مقاله هنر رنگرزي . روش و انواع ان

 nx دارای 115 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است فایل ورد nx  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد. این پروژه توسط مرکز nx2 آماده و تنظیم شده است توجه : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي nx،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد بخشی از متن nx : هنر رنگرزی . روش و انواع ان فهرست مطالبعنوان صفحهفصل اول: مقدمه 1-1-مقدمه ای بر تاریخچه رنگ 1-2-كالریمتری و علم رنگ 1-3-تاریخ و تولید صنعتی مواد رنگزا 1-4-كالریندكس 1-5-مراجع فصل دوم: مواد رنگزای آزو 2-1-طبقه بندی مواد از لحاظ شیمیائی و تهیه مواد رنگرزی و مواد رنگی 2-2-مواد رنگزای آزو 2-3-دی آزوتاسیون یا دی آزوته كردن 2-4-روش های عملی دی آزوتاسیون 2-5-جفت یا كوپله شدن آزو 2-6-كاربرد مواد رنگزای آزو در رنگرزی 2-6-1-مواد رنگزای مونو آزوی آنیونیك 2-6-2-مواد رنگزای دیسپرس آزو 2-6-3-مواد رنگزای آزوئیك 2-6-4-مواد رنگزای منو آزوی تشكیل دهنده-كمپلكس 2-6-5-مواد رنگزای مستقیم 2-6-6-مواد رنگزای واكنشی 2-7-مراجع فصل سوم: مواد رنگزای بیس آزو 3-1-مواد واسطه 3-2-نیترودار كردن 3-3-هالوژن دار كردن 3-4-سولفونه دار كردن 3-5-واكنش های فریدل كرافت 3-6-اكسایش 3-7-احیاء كردن 3-8-هیدرولیز كردن 3-9-ذوب قلیائی 3-10-آمین دار كردن 3-11-كربوكسیل دار كردن 3-12- N- اَلكیل دار كردن و N- اَسیل دار كردن 3-13-واكنش های متفرقه 3-13-1-سولفون زدائی 3-13-2-قرار دادن Cl به جای NH2 3-13-3-قرار دادن OH به جای NH2 3-14-طرز ساختن رنگ های بیس آزو 3-14-1-اطلاعات مختصری در مورد برخی از رنگینه های آزو 3-14-2-طرز ساختن نفتل بلوبلاك 3-14-3-طرز ساختن كنگورد 3-15- مراجع فصل چهارم: رنگرزی پشم و نایلون با مواد رنگزای بیس آزو 4-1-رنگرزی الیاف نایلون و پشم با نفتل بلوبلاك 4-1-1-مشخصات كلی رنگ در كالریندكس 4-2-1-تئوری رنگرزی 4-2-2-رنگرزی نایلون 4-2-3-بررسی خواص رنگرزی لیف نایلون 4-2-4-رنگرزی پشم 4-2-5-بررسی خواص رنگرزی پشم 4-2-مراجع 1-1مقدمه ای بر تاریخچه رنگ از هنگامی بیادنیاوردنی، بشر رنگ آبی شفاف اوج آسمان، سرخی ها و نارنجی های تابان و سوزان هنگام غروب، رنگ های ملایم و متغیر رنگین كمان كه مظهر امیدهای بهشتی است، نور ضعیف و غیر ثابتی كه از پروبال طاووس ها می درخشند. جامه های پر از رنگ گلها، قهوه ای ها و قرمزهای طلائی برگهای خزان كه تباینی بسیار با رنگ های سبز بهار پیشین دارند. قرمز درخشان و تهدیدآمیز فوران خون، سوسوی زرد شعله پیه آب كرده كه سایه های پیكره هایی بی تاب را بر روی دیوارهای اعماق خلوت غارها نقاشی می كردند را می بایست با شگفتی، شعف و حیرتی بسیار مشاهده كرده باشد لیكن تمام این رنگها نت های مجردی از كل نت های به اهتزاز درآورنده سمفونی تحریك آمیز رنگ در زندگی بشر می باشند. چندی نپایید كه بشر كوشید تا خود را با این سمفونی مرموز و اسرارآمیز كه رنگ نام دارد وفق دهد. استخوان هایی(استوانه ای شكل) كشف شده اند-شاید مربوط به 000/150تا000/200 سال قبل- كه بشر در درون آن ها از قرمز و زرد و خاك های اخرا (OCHER CLAYS) مواد نقاشی چرب (GRAEASE PAINTS) تهیه می كرده و برای تزئین و آرایش بدن خود مورد استفاده قرار می داده، بشر اولیه طبعاً برای خود دلیل آورد كه مواد قرمز رنگ زندگی بخش می باشند. بنابراین بشرهای آخرین عصر یخ(000/100 سال پیش) در گذشتگان خود را زیر خاك های قرمزفام اخرا به خاك می سپردند، و یا به استخوانهای آنها رنگ قرمز می مالیدند و بدینوسیله سنتی را در اروپا آغاز می كردند كه هزاران سال پا برجای ماند و حتی به آفریقا و