Protein lifi, kıl
kökenli ve salgı kökenli olmak üzere iki ana grupta incelenir.
Hayvansal lifin ana yapı maddesi proteindir. Kıl kökenli yünün
ana yapı maddesi keratin, salgı kökenli olan ipek lifinin ise
fibroin isimli proteindir. Yün ve ipek lifi, protein içerdiğinden
boyanma açısından da benzerlik gösterir.
Metal kompleks boyarmaddesi (Alm. vormetallisierter Farbstoff; Metallkomplexfarbstoff, Fr. colorant au
complexe métallique, colorant prémétallisé, İng. metal complex dyestuff; premetallised dyestuff), yün, poliamit ve deri boyamada kullanılan, molekül yapılarında kompleks bağlı krom, bakır, demir gibi metal
iyonlarını merkez atomu olarak içeren bir anyonik boyarmadde sınıfına denir.
Metal Kompleks Boyar
Maddelerinin Kullanım Yerleri
Metal kompleks boyar
maddeleri, yün, ipek ve sentetik (özellikle poliamidler, akrilik
lifler ve polyester) lifler için uygulanabilen bir çeşit asit
boyar maddesi türüdür. En sık, yün ve poliamidde kullanılır.
Yapak, tarama bandı, dokuma ve örgü ipliklerle kumaşların
boyanmasında kullanılır.
Metal Kompleks Boyar
Maddelerin Yapısı ve Özellikleri
Asıl renk veren
maddenin yanı sıra, yapısında krom, nikel veya kobalt
metallerinin bir veya daha fazla atomunu içeren oldukça büyük
moleküllerden oluşur. İki esas tipi vardır: 1:1 metal kompleks
boyar maddeleri: 1 metal iyonu, 1 boyar madde molekülüyle kompleks
meydana getirir. 1:2 metal kompleks boyar maddeleri: 1 metal iyonu, 2
boyar madde molekülüyle kompleks meydana getirir. Boyar maddenin
mamulün içine difüzyonu için birinci tipte kuvvetli asidik banyo,
diğer tipte nötr banyo gerekir. Metal kompleks boyar maddeler
liflere şu bağlarla bağlanır: Elektro statik bağlar, H
köprüleri, Van der waals kuvvetleri, Koordinatif bağlar.
Özellikleri: Yüksek derecede ışık, yaş ve ter haslıklarına
sahip boyamalar elde edilir. Dinkleme ve asit dinkleme haslıkları,
1:1 metal komplekste çok iyi değildir. Düzgün bir boyama güçtür.
Boyama şartlarının dikkatli uygulanması gerekir. Renkler iyidir,
ancak, parlak mavi ve yeşiller elde edilemez. İstenilen renk tonunu
tutturmak kolaydır.
Yünün 1:1 Metal
Kompleks Boyar Maddeleri ile Boyanması
Bu tip boyar maddelerde
boyar madde molekülü, bir metal iyonu ile (genellikle Cr3+, bir
miktar Cu2+ ve Cu3+) kompleks hâlindedir. Cr3+ iyonun koordinasyon
sayısı 6’dır ve bunun üçünü boyar madde anyonu doyurur.
Geriye kalan üç koordinatif bağ ise, su ve yündeki serbest amino
grupları ile doldurulur. Boyar madde kompleksinin liflere afinitesi
fazla olduğundan ve life sağlam bağlarla bağlandığından
sonradan düzgünleşmesi zordur. Bu nedenle boyar maddenin
başlangıçtan düzgün alınması zorunludur. Düzgün alınma,
boyar maddenin liflere afinitesinin en az olduğu kuvvetli asidik
ortamda mümkündür. Düzgün alınmanın prensibi; boyar maddenin
liflere (amonyum gruplarına) güçlü elektrostatik bağlarla
bağlanmasını (Kuvvetli asidik ortamda lifteki amonyum grupları
sayısı en fazladır) ve egalize boyar maddesi gibi davranmasını
sağlamaktır. Boyama bittikten sonra durulama esnasında, amonyum
grupları amino gruplarına dönüşür ve boyar maddenin koordinatif
bağı da gerçekleşir. Flotte oranına ve mamul ağırlığına
bağlı olarak sülfürik asit ilave edilerek pH 1,9 - 2,4'e
ayarlanır. Kumaş ve iplik boyamada (Elyaf ve tops boyamada
gerekmez.), boyama koyuluğuna göre % 5–10 kalsine sodyum sülfat
ilavesi, düzgün boyama için gereklidir. Yünün 1:1 metal kompleks
boyar madde ile boyanmasında kullanılan kimyasal maddeler ve
görevleri aşağıda verilmiştir.
