Les colorants sulfurés sont une catégorie de colorants soufrés à structure moléculaire complexe. Ils sont généralement composés d'amines aromatiques, d'aminophénols et d'autres composés organiques chauffés avec du soufre ou du polysulfure de sodium, c'est-à-dire vulcanisés.
Les colorants sulfurés sont pour la plupart insolubles dans l'eau et, lors de la teinture, ils doivent être dissous dans une solution de sulfure de sodium ou de poudre alcaline pour réduire les lixiviats, puis oxydés pour révéler la couleur après absorption par la fibre.
Aperçu des colorants au soufre
Les colorants vulcanisés sont utilisés pour la teinture des fibres cellulosiques depuis 1873. Leur procédé de fabrication est relativement simple : ils sont généralement composés d’amines aromatiques ou de composés phénoliques mélangés à du soufre ou du polysulfure de sodium, puis chauffés. Peu coûteux, faciles d’utilisation, non cancérigènes et présentant une bonne résistance au lavage et à la lumière, ils sont très appréciés. Cependant, étant donné leur insolubilité dans l’eau, ils sont réduits, lors de la teinture, en un sel de sodium soluble dans une solution alcaline de sulfure. Après application sur la fibre, l’oxydation les rend insolubles et ils se fixent à la fibre. Le processus de teinture est donc complexe et, en milieu fortement alcalin, ils ne peuvent être utilisés pour la laine, la soie et autres fibres protéiques.
Par conséquent, les colorants vulcanisés sont principalement utilisés pour la teinture des fibres cellulosiques, notamment pour la teinture des tissus de coton foncés. Parmi ceux-ci, les colorants sulfurés, disponibles en deux couleurs, sont une catégorie de colorants soufrés à structure moléculaire complexe. Ils sont généralement composés d'amines aromatiques, d'aminophénols et d'autres composés organiques chauffés avec du soufre ou du polysulfure de sodium, c'est-à-dire vulcanisés.
Les colorants sulfurés sont pour la plupart insolubles dans l'eau et, lors de la teinture, ils doivent être dissous dans une solution de sulfure de sodium ou de poudre alcaline pour réduire les lixiviats, puis oxydés pour révéler la couleur après absorption par la fibre.
Aperçu des colorants au soufre
Les colorants vulcanisés sont utilisés pour la teinture des fibres cellulosiques depuis 1873. Leur procédé de fabrication est relativement simple : ils sont généralement composés d’amines aromatiques ou de composés phénoliques mélangés à du soufre ou du polysulfure de sodium, puis chauffés. Peu coûteux, faciles d’utilisation, non cancérigènes et présentant une bonne résistance au lavage et à la lumière, ils sont très appréciés. Cependant, étant donné leur insolubilité dans l’eau, ils sont réduits, lors de la teinture, en un sel de sodium soluble dans une solution alcaline de sulfure. Après application sur la fibre, l’oxydation les rend insolubles et ils se fixent à la fibre. Le processus de teinture est donc complexe et, en milieu fortement alcalin, ils ne peuvent être utilisés pour la laine, la soie et autres fibres protéiques.
Par conséquent, les colorants vulcanisés sont principalement utilisés pour la teinture des fibres cellulosiques, notamment pour la teinture des produits foncés en coton, dont les différentes couleurs denoir de soufreetbleu de soufre
teinture brun foncé au soufre
rouge soufre couleur rouge lgf
brun soufre 10 jaune brun
poudre jaune de soufre 2
soufre bordeaux 3b poudre rouge de soufre
sont les plus utilisées.
Deuxièmement, le mécanisme de teinture des colorants sulfures
Le colorant sulfure est réduit et dissous dans une solution colorante. Le leucochrome ainsi formé est adsorbé par les fibres de cellulose, puis traité par oxydation à l'air pour conférer aux fibres la couleur désirée. Sa formule chimique est :
DS-SO3Na + Na2S → D-SNa + Na2S2O3
Le colorant sulfure parent n'a aucune affinité pour la fibre. Sa structure contient des liaisons soufre (¹S⁻¹), disulfure (¹S⁻¹) ou polysulfure (¹Sₓ⁻¹), qui sont réduites en groupe sulfure d'hydrogène (¹SNa) sous l'action d'agents réducteurs tels que le sulfure de sodium, formant ainsi un sel de sodium leucochromique soluble dans l'eau. La forte affinité des leucochromes pour les fibres de cellulose s'explique par la taille plus importante de leurs molécules, qui génère des forces de van der Waals et des liaisons hydrogène plus importantes entre les fibres.
III. Classification des colorants soufrés
Les colorants sulfurés peuvent être divisés en quatre catégories :
1, colorant sulfure en poudre
Formule générale de la structure du colorant : DSSD, généralement nécessaire de faire bouillir du sulfure de sodium, dissous après application.
