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Mayo 2015

Generalidades De Los Colorantes Reactivos

Los colorantes reactivos se sintetizan un grupo cromóforo azoico o antraquinónico que presentan puntos de anclaje reactivo en su molécula, los cuales en presencia de álcali forman un enlace covalente con la celulosa.

Los grupos reactivos del colorante, reaccionan con los grupos hidroxilo de la celulosa.

Presentan excelentes solideces, tonos muy brillantes y una paleta de colores de gran variedad

Etapas Del Proceso De Tintura

La tintura de las fibras celulósicas con los colorantes reactivos tiene lugar en tres etapas bien difrenciadas:

1. Absorción del colorante en medio neutro y con adición de electrolito seguida de una absorcion en medio alcalino que es simultanea con la reacción.

2. Reacción del colorante en medio alcalino con los grupos OH de la celulosa y del agua.

3. Eliminación del colorante hidrolizado y por lo tanto no fijado covalentemente a la fibra celulósica.

Caracteristicas De Los Colorantes Reactivos

1. Sustantividad. Los colorantes reactivos tienen una muy baja sustantividad, y requieren altas cantidades de electrolito para su agotamiento.

2. Poder de Difusión. Los de alta reactividad poseen un elevado poder de difusión frente a los colorantes normales, de limitado poder de difusión.

3. Reactividad. La reactividad determina la fijación de los colorantes e indica la cantidad de colorante que reacciona en medio alcalino, permitiendo calcular la cantidad de colorante hidrolizado en una tintura: baja, media y alta

.

Principios Colorimetricos

• El color siempre aparece como consecuencia de la acción conjunta de dos grupos atomicos diferentes: el cromóforo como causa inmediata del color, y el auxocromo

• La presencia en la molécula de grupos con pares de electrones no compartidos (-NH2, -OH, -NO2, -COOR, entre otros) modifica el color y la intensidad de la absorción característica de un grupo cromóforo.

• Estos grupos por si mismos no confieren color, reciben el nombre de Auxocromos.

• Los grupos auxocrómicos cuando son donadores de electrones (-OH, -OMe, -NH2, NHR, NR2), intensifican la absorción de luz y desplazan el máximo del espectro a mayores longitudes de onda, cambiando el color a tonos azulados y verdes y constituyen los grupos batocrómicos.

• Los grupos hipsocrómicos, estan constituidos por los grupos que atraen electrones (-NO2, -COOR), los cuales desplazan la absorción de luz a longitudes de onda más cortas y dan coloraciones amarillas y naranjas.

Caracteristicas Del Sustrato

El Algodón es un polímero de celulosa que consiste de anillos de d-glucopiranosa unidos en los carbonos 1 y 4. El grado de polimerización de la fibra de algodón es del orden de 6000 y 10650

Grupos Funcionales En Colorantes Reactivos

Colorantes Derivados De La Ftalocianina

FtalocianinaLa ftalocianina es un compuesto de color

verde azulado formado por la unión de cuatro grupos isoindol mediante cuatro átomos de nitrógeno, formando un anillo de ocho átomos de Nitrógeno y ocho carbonos, alternados con dobles enlaces conjugados.

La parte central de la molécula puede

coordinarse con un átomo metálico, dando

lugar a sus diversos derivados que se

emplean como colorantes y pigmentos.

El más importante es la ftalocianina de

cobre, que se obtiene por condensación de

cuatro moléculas de ftalonitrilo con cobre;

la reacción se lleva a cabo a una

temperatura de 200 ºC.

El cromóforo en el azul turquesa reactivo, usualmente es una ftalocianina de cobre que presenta las siguientes caracteristicas:

Alto peso molecular en comparación con otros colorantes reactivos.

Se asocia facilmente mientras se mantiene soluble en agua, presentando un estado coloidal.

Químicamente, incluye un gran número de isómeros, y aun en colorantes con el mismo color index, la estructura y composición pueden variar de acuerdo al fabricante o al lote.

Se recomienda el uso de colorantes de calidad certificada.

Debido a estas características, estos son unos de los colorantes más dificiles de aplicar.

