Дисперсные красители представляют собой класс синтетических красителей, в основе которых лежат гидрофобные небольшие молекулы. Их химический состав напрямую определяет их диспергируемость, способность к проникновению и стойкость цвета в гидрофобных волокнах, таких как полиэстер. С точки зрения молекулярной структуры дисперсные красители в основном состоят из хромогенной сопряженной основной цепи и функциональных заместителей. Большинство из них не содержат хорошо растворимых в воде групп и являются неионогенными или слабополярными соединениями. Эта характеристика позволяет им диспергироваться в воде в виде суспензий и диффундировать внутрь волокна посредством высоко-диффузии при высоких температурах.
Обычные хромогенные основные цепи включают азо, антрахинон, стирол и хинолинкетоны. Азодисперсные красители используют –N=N– в качестве хромогенного мостика, проявляя высокую структурную гибкость и легко создавая богатую гамму желтых, оранжевых, красных и коричневых оттенков. Их синтетические пути являются зрелыми, что дает им преимущество в хроматографическом охвате. Антрахиноновые дисперсионные красители обладают жесткой планарной сопряженной системой с широким диапазоном электронных переходов, что обеспечивает яркие цвета, исключительную светостойкость и устойчивость к стирке. Их часто используют в наружных-текстильных изделиях, где требуется высокая стойкость цвета. Стироловые и хинолиновые красители имеют насыщенные синие и зеленые оттенки, обладают хорошей термостабильностью и устойчивостью к сублимации, что делает их пригодными для высокотемпературной обработки и печати на синтетических волокнах.
Заместители, введенные в конъюгированную основную цепь, играют роль тонкой настройки свойств красителя. Гидрофобные алкильные или арильные группы могут улучшить совместимость с молекулами полиэфира и скорость термодиффузии, но избыточные количества могут снизить стабильность дисперсии в воде; небольшое количество полярных групп (таких как –Cl, –CN) позволяет точно-настроить цвет и улучшить светостойкость. Дисперсные красители обычно не содержат хорошо растворимые в воде группы, такие как группы сульфоновой кислоты, для поддержания гидрофобности, но для образования стабильной водной дисперсионной системы во время приготовления необходимо добавлять анионные или неионогенные диспергаторы. Хотя эти вспомогательные вещества не участвуют в формировании цвета, они влияют на дисперсию частиц и стабильность хранения в системе химического состава.
С точки зрения химической стабильности некоторые азоструктуры могут разрушаться под воздействием сильной кислоты, сильной щелочи или длительного воздействия-температуры, что приводит к изменению цвета или уменьшению его интенсивности. Поэтому диапазоны pH и температуры необходимо контролировать во время процессов окрашивания и после-обработки. В современных исследованиях и разработках дисперсных красителей, как правило, используются малотоксичные, биоразлагаемые промежуточные продукты и системы растворителей для снижения содержания вредных ароматических аминов и остатков тяжелых металлов, что соответствует требованиям химической безопасности экологически чистого производства.
Вообще говоря, химический состав дисперсных красителей в основном основан на гидрофобном сопряженном хромофоре, определенный цвет, стойкость и совместимость которого достигаются за счет модификации заместителей и состава диспергатора. Глубокое понимание их химического состава является важнейшей основой для оптимизации процессов синтеза, улучшения характеристик продуктов и разработки новых экологически чистых продуктов.
