9.8 Aplikace kypových barviv

Kypové barvivo je prakticky nerozpustné ve vodě. Lze jej ale převést redukcí v alkalickém prostředí na tzv. leukoformu, která je nejen rozpustná ve vodě, ale má také substantivitu k celulosovému vláknu (obrázek 9-65).

Obrázek 9-65. Oxidačně-redukční rovnováha

Hydroxyskupiny u leukoformy jsou kyselé a jako sole (-OH ® -ONa) jsou rozpustné ve vodě (enol ® enolát). Jako redukční činidlo všeobecně slouží dithioničitan sodný (obrázek 9-66).

Obrázek 9-66. Redukce kypového barviva

U tiskových barviv je žádoucí, aby redukce nastala až za vyšších teplot a proto se jako redukční činidlo používá adiční sloučenina dithioničitanu a formaldehydu, pod označením Rongalit C ( HOCH2-SO2-Na+).

Cena kypových barviv v současnosti stoupá nejen u barviv samotných, ale také v důsledku ekologických opatření i u redukčních činidel.

Jiným redukčním činidlem je dioxid thiomočoviny, který se v alkalickém prostředí přeměňuje na sulfinát močoviny (obrázek 9-67).

Obrázek 9-67. Vznik sulfinátu močoviny

Jedná se o silnější redukční činidlo než Na2S2O4. V tomto případě často hrozí nebezpečí přeredukování barviva.

Vlastní redukční mechanismus je komplikovaný a jde ve všech případech přes radikálový aniont SO2- · (obrázek 9-68).

Obrázek 9-68. Mechamismus redukce (vzniku e-)

Kypovací proces je citlivý a nesmí se přehnat množství redukčního činidla, jinak dojde k přeredukování a např. z anthrachinonu vznikne nevratně anthronol (obrázek 9-69).

Obrázek 9-69. Vznik nežádoucího anthronolu

V závislosti na struktuře barviva rozeznáváme tři barvící (kypovací) metody (tabulka 9-6).

Tabulka 9-6. Kypovací metody a podmínky

Metoda

oC

NaOH (g/lt)

NaCl (g/lt)

horká

50-60

5

0

teplá

40-50

2

10-20

studená

25-30

2

15-25

V podstatě lze říci, že horký způsob se používá pro velké planární molekuly, kde leukoanionty mají vysokou afinitu k vláknu a tím pádem se nemusí do lázně přidávat sůl. Naopak studená metoda je pro malé molekuly, které sice rychle difundují do vlákna, ale mají malou substantivitu k celulosovému vláknu a leukobarvivo je proto potřeba z lázně vysolit.

Příklady syntéz

1. Modř na kožešiny K (na barvení chlupu) - anionické barvivo (kyselé)

Do směsi 200 ml vody a 20 ml ethanolu se přidá 38,2 g Bromaminové kyseliny, 13 g 100% anilinu, 15 g NaHCO3 a zahřeje se na 85oC. Při dosažení této teploty se vnese 0,1 g Cu2Cl2. Potom se rekční směs zahřeje na 92oC a vnese se 0,1 g Cu2Cl2. Potom se zahřeje na 93oC a vnese se 0,1 g Cu2Cl2. Potom se zahřeje na 94oC a vnese se 0,1 g Cu2Cl2. Potom se zahřeje na 95oC a vnese se 0,1 g Cu2Cl2 (celkem se přidá 0,5 g Cu2Cl2). Následuje destilace, kdy nejprve oddestiluje ethanol a potom zbytky anilinu. Vzniklé modré barvivo se odfiltruje a koláč se vnese do 300 ml vody, přidá se 40 ml HCl (konc.) a 10 g NaCl. Jednu hodinu mícháme při 95oC a barvivo se po ochlazení odfiltruje a promývá vodou do bezbarvého výtoku.

Chromatografie

Pevná fáze - Silufol

Mobilní fáze - toluen : ethanol : kyselina mravenčí = 3 : 2,5 : 2,7

Poznámka

V případě, že je i aromatický amin vodorozpustný, nepoužívá se přídavek ethanolu. Velmi často se také doporučuje kvůli oxidaci aminu reaktor zadusíkovat (pracovat pod dusíkem).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Kypové barvivo - Indanthrenová modř RS

50 g čistého 2-aminoanthrachinonu, 25 g octanu draselného a 6 g dusičnanu draselného se dobře promísí a vnese během 20 minut do taveniny 150 g KOH a 20 g vody v niklovém či ocelovém kelímku (železo je škodlivé). Teplota tavení se udržuje na 210oC. Teplota nesmí přestoupit 220oC. Po dokonalém promísení taveniny se naleje najednou na 1000 g ledu. Vznikne roztok. Potom se přidá 40 g konc. kyseliny sírové a tím barvivo vypadne z roztoku. Reakční směs má stále alkalické pH. Potom se přidá 30 g Na2S2O3 při teplotě 60oC. Vznikne leukoforma, která je v takto zasoleném roztoku nerozpustná. Po ochlazení se odfiltruje a dokonale promyje vodou obsahující 2% NaOH a 5 g Na2S2O3 na litr roztoku. Potom se leukosloučenina umístí do 500 ml vody a míchá se intenzivně na vzduchu tak dlouho, až dojde k oxidaci. Modré barvivo se odfiltruje a získá se 22 g kypové modři.