Los átomos de hidrógeno pueden ser sustituidos por

cloro, grupos sulfónicos o cualquier otro sustituyente,

obteniéndose derivados que son de color verde o azul.

Muy estables a la luz, el calor y a las agresiones

químicas.

La ftalocianina fue descubierta en 1907 por A. Braun y E. Tscherniac y 20 años más tarde Diesbach y Von der Weid, encontraron la posibilidad de sintetizarla.

En 1934 Linstead, en cooperación con ICI, descubrió la estructura molecular correcta

Los colorantes reactivos verdes y turquesas presentan en general un tamaño molecular grande, por lo cual es impedida su difusión por la fibra, quedando buena parte del colorante hidrolizado sobre la superficie de esta.

Para compensar esta dificultad y mejorar la penetración al interior de la fibra, estos colorantes se aplican a 80°C.

Para aumentar la solubilidad y mejorar la igualación de la tintura se recomienda el uso de un agente dispersante-igualador de carácter aniónico.

El agente dispersante-igualador ayuda tambien en el caso de que el baño de tintura contenga iones metálicos que afectan la solubilidad del colorante.

Debido a que el agente dispersante produce un efecto retardante, su uso en exceso puede disminuir el grado de fijación del colorante a la fibra

Rendimiento – Vs – Tipo De Electrolito

La presencia de puntos se debe a dureza y/o productos no iónicos en el agua de proceso.

En el caso de agua dura, se recomienda utilizar secuestrantes fosfonatados.

Si existen restos de productos no iónicos, es conveniente efectuar un tratamiento previo de lavado en caliente con tensoactivo aniónico, (10´-80°C). En algunas ocasiones estos restos de productos no iónicos pueden provenir del sulfato, por lo cual este debe ser analizado previamente en laboratorio

Algunas Recomendaciones De Proceso

ANÁLISIS DEL ELECTROLITO

Preparar una solucion del colorante a 5 g/l y agregar 80 g/l del sulfato a analizar.

Llevar a un agitador para disolver bien los productos.

Calentar la solución a 80°C, tratar por 10´ .

Pasar la solución en caliente a través de un papel de filtro.

Secar el papel a temperatura ambiente. La presencia de puntos azules indica

que el electrolito contiene productos no iónicos.

La Fibra De Viscosa Y Las Ftalocianinas

Como la viscosa es una fibra que presenta alta afinidad, debe prestarse especial atención a la selección de los colorantes y al método de aplicación.

Se prefieren los colorantes de tintura en caliente para el proceso de agotamiento con el fin de asegurar la mayor migración y difusión a través de la alta afinidad de la fibra en la tintura en cuerda.

Los proveedores de colorantes recomiendan una técnica de migración para obtener buena igualación y reproducibilidad. Esta técnica provee alta movilidad del colorante a temperaturas tan altas como 110°C antes de enfriar a 80°C para una óptima fijación del colorante reactivo a la cadena celulosica.

Para colorantes altamente sustantivos, la sal puede añadirse gradualmente, por 30 min. A 95°C, o a la mayor temperatura que pueda realizarse.

Descripción Gráfica Del Proceso

Aspectos Ambientales Las ftalocianinas presentan una estructura

compleja resistente a la biodegradación, son macromoléculas con estabilidad térmica, conductividad eléctrica, fotoconductividad y actividad catalítica elevadas.

Entre los procedimientos reportados para remover los colorantes de los efluentes, se encuentra la adsorción sobre carbón activado, la ultrafiltración , la ósmosis inversa, la ozonación, la biodegradación, la fotocatálisis, , la fotoelectrocatálisis y el proceso Feston.

En todos estos procesos, la generación de radicales hidroxilo (OH-) lleva a las moléculas por un mecanismo de reacciones consecutivas hasta lograr su mineralización completa (CO2 + H2O + Acidos minerales).

Estos procesos toman tiempo relativamente largo y además involucran altos costos y dejan una cantidad apreciable de metales que pueden sobrepasar los límites permitidos por la regulación ambiental, requiriendo tratamientos adicionales para la remoción del metal.

En la actualidad se adelantan investigaciones en métodos más eficientes y más económicos que los mencionados anteriormente