2, colorants sulfures hydrolytiques
Formule générale de la structure du colorant : D-SSO3Na. Ce type de colorant est fabriqué à partir de colorants sulfurés traditionnels traités au sulfite de sodium ou au bisulfite de sodium. Les colorants contiennent des groupes hydrosolubles, ils sont donc solubles dans l'eau, mais ils ne contiennent pas d'agents réducteurs et n'ont aucune affinité pour les fibres. Ils sont généralement appliqués sur le tissu par la méthode de teinture par suspension.
3, colorant sulfure liquide
La formule générale de la structure du colorant est : D-SNa, contenant une certaine quantité d'agent réducteur, le colorant est pré-réduit en leptochrome soluble.
Avant 1936, le colorant vulcanisé était commercialisé sous forme de poudre. Lors de son utilisation, cette poudre était portée à ébullition avec une solution aqueuse de carbonate de sodium vulcanisé afin de la dissoudre. En 1936, l'Américain John Le Clester mit au point une solution concentrée de colorant sulfure pré-réduit, de bonne qualité et relativement stable, et obtint un brevet ; cette solution est aujourd'hui connue sous le nom de colorant sulfure liquide.
4. Colorant sulfure respectueux de l'environnement
Lors du processus de production, le colorant est raffiné en lixiviats, mais sa teneur en soufre et en polysulfures est bien inférieure à celle des colorants sulfurés ordinaires. Ce colorant présente une pureté élevée, un degré de réduction stable et une bonne perméabilité. Par ailleurs, un agent réducteur binaire composé de glucose et de poudre d'asphalte est utilisé dans le bain de teinture, ce qui permet non seulement de réduire le colorant sulfuré, mais aussi de contribuer à la protection de l'environnement.
Quatrièmement, le procédé de teinture des colorants sulfurés
Le processus de teinture par vulcanisation peut être divisé en quatre étapes :
1. Réduction des colorants
Il est relativement facile de réduire et de dissoudre les colorants sulfurés, et le sulfure de sodium est couramment utilisé comme agent réducteur, agissant également comme agent alcalin. Afin d'empêcher l'hydrolyse du leucophore, des substances telles que le carbonate de sodium peuvent être ajoutées de manière appropriée, mais la alcalinité du bain de réduction ne doit pas être trop forte, sinon la vitesse de réduction du colorant sera lente.
2. Le colorant contenu dans la solution de colorant est adsorbé par la fibre.
Le leucophore du colorant sulfure existe à l'état anionique dans la solution de colorant. Il interagit directement avec la fibre de cellulose, s'adsorbe à sa surface et diffuse à l'intérieur de celle-ci. L'affinité directe des colorants soufrés pour les fibres de cellulose étant faible, on utilise généralement un faible rapport de concentration dans le bain. L'ajout d'électrolytes appropriés et une température plus élevée permettent d'améliorer la vitesse de teinture, l'uniformité et la perméabilité.
3, traitement d'oxydation
Après teinture sur fibre, le colorant sulfuré leuco doit être oxydé pour obtenir la couleur désirée. L'oxydation est une étape importante après la teinture de colorants vulcanisés. Les colorants vulcanisés facilement oxydables peuvent être oxydés à l'air après teinture par lavage et ventilation ; c'est la méthode d'oxydation à l'air. Pour certains colorants sulfurés difficilement oxydables, des agents oxydants sont utilisés pour favoriser l'oxydation.
4. Post-traitement
Le post-traitement comprend le nettoyage, l'huilage, le traitement antifragilisation et la fixation des couleurs. Les teintures soufrées doivent être soigneusement lavées après teinture afin de réduire les résidus de soufre sur le tissu et d'éviter sa fragilisation. En effet, le soufre contenu dans la teinture et celui des sulfures alcalins s'oxydent facilement à l'air pour former de l'acide sulfurique, qui provoque l'hydrolyse acide de la fibre de cellulose et fragilise cette dernière. Il est donc possible d'appliquer des agents antifragilisation tels que l'urée, le phosphate trisodique, la colle d'os ou l'acétate de sodium. Pour améliorer la résistance à la solarisation et au lavage des teintures vulcanisées, la couleur peut être fixée après teinture. Deux méthodes de fixation existent : le traitement aux sels métalliques (par exemple : dichromate de potassium, sulfate de cuivre, acétate de cuivre et leurs mélanges) et le traitement aux agents fixateurs de couleur cationiques.
Le noir et le bleu vulcanisé sont les plus utilisés.
Deuxièmement, le mécanisme de teinture des colorants sulfures
Le colorant sulfure est réduit et dissous dans une solution colorante. Le leucochrome ainsi formé est adsorbé par les fibres de cellulose, puis traité par oxydation à l'air pour conférer aux fibres la couleur désirée. Sa formule chimique est :
DS-SO3Na + Na2S → D-SNa + Na2S2O3
Le colorant sulfure parent n'a aucune affinité pour la fibre. Sa structure contient des liaisons soufre (¹S⁻¹), disulfure (¹S⁻¹) ou polysulfure (¹Sₓ⁻¹), qui sont réduites en groupe sulfure d'hydrogène (¹SNa) sous l'action d'agents réducteurs tels que le sulfure de sodium, formant ainsi un sel de sodium leucochromique soluble dans l'eau. La forte affinité des leucochromes pour les fibres de cellulose s'explique par la taille plus importante de leurs molécules, qui génère des forces de van der Waals et des liaisons hydrogène plus importantes entre les fibres.