آسیا نیز گسترش یافت. مثلاً در سال1823، در ولزورلیدی او پاویلاند (RED LADY OF PAYILAND) كه در واقع اسكلت یك جوان است كشف شده است. آثار مشابهی نیز در غارهایی در جنوب آفریقا و چین مشاهده گردیده است. 1-2كالریمتری و علم رنگ ] 1 [ كالریمتری (COLORIMETRY) تكنیك اندازه گیری رنگ است، لیكن فقط قسمتی از علم رنگ می باشد. علم رنگ شامل تمام دانسته ها و اطلاعاتی است كه به تولید محرك های رنگ و درك بصری آنها مربوط می گردد. علم رنگ شامل بخشهائی از فیزیك، شیمی، زیست شناسی و روانشناسی می شود. در كالریمتری نیز از بخشهائی از علوم فوق الذكر خصوصاً فیزیك و روانشناسی استفاده می شود. كالریمتری بر این ایده استوار است كه می توان رابطه ای بین خصوصیات فیزیكی محرك رنگ و بصیرت ادراك حاصل از آن پیدا كرد. نیوتن كشف كرد كه انواع متعددی از انرژی مشعشع مرئی وجود دارد و نور سفید فقط یكی از جنبه های مرئی اختلاط این نوع هاست كه از خورشید و یا منابع مشابه دریافت می شود. اختلاف بین انواع انرژی مشعشع بر حسب طول موجهایشان (WAVE LENGTHS) تعیین می گردد. برای تعریف طول موج به نحو احسن به تشریح روش اندازه گیری آنها نیاز داریم. لیكن در اینجا كافی است كه ذكر شود انرژی مشعشع مرئی به طول موجهایی در محدوده ای بین 380تا760 میلیونیوم میلیمتر(یا به عبارتی میلی میكرون با علامت اختصاری ) محدود می گردد. ذیلاً محدوده طول موجها و انواع رنگهای مربوطه آورده می شوند. بنفش 380 – 450 میلی میكرونآبی 450 – 490 سبز 490 – 560 زرد 560 – 590 نارنجی 590 – 630 قرمز 630 – 760 نیوتن در بررسی هایش به این نتیجه رسید كه زمانی اشیاء به صورت رنگی ظهور پیدا می كنند كه در انرژی های مشعشعی كه به چشم انسان منعكس می شود یك یا حداكثر دو نوع انرژی مشعشع به طور عمده وجود داشته باشند او خاطرنشان ساخت كه اكثر اشیاء زمانی به صورت رنگی ظهور پیدا می كند كه “مانع عبور” قسمتی از انواع انرژی مشعشع شده و مابقی را انعكاس دهند. امروزه كلمه جذب (ABSORPTION) به جای كلمه “مانع عبور” به كار برده می شود. الزامی بودن انرژی مشعشع، تنوع و تعداد این نوع انرژی ها و نقش مفعولی اشیا كه در دید رنگ موثرند مهمترین مطالبی می باشند كه طی آن علم فیزیك به علم رنگ كمك كرده است. روشهای اندازه گیری و كنترل نوع و مقدار انرژی مشعشع به مشخصات جذب انعكاس و انتقال نور توسط اشیا به وسیله فیزیكدانها و شیمیدانها پیشرفتهای بسزایی كرده اند، لیكن اصول همان مطالبی می باشند كه نیوتن به وضوح تشریح كرده است. چون انرژی مشعشع مرئی برای درك رنگ لازم بوده و علاوه بر آن به علت اینكه فقط جنبه هایی كه مشاهده كننده از آن آگاه و مطلع است می تواند ملاك باشد، بنابراین رنگ را به عنوان مشخصات معین نور تعریف می كنند. بعضی از مشخصات نامربوط نور نظیر جهت (DIRECTION) و لرزش (FLICKER) مستثنی می باشند. لیكن تمام مشخصات نور كه قادر به متمایز شمردن نوعی از نوعی دیگر می باشند را به عنوان قسمتی از رنگ نور به شمار می آورند. تعریف رنگ برحسب نور كه خود علمی است روانی-واقعی، رنگ را نیز به عنوان یك فرآیند روانی-واقعی معرفی می كند. روشهای اندازه گیری رنگ از قضاوت های مشاهده كننده های انسانی به طور مستقیم و یا اطلاعات ارقامی استاندارد كه بر مبنای قضاوت های غیر مستقیم انسانی استوارند استفاده می كند. بنابراین تعریف كامل و مورد استفاده رنگ با تعریف آن برحسب نور توافق كامل داشته و رنگ كالریمتری را فرآیندی روانی-واقعی جلوه می دهد. این تعریف ممكن است با تعاریف اشخاص دیگر تباین داشته باشد. شخصی ممكن است رنگ را به عنوان یك درك مد نظر بگیرد، در صورتیكه شخص دیگر ممكن است رنگ را به عنوان شیئی