Reacții chimice în procesul de preparare a coloranților sintetici solubili în apă

Fiind un material indispensabil și important în textile moderne, imprimare și vopsire și în alte domenii industriale, reacțiile chimice din procesul de preparare a coloranților sintetici solubili în apă sunt verigile cheie. Aceste reacții nu numai că determină structura chimică și proprietățile colorantului, ci afectează direct și efectul aplicării și protecția mediului a colorantului.

1. Reacția de diazotare
Pentru azo Coloranți sintetici solubili în apă , reacția de diazotare este primul pas cheie în procesul de sinteză. Reacția implică de obicei reacția compușilor amino aromatici cu nitritul de sodiu în condiții acide. În acest proces, amina aromatică este mai întâi protonată, iar apoi nitritul de sodiu se descompune într-un mediu acid pentru a produce acid azot, care reacționează în continuare cu amina aromatică protonată pentru a forma o sare de diazoniu.

Condițiile reacției de diazotare sunt extrem de importante, iar temperatura, aciditatea și raportul reactanților trebuie controlate strict. O temperatură prea mare va determina descompunerea sării de diazoniu, în timp ce o temperatură prea scăzută va provoca o reacție lentă. În același timp, alegerea acidității este de asemenea crucială deoarece afectează direct stabilitatea sării de diazoniu și eficiența reacției de cuplare ulterioară.

2. Reacția de cuplare
Reacția de cuplare este etapa de bază în sinteza azo coloranți sintetici solubili în apă . În această etapă, sarea de diazoniu reacţionează cu un alt tip de compus aromatic (cum ar fi fenoli, naftilamină, etc.) în condiţii alcaline pentru a produce coloranţi azoici. Selectivitatea și eficiența reacției de cuplare sunt direct legate de culoarea, puritatea și randamentul colorantului.

Condițiile reacției de cuplare trebuie, de asemenea, controlate cu precizie. Un mediu alcalin este o condiție necesară pentru reacția de cuplare, dar o alcalinitate prea puternică va determina descompunerea colorantului sau generarea de produse secundare nedorite. În plus, temperatura de reacție, timpul și concentrația reactanților vor afecta, de asemenea, progresul reacției de cuplare. În producția efectivă, este de obicei necesară optimizarea acestor condiții prin experimente pentru a obține cel mai bun efect de cuplare.

3. Reacția de sulfonare
Reacția de sulfonare este o etapă importantă în prepararea Coloranți sintetici solubili în apă . În această reacție, hidrocarburile aromatice sau compușii aromatici reacționează cu acid sulfuric concentrat sau acid sulfuric fumos pentru a produce compuși aromatici substituiți cu grupări de acid sulfonic. Introducerea grupelor de acid sulfonic nu numai că îmbunătățește solubilitatea în apă a colorantului, dar îmbunătățește și performanța vopsirii și stabilitatea colorantului.

Condițiile reacției de sulfonare sunt relativ dure, necesitând temperatură ridicată și mediu acid puternic. În același timp, în timpul reacției va fi generată o cantitate mare de gaz rezidual și lichid rezidual, reprezentând o anumită amenințare pentru mediu și siguranța producției. Prin urmare, trebuie luate măsuri eficiente de siguranță și măsuri de protecție a mediului în timpul reacției de sulfonare pentru a asigura desfășurarea fără probleme a procesului de producție și respectarea mediului înconjurător a produsului.

4. Alte reacții chimice
În plus față de reacțiile de diazotare, cuplare și sulfonare menționate mai sus, prepararea coloranților sintetici solubili în apă poate implica, de asemenea, o varietate de alte reacții chimice. De exemplu, unii coloranți trebuie să conecteze două sau mai multe fragmente moleculare prin reacții de condensare; unii coloranți trebuie să introducă grupări nitro prin reacții de nitrare pentru a îmbunătăți soliditatea culorii și stabilitatea coloranților; iar unii coloranți trebuie să reducă anumite grupe funcționale din moleculele de colorant prin reacții de reducere pentru a le îmbunătăți proprietățile de vopsire.

Selectarea și controlul stării acestor reacții chimice sunt la fel de importante. Ele nu sunt legate doar de structura chimică și de proprietățile coloranților, ci afectează direct costul de producție și competitivitatea pe piață a coloranților. Prin urmare, în prepararea coloranților sintetici solubili în apă, este necesar să se selecteze căi adecvate de reacție chimică și strategii de control al stării în funcție de cerințele specifice ale produsului și cerințele pieței.