Su: Boyama banyosunda
kullanılacak işletme suyu yumuşak (metal iyonlar içermeyen su)
olmalı veya boya banyosu içine su sertliğini giderici maddeler
konulmalıdır. Suya sertlik veren ağır metal iyonlar boyamayı
olumsuz yönde etkiler.
Tuz: Düzgün alınma
için gereklidir. Tops ve elyaf boyamada gerekmez, kumaş ve iplikte
kullanılır.
Asit: pH'ı 2
civarına ayarlar (% 96’lık H2SO4 kullanılır.). Boyanın düzgün
alınmasını sağlar. Renk yüzdesi arttıkça kullanılan miktar da
artar.
Egalize maddesi: Egal
(düzgün) boyamayı sağlar.
Yün koruyucu madde:
Yünün işlem sırasında ısıdan ve mekanik hareketlerden zarar
görmesini önler.
Boyar madde: İstenilen
renk yüzdesi diğer kimyasalların miktarını da etkiler.
Köpük kesici: Banyoda
köpük oluşumunu önler.
İpeğin 1:1 Metal
Kompleks Boyar Maddeleri ile Boyanması
İpeğin enine kesiti
iki kısımdan oluşur. Orta kısımda iki ayrı bezden salgılanan
iki ayrı bölüm hâlinde fibroin maddesinden oluşmuş lif kısmı;
dış kısımda ise hem iki bölümden oluşan fibroini birbirine
yapıştıran hem de tüm lifi kaplayan serisin adı verilen yapışkan
maddedir. Serisin, boyama işleminden önce pişirme işlemi ile ipek
lifinin üzerinden uzaklaştırılır. Yünden farklı olarak ipek,
kuvvetli asidik ortama ve ısıya dayanıksızdır. Kuvvetli
asitlerin seyreltik çözeltilerinden etkilenmez ancak ısının
yükselmesi ile yapısında bozulmalar meydana gelir. İpeğin 1:1
metal kompleks boyar madde ile boyanmasında kullanılan kimyasal
maddeler şunlardır:
Su: Boyama banyosunda
kullanılacak işletme suyu yumuşak (metal iyonlar içermeyen su)
olmalı veya boya banyosu içine su sertliğini giderici maddeler
konulmalıdır. Suya sertlik veren ağır metal iyonlar boyamayı
olumsuz yönde etkiler.
Tuz: Düzgün alınma
için gereklidir.
Asit: pH 2 - 3,5
ayarlar. H2SO4 (sülfürik asit) kullanılır. Boyanın düzgün
alınmasını sağlar.
Egalize maddesi: Egal
(düzgün) boyamayı sağlar.
İpek koruyucu madde:
İpeğin işlem sırasında ısıdan zarar görmesini önler.
Boyar madde: İstenilen
renk yüzdesi diğer kimyasalların miktarını da etkiler.
Köpük kesici: Banyoda
köpük oluşumunu önler.
Yünün 1:2 Metal
Kompleks Boyar Maddeleri ile Boyanması
Bu boyar maddeler,
haslık özelliklerini artırmak için iki boyar madde molekülüne
bağlı bir metal (genellikle krom) molekülü içerir. Renkler, asit
boyar maddeleri kadar parlak değildir. Bunlar; yün, ipek, naylon,
akrilikler, modakrilikler ve vinilden türevi liflerde kullanılır.