كه طول موج های مختلف را به نسبت های مختلف جذب می سازد تعریف كند. مشخصات نور كه نهاد رنگ را بر طبق تعریف داده شده تشكیل می دهند را می توان به عناوین متعدد و قابل استفاده ای تعیین كرد، لیكن شاید ساده ترین و قابل درك ترین مشخصات نور، روشنایی (LUMINANCE)، طول موج حاكم (DOMINANT WAVE LENGTH) و خالصی (PURITY) باشند. روشنایی مشخصه ایست كه بین نور انعكاس یافته از كاغذ سفید این صفحه، زمانی كه توسط یك لامپ صد وات و موقعیكه توسط یك لامپ دویست وات روشن شده باشد فرق قایل می شود. ایده طول موج اصلی را می توان بدین صورت عنوان كرد كه این طول موج طول موجی است كه نور مربوطه به صورت اصلی به نظر می رسد. احتیاجی نیست كه حتما طول موج اصلی، طول موجی باشد كه از لحاظ فیزیكی پر شدت ترین انرژی مشعشعی موجود در محرك باشد، هر چند كه معمولا نزدیك به این ماكزیمم فیزیكی است. به همین صورت ممكن است گفته شو كه خالصی درجه ایست از تسلط، برجستگی و عمدگی طول موج اصلی در نور مورد نظر. خالصی را نیز مانند طول موج اصلی نمی توان مستقیما از راه اندازه گیری فیزیكی محركی بدست آورد. برای تعاریف دقیق تری از روشنائی، طول موج اصلی و خالصی روش های اندازه گیری آنها بایستی تشریح گردد. به علاوه این روشها برای تعاریف كامل ایده های جامع نور و رنگ نیز ضروری می باشند. تعاریفی كه بر مبنای روش اندازه گیری استوارند تعاریف عملی نامیده می شوند (OPERATIONAL DEFINITIONS). تعاریف عملی نور رنگ، روشنایی، طول موج اصلی و خالصی همگی اساس علم كالریمتری است. ته رنگ یا فام (HUE) كیفیتی است از ادراك كه برحسب آن یك مشاهده كننده از اختلافات بین طول موج های انرژی مشعشع آگاه و مطلع می گردد. اشباع (SATURATION) كیفیتی است از ادراك كه توسط آن یك مشاهده كننده از اختلافات بین خالصی برای هر طول موج اصلی آگاه و مطلع می شود. با وجود این لازم به تذكر است كه خالصی های برابر از طول موج های اصلی متفاوت الزاما ادراك اشباع برابر را موجب نمی گردد. درخشندگی (BRIGHTNESS) اصطلاحی است كه عموما برای كیفیتی از ادراك بكار برده می شود كه توسط آن یك مشاهده كننده از اختلافات بین روشنایی آگاه و مطلع می گردد.1-3 تاریخ و تولید صنعتی مواد رنگ زا بشر ماقبل تاریخ پوست و منسوجات و اشیا دیگر را با مواد طبیعی ای كه اكثرا منبع گیاهی داشته و لیكن بعضی نیز منشا حیوانی داشتند رنگرزی می كرده است. كتیبه های مصر باستان تشریح كاملی از چگونگی عصاره گیری مواد رنگرزی از منابع طبیعیشان و به علاوه كاربردی آنها در عملیات رنگرزی در اختیار می گذارد. توسعه های بعدی كه در محدوده زمانی بیش از چندین هزار سال صورت گرفت فرآیندهای رنگرزی پیچیده و كالاهای رنگرزی شده با كیفیت بالا را بدست داد در میان آنها موادی كه در ذیل می آیند ارزش ذكر ندارند. ایندیگو (INDIGO) كه هم از دید رنگرز كه مخصوص اروپا بوده و هم از (INDIGO FERA TINCTORIA) ایندیگو فراتینكتوریا كه یك درخت محلی آسیایی می باشد بدست می آمد. ارغوانی باستان (ANCIENT PURPLE) از یك غده حلزون ارغوانی با فرآیندی كه توسط فنیقی ها كشف شده بود بدست می آمد. الیزارین (ALIZARIN) كه اساس قرمز تركی (TURKEY RED) را تشكیل می دهد از مواد خارج شده از چوب رناس (MADDER CARPEDOCHI) كه از افریقا وارد می شد بدست می آمد. اسید پیكریك (PICRIC ACID) كه توسط ولفه (WOULFE) كه در سال 1771 توسط واكنش ایندیگو با اسید نیتریك به دست آمد بعدها در بعضی اوقات برای رنگرزی ابریشم به كار برده شد، لیكن اهمیت زیادی به دست نیاورد، به همین دلیل واقعا به طور اشتباه امتیاز تولید اولین ماده آلی رنگرزی سنتز شده به جای ولفه به ویلیام هاش پریكن