III. Classification des colorants soufrés
Les colorants sulfurés peuvent être divisés en quatre catégories :
1, colorant sulfure en poudre
Formule générale de la structure du colorant : DSSD, généralement nécessaire de faire bouillir du sulfure de sodium, dissous après application.
2, colorants sulfures hydrolytiques
Formule générale de la structure du colorant : D-SSO3Na. Ce type de colorant est obtenu par traitement au sulfite de sodium ou au bisulfite de sodium de colorants sulfurés traditionnels. Il contient des groupes hydrosolubles, ce qui le rend soluble dans l’eau. Cependant, il ne contient pas d’agents réducteurs et n’a aucune affinité pour les fibres. On utilise généralement la méthode de teinture par suspension sur tissu. 3. Colorant sulfuré liquide
La formule générale de la structure du colorant est : D-SNa, contenant une certaine quantité d'agent réducteur, le colorant est pré-réduit en leptochrome soluble.
Avant 1936, le colorant vulcanisé était commercialisé sous forme de poudre. Lors de son utilisation, cette poudre était portée à ébullition avec une solution aqueuse de carbonate de sodium vulcanisé afin de la dissoudre. En 1936, l'Américain John Le Clester mit au point une solution concentrée de colorant sulfure pré-réduit, de bonne qualité et relativement stable, et obtint un brevet ; cette solution est aujourd'hui connue sous le nom de colorant sulfure liquide.
4. Colorant sulfure respectueux de l'environnement
Lors du processus de production, le colorant est raffiné en lixiviats, mais sa teneur en soufre et en polysulfures est bien inférieure à celle des colorants sulfurés ordinaires. Ce colorant présente une pureté élevée, un degré de réduction stable et une bonne perméabilité. Par ailleurs, un agent réducteur binaire composé de glucose et de poudre d'asphalte est utilisé dans le bain de teinture, ce qui permet non seulement de réduire le colorant sulfuré, mais aussi de contribuer à la protection de l'environnement.
Quatrièmement, le procédé de teinture des colorants sulfurés
Le processus de teinture par vulcanisation peut être divisé en quatre étapes :
1. Réduction des colorants
Il est relativement facile de réduire et de dissoudre les colorants sulfurés, et le sulfure de sodium est couramment utilisé comme agent réducteur, agissant également comme agent alcalin. Afin d'empêcher l'hydrolyse du leucophore, des substances telles que le carbonate de sodium peuvent être ajoutées de manière appropriée, mais la alcalinité du bain de réduction ne doit pas être trop forte, sinon la vitesse de réduction du colorant sera lente.
2. Le colorant contenu dans la solution de colorant est adsorbé par la fibre.
Le leucophore du colorant sulfure existe à l'état anionique dans la solution de colorant. Il interagit directement avec la fibre de cellulose, s'adsorbe à sa surface et diffuse à l'intérieur de celle-ci. L'affinité directe des colorants soufrés pour les fibres de cellulose étant faible, on utilise généralement un faible rapport de concentration dans le bain. L'ajout d'électrolytes appropriés et une température plus élevée permettent d'améliorer la vitesse de teinture, l'uniformité et la perméabilité.
3, traitement d'oxydation
Après teinture sur fibre, le colorant sulfuré leuco doit être oxydé pour obtenir la couleur désirée. L'oxydation est une étape importante après la teinture de colorants vulcanisés. Les colorants vulcanisés facilement oxydables peuvent être oxydés à l'air après teinture par lavage et ventilation ; c'est la méthode d'oxydation à l'air. Pour certains colorants sulfurés difficilement oxydables, des agents oxydants sont utilisés pour favoriser l'oxydation.
4. Post-traitement
Le post-traitement comprend le nettoyage, l'huilage, le traitement antifragilisation et la fixation des couleurs. Les teintures soufrées doivent être soigneusement lavées après teinture afin de réduire les résidus de soufre sur le tissu et d'éviter sa fragilisation. En effet, le soufre contenu dans la teinture et celui des sulfures alcalins s'oxydent facilement à l'air pour former de l'acide sulfurique, qui provoque l'hydrolyse acide de la fibre de cellulose et fragilise cette dernière. Il est donc possible d'appliquer des agents antifragilisation tels que l'urée, le phosphate trisodique, la colle d'os ou l'acétate de sodium. Pour améliorer la résistance à la solarisation et au lavage des teintures vulcanisées, la couleur peut être fixée après teinture. Deux méthodes de fixation existent : le traitement aux sels métalliques (par exemple : dichromate de potassium, sulfate de cuivre, acétate de cuivre et leurs mélanges) et le traitement aux agents fixateurs de couleur cationiques.
Date de publication : 19 décembre 2023