Bu lifler için genel olarak haslıkları hemen hemen aynıdır. 1:2
metal kompleks boyar maddeler bu lif karışımları için de
kullanılır. 1:2 metal kompleks boyar maddelerinde, boyar madde
molekülü çok büyüktür, bu nedenle migrasyon yetenekleri
düşüktür. Boyama düzgünsüzlüğü fazladır. Bu yüzden açık
ton boyamalarda pH artırılmalı, koyu tonlarda ise azaltılmalıdır.
pH değeri artırıldığında boyar maddenin alınma hızı
düşmektedir. 1:2 metal kompleks boyar maddeler dört gruba ayrılır:
Suda çözünürlük sağlayıcı grup içermeyenler: Suda çözünmeyen
1:2 metal kompleks boyar maddeler ile yünü boyamak için önce
boyalar dispersiyon hâline getirilir. Bu grup hafif anyonik
karakterlidir. Abraj tehlikesine karşı, boyama banyosuna egalize
maddesi (özellikle anyonaktif / noniyonik türde) eklenebilir.
Bunlar, özellikle poliamid boyamada çok uygundur. Suda sınırlı
çözünürlük sağlayıcı grup içerenler: Suda sınırlı
çözünürlüğü olan 1:2 metal kompleks boyar maddeler anyonik
boyar maddelerdir. Sınırlı çözünürlük sağlayan sülfonmetil,
sülfonamid gibi gruplardır. En çok kullanılan metal kompleks
boyar madde tipidir. Haslıkları çok iyidir. Molekülündeki Cr+3
iyonunun tüm koordinatif bağları kullanıldığından life
koordinatif bağlarla bağlanmazlar. Boyar madde molekülleri life
elektrostatik çekim kuvvetiyle bağlanır. Boyar maddenin lifler
tarafından düzgün alınması çok önemlidir. Sonradan
düzgünleştirme yapılamaz. 70 °C'den itibaren boyar madde çok
hızlı alındığından temperatür mümkün derecede yavaş
yükseltilmeli ve egalize maddesi (anyonaktif veya noniyonik)
kullanılmalıdır. Nötr ortamda boyama pek uygulanmaz. Tuz ilavesi
çok koyu tonlar dışında gerekmez. Egaliz maddesi kullanılması
hâlinde de gerekmez. Banyonun ısıtılması çok düzgün
yapılmalıdır. Suda çözünürlük sağlayıcı grup (sülfo
grubu) içerenler: Suda çözünen 1:2 metal kompleks boyar maddeler
ile boyama yönteminde suda çözünen ve sülfo grubu içeren 1:2
metal kompleks boyar maddeleri ile zayıf ve pH 3–7 gibi orta
kuvvetteki asidik ortamda boyama yapılır. Düzgün boyama için
genellikle noniyonik egalize maddeleri kullanılır. pH değeri
küçüldükçe alınma arttığından ve boyar maddenin sonradan
düzgünleşme özelliği kötü olduğundan boyamanın pH 5,5 –
6,5’te yapılması tavsiye edilir. Banyonun pH’ı amonyum asetat
veya amonyum sülfat ile asetik asit, sodyum asetat ve asetik asit
tamponları ile ayarlanır. Reaktif grup içerenler: Reaktif grup
içeren 1:2 metal kompleks boyar maddeleri (monoazo grubu) yüksek
haslıklara sahiptir. Boyama, zayıf asidik ortamda (pH 6 – 6,5)
yapılır. Egaliz maddesi ilavesi düzgün boyama açısından önem
taşır. Boyamaya 40 - 70 °C'de başlanır, kaynama temperatüründe
devam edilir.
İpeğin 1:2 Metal
Kompleks Boyar Maddeleri ile Boyanması
İpek lifi boyamasında
yaygın olarak kullanılan boyar madde grubudur. Boyama özellikleri
yündeki gibidir. İpek lifi, yüksek afinitesi nedeniyle 1:2 metal
kompleks boyar maddelerini çok hızlı bir şekilde çeker. Bu
nedenle boyamaya daha düşük temperatürde başlanır. Ön yıkaması
yapılmış kumaşa sırasıyla aşağıdaki maddeler verilir:
Yardımcı maddeler, Yün koruyucu, Köpük kesici, Sodyum sülfat,
Egalize maddesi, Sodyum asetat / asetik asit tamponu.
0 yorum:
Yorum Gönder