داده شده است. در1856 این شیمیست جوان و باهوش انگلیسی كه در اطراف لندن بر روی اكسیداسیون مخلوطی از بازهای آنیلین كار می كرد موفق شد به جای كوئینین (QUININE) كه امید یافتنش را داشت یك ماده رنگرزی كاتیونیك بنفش كه آنرا مووین (MAUVEINE) نامید- و در شروع درصد محلول آن بسیار كم بود بدست آورد. یاد كردن از پركین به عنوان بنیانگذار صنعت مواد رنگرزی سنتز شده از چندین جهت صحیح است زیرا از یك طرف او توانست با امكانات اولیه ای كه در دسترس داشت محصولی نسبتا خالص و از لحاظ تكنیكی پراهمیت را تهیه كند و از طرف دیگر او سنتز خود را چنان توسعه داد كه توانایی تولید آن در مقیاس صنعتی نیز میسر گردید. ته رنگ بنفشی درخشانی كه این ماده رنگرزی بر روی ابریشم تولید كرد فورا توجه خاصی را به خود مبذول داشت و باعث شد كه شیمیست های دیگر انگیزه انجام آزمایشات مشابه را در خود بیابند. بدین ترتیب در1859 ورگوئین (VERGUIN) در لئون، فیوشین (FUSHINE) را كشف كرد، در صورتیكه كشف تركیبات دی آزو توسط گریس (GRIESS) در انگلستان اساس توسعه بزرگترین گروه مواد رنگرزی سنتز شده را كه در حال حاضر اصطلاحات آزو (AZO COMPOUNDS) نامیده می شوند فراهم آورد. اولین ماده رنگرزی واقعی به نام قهوه ای بیزمارك (BISMARK BROWN) در سال 1863 توسط مارتیوس (MARTIUS) تهیه شد. بعد از تحقیقات گسترده و تعیین كننده ككوله (AUGUST VON KEKULE) در مورد ظرفیت چهارگانه كربن در سال1858 و ساختار بنزن در سال1865 راه را برای تولید طرح ریزی شده مواد رنگرزی كاملا سنتز شده علاوه بر سنتز مواد رنگزای طبیعی باز شد. اولین موفقیت قابل ذكر درك ساختار شیمیایی(در سال1868) و سپس سنتز فوری الیزارین(25-دی هیدروكسی آنتراكینون) توسط گریب و لیبرمان است. (GRAEBE AND LIEBERMAN) درك ساختار شیمیایی و سنتز ایندیگو(آدلف وان بایر VON BAEYER ADOLF ) در1870، هیومان (K. HEUMANN) كار تحقیقاتی ای را كه چندین دهه به طول انجامید دربرگرفت. توسعه و تكامل مواد رنگرزی ایندیگو در شروع قرن بیستم در نتیجه كار انجی (G.ENGI) و فرید لندر (P.FRIEDLANDER) كه به ترتیب (CIBA BLUE 4B) و تیوایندیگو (THIO INDIGO) را سنتز كردند به اوج خود رسید. كمی قبل از تغییر قرن ویدل (VIDAL) راه را در زمینه مواد رنگرزی گوگردی باز كرد، در صورتیكه سال1901 نمایانگر كشف ایندانترون (INDANTHRONE) یعنی اولین ماده رنگزای خمی آنتراكینونی (ANTHRA QUINONNOID VAT DYE) توسط بن (R.BOHN) است. مواد رنگزای طبیعی اولیه حتی كمپلكس فلزی(قرمز تركی) را نیز شامل می شدند. در این زمینه، قرن بیستم تكامل ارزنده های را به شكل مواد رنگرزی نئولن (NEOLAN DYES) در سال1915 فتالوسیانین (PHTHALOCY ANINE) در سال1936 و مواد رنگرزی كمپلكس فلزی 1:2 (مواد رنگرزی ایرگالان (IRGALAN DYES) در سال1949 عرضه كرده است. كلاول و دریفوس(R.CLAVEL AND H.DREYFUS) در دهه1920 شكل رنگرزی الیاف هیدروفوبیك را توسط مواد رنگرزی دیسپرس حل كردند. عصر پس از جنگ جهانی دوم توسط تولید و تكامل مواد رنگی (PIGMENTS) كه اهمیت فراوانی در زمینه رنگ كردن پلاستیك دارند مثلا كوئین آكریدون (QUINACRIDONE) در سال1958 مواد رنگزای ری اكتیو یا واكنشی (REACTIVE DYES) برای پشم ] مثلا مواد رنگزای درخشان رمالن (REMALAN) و سیبالن (CIBALAN) در سالهای1952-1951 [ و مخصوصا مواد رنگرزی واكنشی برای الیاف سلولزی(مثلا مواد رنگرزی پروسیون (PROCION DAYES) علامت گذاری شده است توسعه ها و تكامل های جدید در این زمینه توسط فیتزنر (H.PHITZNER) ] 2 [ ونكاتارامان (K.VENKATARAMAN) ] 3 [ مرور گردیده اند. برای مثال مواد رنگرزی واكنشی به وضوح نشان می دهند كه تحقیقات در