боја донеће скривене опасности практичним применама. На пример, када се раствор боје неравномерно загрева, раствор боје са високом температуром тече на место где је температура ниска. Како температура воде опада, раствор боје постаје презасићен, а растворена боја ће се таложити, што узрокује раст кристалних зрна боје и смањење растворљивости. То резултира смањеном апсорпцијом боје.
(четири) кристална форма боје
Неке дисперзне боје имају феномен „изоморфизма“. То јест, иста дисперзна боја, због различите технологије дисперзије у процесу производње, формираће неколико кристалних облика, као што су иглице, штапићи, љуспице, грануле и блокови. Током процеса наношења, посебно при бојењу на 130°C, нестабилнији кристални облик ће се променити у стабилнији кристални облик.
Вреди напоменути да стабилнији кристални облик има већу растворљивост, а мање стабилан кристални облик има релативно мању растворљивост. Ово ће директно утицати на брзину апсорпције боје и проценат апсорпције боје.
(5) Величина честица
Генерално, боје са малим честицама имају високу растворљивост и добру стабилност дисперзије. Боје са великим честицама имају мању растворљивост и релативно лошу стабилност дисперзије.
Тренутно је величина честица домаћих дисперзних боја генерално 0,5～2,0μm (Напомена: величина честица за бојење утапањем захтева 0,5～1,0μm).