زمینه مواد رنگرزی از سنتز مولكولهای رنگی به صورت كاملا تجربی دور شده و به سوی بررسی مكانیزم تركیب كارها با مواد رنگرزی با كروموژنهای (CHROMOGENS) داشته مانند آزو (AZO) آنتراكینون (CYCLICAZA, CANTHRACOUINONE) COMPOUNDS تركیبات حلقوی آزا میل پیدا كرده است. 1-4 كالریندكس با اینكه مواد رنگزا حداقل با چندین طریق ممكن كه برای هر طریق ملاكی برای تشخیص بین مواد رنگرزی و مواد رنگی وجود دارد قابل طبقه بندی می باشند، لیكن در بحث فعلی از مجموعه ای كه در كارهای استاندارد برای مواد رنگرزی و مواد رنگی استفاده می شود تبعیت می گردد و این مجموعه فهرست رنگ یا كالریندكس (COLOUR INDEX) نام دارد (SDC AND AATCC 1956,1963) این فهرست رنگ پنج جلدی كه مشتمل بر 4275 صفحه است، می بایست تحت عنوان فهرست مواد رنگزا (COLOURANT INDEX) نامگذاری می گردید. ] 4 [در فهرست رنگ (COLOUR INDEX) مواد رنگزا برحسب روش مصرفشان طبقه بندی شده اند و توسط یك شماره كاربردی مشخص می شوند مثلا (C.I.VAT REDB) و یا (C.I.DISPERSE BLUE1) از آن جایی كه استفاده كنندگان كالریندكس معمولا به خواص كاربردی مواد رنگزا علاقه مند می باشند، لذا این نوع طبقه بندی بسیار مفید است و شباهت زیادی به طبقه بندی به كار رفته در اولین چاپ كالریندكس (1924-1928) و تالیف قدیمی آلمانی از این نوع (SCHULTZ 1931) دارد. بررسی كالریندكس نشان می دهد كه در یك رده یا طبقه بندی مشخص كه براساس خواص كاربردی كلاس بندی شده اند تركیبات شیمیایی یكسان غالبا حكمفرما می باشد. بخاطر اینكه هیچ نوع وابستگی سده ای بین نوع ماده شیمیایی و روش كاربردی آن وجود ندارد. بنابراین كالریندكس ممكن است عینا یك ماده شیمیایی را در چندین طبقه از لحاظ خواص استعمالی فهرست كند مشروط بر اینكه ماده شیمیایی به طور گسترده ای در هر یك از این طبقات استفاده شود. یك مثال در این مورد (C.I VAT BLUE 14) می باشد كه به نحو گسترده ای به عنوان یك ماده رنگی نیز استفاده می شود و بنابراین تحت عنوان C.I.PIGMENT BLUE 22 نیز فهرست شده است. به علاوه كالریندكس برای ساختمان شیمیایی هر ماده رنگزا در مواردی كه این ساختمان شناخته شده است(ماهیت شیمیایی بسیاری از مواد رنگزا جزو محرمات تجارتی است) نیز یك شماره اختصاص داده شده است. این شماره بدون درنظر گرفتن طبقه استعمالی ماده رنگزا به كار برده شده است بنابراین مصرف كالریندكس در مورد مواد رنگزای ذكرشده در بالا عبارتست از:C.I.VAT BLUE14,COLOUR INDEX 69810 C.I.PIGMENT BLUE 22. COLOUR INDEX 69810یك مورد دیگر كه در آن تركیبات شیمیایی یكسان می تواند تحت عنوان ماده رنگرزی یا ماده رنگی نامگذاری گردد به قرار زیر می باشد. در مثال های نشان داده شده زیر جز كوپلان آزوئیك(AZOIC COUPLING COMPONENT 1)می تواند با جز دی آزوی (AZOIC DIAZZO COMPONENT 37) روی لیف تركیب گردد. تركیب حاصله دارای شماره كالریندكس می باشد موقعیكه همان اجزا تركیب شده و محصول بدست آمده بصورت پودر خشك جدا گردد، تحت عنوان (C.I.PIGMENT RED No.1) نامگذاری شده كه همان (PARA RED) معروف می باشد. به همان ترتیب (PERMANENT CARMENE) را می توان یا بر روی لیف یا به صورت پودر ساخت. تركیبات روی لیف تحت عنوان رنگرزی نفتال و محصول به صورت پودر آن تحت عنوان مواد رنگی نامگذاری گردیده اند.كالریندكس17 طبقه مواد رنگرزی یعنی تقریبا5000 ماده رنگرزی را برحسب كاربرد آنها فهرست كرده است(علاوه بر آن هزارها تركیب امكان پذیر دیگر نیز وجود دارند كه از میان آنها400الی500 مواد رنگرزی در حال مصرف می باشد) ولی فقط یك طبقه مواد رنگی با حدود400 ماده رنگزا فهرست شده است. این تفاوت كلی نشان می دهد كه برای مصرف كننده روش استعمالی مواد رنگزا بسیار حائز اهمیت است. مواد رنگی همیشه توسط یك چسب مورد استفاده قرار می گیرند كه این چسب نقش واسطه را بین ماده رنگزا و زمینه ای كه روی آن قرار می گیرند بازی می كند. تغییر نوع چسب انعطاف پذیری قابل توجهی را در مورد استعمال مواد رنگی برای زمینه های مختلف مجاز می سازد و در نتیجه به تعداد نسبتا كمتری مواد رنگی برای اختلاطهای فراوان و متنوع مواد رنگی، چسب ها و زمینه ها كه امروزه مورد استفاده قرار می گیرند نیاز داریم. در صورتیكه شماره متعدد الیاف و همچنین شرایط رنگرزی كه امروزه مورد استفاده قرار می گیرند مستلزم خواص شیمیایی مختلف و به علاوه تنوع زیاد در اثرات رنگی می باشند و از این رو، در عمل تعداد مواد رنگرزی باالنسبه بیشتری مورد احتیاج می باشند. مواد رنگزایی كه براساس مواد كاربردی در كالریندكس طبقه بندی شده اند باید توجه داشت كه تمام مواد رنگی فقط در یك گروه استعمالی قرار می گیرند. مواد رنگزایی اسیدی-دندانه ای-بازیك-دیسپرس-طبیعی-غذایی-چرم-مستقیم-سولفوری-خمی-اینگرین-آزوئیك-اكسیداسیون-ری اكتیو-حلالی-عوامل درخشان كننده فلورسنت-ظاهر كننده ها-عوامل احیا كننده. 1-5 مراجع1-اصول علم و تكنولوژی رنگ، دكتر سیامك مرادیان، انتشارات دانشگاه صنعتی امیركبیر. 13742-H.Pfitzner , in ulmann’s Encyclopadie der technischen chemie , 3 rd edition , urban and Schwarzenberg , Munchen. 1970. Supplementory Volume , P.217.3-K.Ven Kataramen.The chemistry of synthetic Dyes,vol.3-5,Academic Press . 1970/71. 4-اصول شیمی رنگ و مواد واسطه-پروفسور دكتر پل ریس. پروفسور دكتر هاینریچ زولینجر، ترجمه: دكتر سیامك مرادیان. انتشارات دانشگاه صنعتی امیركبیر، 1380   2-1طبقه بندی مواد از لحاظ شیمیایی و تهیه مواد رنگرزی و مواد رنگی مواد رنگرزی و مواد رنگی كه در تركیبات آلی سنتز شده و همچنین حائز اهمیت نیز می باشند را می توان یا برحسب ساختمان شیمیایی و با برحسب موارد استفاده ای نهایی شان طبقه بندی كرد. طبقه بندی این بخش برحسب تركیبات شیمیایی شان كلاسه بندی كرد زیرا این مناسب ترین روش برای درنظر گرفتن تهیه این مواد می باشد. بیش از بیست نوع تركیبات شیمیایی مجزا و مختلف به عنوان مواد رنگرزی سنتیك مورد استفاده قرار گرفته اند. لیكن فقط پنج نوع آنها عمدتا مورد توجه می باشند كه عبارتند از:آزو(AZO) آنتراكینون(ANTHRAQUINONE) ایندیگو (INDIGO) تری فنیل متان(TRI PHENYL METHANE) و فتالوسیائین (PHTHALOCYANINE) این بررسی نیز بر روی این طبقه بندی متمركز خواهد بود.] 1 [ 2-2مواد رنگزای آزو ] 2 [ مواد رنگزای آزو تفوق و برتری خاصی داشته و بالغ بر50% مواد رنگرزی و مواد رنگی ساخته شده را دربردارند، این موضوع به خاطر این است كه مواد رنگزای آزو به سهولت از مواد واسطه ای كه به راحتی در دسترس می باشند تهیه شده و ضمنا تنوع و گستردگی این مواد واسطه باعث می شود كه كل محدوده رنگی تماما و به نحو رضایت بخشی پوشش پیدا كند. شاخص این مواد رنگزا وجود گروه آزو (-N=N-) در مولكول بوده و در بیشتر اوقات توسط دی آزوته كردن (DIAZOTISING) یك آمین آروماتیك اولیه توسط اسید نیترو در محلول یك اسید مصرفی(واكنشی كه توسط گریس (GRIESS) در سال1858 كشف شد) و سپس كوپله كردن (COUPLING) نمك دی آزونیوم حاصله (DIAZONIMUM SALT) با یك تركیب فنل (PHENOL) آریل آمین (ARYLAMINE) و یا یك تركیب كتو-انل (KETO-ENOL) تهیه می گردد. واكنش های اساسی مورد بحث به قرار زیر است: شكل (2-1)در واكنش دی آزوته كردن گروه حمله كن (NOX) ممكن است اسید نیترو (X=OH) باشد و یا گروهی كه از این اسید به دست آمده باشند مثلا نیتروزیل كلراید در این واكنش یون نیترونیوم نیز كه متشابها به وجود می آید نیز ممكن است به عنوان یك گروه حمله كن عمل كند. جزئیات عملی آن معمولا شامل عمل كردن آمین با5/2 مولكول اسید كلریدریك و یك مولكول سدیم در آب در صفر تا پنج درجه سانتیگراد است. كوپله كردن توسط افزودن محلول یا سوسپانسیون نمك دی آزونیوم به جز كوپلان (COUPLING COMENT) در آب بدست می آید كه در این واكنشها PH برای آریل آمین ها بین4-5 نگه داشته می شود. در صورتیكه برای فنل ها و نفتال ها تقریبا برابر با9 بوده و علاوه بر آن تركیبات سئو-انل عموما در PH پایین تر(4-5) كوپله می گردند. نمونه هایی از اجزا كوپلان های مختلف و مهم در زیر نشان داده شده است علامت ستاره در شكل نشان دهنده مكانی است كه در آن كوپلاسیون انجام می گیرد. شكل (2-2)آمینو نفتال دی اسید سولفوریك نشان داده شده توبی خاصی ایجاد می كند، زیرا همانطوریكه دیده می شود كوپلاسیون این تركیب می تواند در دو مكان مختلف صورت گیرد كه این مكان بستگی به PH محلول دارد و بنابراین توسط كوپلاسیون دومرحله ای-یعنی مرحله نخست تحت شرایط اسیدی و سپس در مرحله دوم تحت شرایط قلیایی می توان مواد رنگزایی تولید كرد كه دارای دو گروه آزو یعنی مواد رنگزایی بیس آزو (BISaZO) باشند. تركیبات آزو اگر گروههای یونی نباشند در آب غیر محلول خواهند بود لیكن از مواد واسطه ای كه دارای مثلا گروههای اسید سولفوریك باشند می توان تركیبات آزویی را تهیه كرد كه در آب محلول باشند. مواد رنگزای ساده ای كه فقط دارای یك گروه آزو می باشند معمولا رنگهایی را به دست می دهند كه بین زرد تا قرمز متغیر می باشند و این محدوده تغییر رنگ اساسا بستگی به جز كوپلان استفاده شده دارد. بنابراین آنیلین های دی آزوته شده با آستواست آنالید یك رنگ زرد متمایل به سبز با فنلها رنگ زرد، با نفتال ها رنگ نارنجی و با بعضی آمینونفتال ها رنگ قرمز را به دست می دهد. البته باید درنظر گرفت كه استهلاك های موجود در جز دی آزو نیز در تعیین رنگ دقیق حاصله بسیار موثر می باشد. علاوه بر مواد رنگزای مونو آزو (MONO-AZO) مواد رنگزایی كه دارای دو(بیس آزو (BIS-AZO) سه(تریس آزو (TRIS-AZO) و یا حتی بیشتر(پلی آزو (POLY-AZO) گروه آزو می باشند نیز تهیه و ساخته می شوند.این مواد را می توان توسط اتصال چندین واحد مونو آزو به یكدیگر تولید كرد. مثلا توسط واكنش دو مولكول یك تركیب آمینو آزو (AMINO AZO) با فشردن (COCL2 PHOSGENE) یك تركیب دی آزواوره (DIAAZOUREA) حاصل می گردد لیكن روشهای مهمتر، عمل كردن بترتیب چندین مرحله دی آزوته و كوپل كردن را دربردارد نمونه ای از ماده رنگزایی كه بدین ترتیب ساخته می شود به قرار زیر می باشد: شكل (2-3)این ماده رنگزا توسط كوپلاسیون 1-آمینو –8نفتال –3و6دی اسید سولفوریك در وهله اول با 4 نیتروآنالین (4-NITRO ANALINE) دی آزوته شده تحت شرایط اسیدی و سپس با آنالین دی آزوته شده در محلول در كربنات سدیم تهیه می گردد.این ماده رنگرزی به نام قرمز كنگو (CONGO RED) اهمیت تاریخی دارد كه در زیر نشان داده شده است توسط دی آزوته كردن هر دو گروه آمینوی بنزیدین (BENZIDENE) و كوپلاسیون با دو قسمت از 1-نفتیل آمین 4-اسید سولفوریك تهیه می گردد. زنجیرهای مواد رنگرزی دی آزو مواد رنگرزی پلی آزوی دیگر كه به نحو گسترده ای كانژوكه (CONJUGATED) می باشد باعث معمول بودن رنگ های عمیق می گردند، بنابراین اولین ماده رنگرزی دی آزوی ذكر شده به رنگ سیاه متمایل به آبی می باشد.شكل (4-2)2-3دی آزوتاسیون یا دی آزوته كردن دی آزوتاسیون (DIAZOTISATION) آمین های اولیه آروماتیك نخستین مرحلهیك واكنش دومرحله ای است كه تقریبا تمام مواد رنگزای صنعتی از طریق آنها تولید می شوند معمولا یك محلول آمین در آب در درجه حرارت تقریبا صفر درجه سانتیگراد توسط عمل نیتریت سدیم توام با اسید معدنی به یون دی آزونیوم تبدیل می شود. بنابراین در استفاده از حداقل دو(معمولا5/2) اكی والان اسید معدنی برای واكنش مناسب ضروری است. این لازمه تعادلات موجود است.] 3 [ و غیره)رابطه (2-2) فی یرزوبلانگی جزئیات را تشریح كرده اند و خلاصه قابل استفاده ای از اكثر تغییرات ضروری در متدهای دی آزوتاسیون را در دسترس قرار داده اند. با آمین هایی كه دارای قدرت بازی بسیار ضعیف هستند، می توان دی آزوتاسیون را در اسید سولفوریك(90تا96 درصد) انجام داد. عامل شیمیایی دی آزوته كننده نیتروزیل اسید سولفوریك است (HSO4NO) كه به سهولت تولید می شود. وقتی به محلول در اسید سولفوریك نیتریت اضافه می شود، باید دقت كرد كه مقدار آن مازاد بر احتیاج نباشد زیرا در غیر این صورت، اثر نامطلوبی بر روی پایداری یونهای دی آزونیوم دارد و علاوه بر آن، امكان تولید تركیبات نیترزو با نفتلها، آمینهای درجه دو و درجه سه و تركیبات دی آزو در جفت كردن بعدی با آمین های اولیه(درجه یك) نیز وجود خواهد داشت.مقدار نیتریت مازاد را می توان به سهولت با كاغذ ید، نشاسته(آبی شدن فوری) شناسایی كرد و واكنش زیر متوسط اوره یا اسید سولفامیك از بین برد. رابطه (2-3)غالبا حل كردن آمین هایی كه حاوی گروههای سولفونیك یون زوایتر هستند در یك محیط اسیدی دشوار است. چنین آمین هایی را می توان به روش متد غیر مستقیم دی آزوته كرد. یعنی: با حل كردن آمین به صورت آنیون از طریق اضافه كردن مقدار قلیایی لازم و سپس اضافه كردن نیتریت سدیم به محلول خنثی این مخلوط سپس با هم زدن به یك اسید معدنی اضافه می شود. متدهای دیگر دی آزوته كردن توسط سوئدرز و زولینجر تشریح شده اند. مكانیزم واكنش دی آزوتاسیون توسط هیوز (HUGHES) و اینگولدا (INGOLDA) و رید (RIDD) كشف شد. نیتروزاسیون گروه آمینو مرحله اساسی دی آزوته كردن است. برای آمین های درجه دوی آلیفاتیك یا آروماتیك، واكنش در مرحله نیتروزو(تشكیل نیتروز آمین ها متوقف می شود. برای آمین های درجه یك نیز ابتدا نیتروز آمین تولید می شود لیكن به سرعت و احتمالا از طریق هیدروكسید دی آزو) به یون دی آزونیوم تبدیل می شود. رابطه (2-4)فلش هایی كه دارای دو سراند نماینده دو مرحله سریع واكنشی هستند. دی آزوتاسیون، برای ارزیابی آمین های آروماتیك نیز مورد استفاده قرار گیرد. یعنی تیتراسیون یك محصول آمین اسیدی شده در مقابل یك محلول (NONO2) در اینجا اضافه كردن (KBr) عمدتا توسط واكنش با اسید نیتروز تشكیل برومید نیتروزیل (NOBr) كه یك عامل شیمیایی نیتروزات كننده (NITROSATING) مناسب است. تیتراسیون را تسریع می كند.2-4روشهای عملی در دی آزوتاسیون را می توان به صورت زیر عنوان كرد ] 4 [ روش مستقیم-روش غیر مستقیم-سوسپانسیون-استفاده از اسید سولفوریك-نمك های فلزی در محیط خنثی 1-روش مستقیم: در این روش آمین آروماتیك در5/2 تا سه برابر وزن خود اسید و عموما اسید كلریدریك، حل می شود برای پایین نگه داشتن دما بین0تا5 درجه سانتیگراد مقداری یخ اضافه می شود در این حال مقدار نظری نیتریت سدیم به محلول آبی اضافه می شود اگر آنیلین فقط در حضور یك مول اسید دی آزودار شود نتیجه آن یك تركیب دی آزو آمینو(جفت شدن با N) خواهد بود:رابطه (2-5) آنیلین، 1-نفتیل آمین و 2-نفتیل آمین(تركیبات استخلاف نشده) به سهولت به روش مستقیم دی آزوته می شوند و نمك های دی آزونیوم آنها در آب بسیار محلول است. دی آزوتاسیون1 و یا2 نفتیل آمین نسبت به مشتقات بنزن در دماهای نسبتا بالاتر و معمولا10تا12 درجه سانتیگراد انجام می شود.2-روش غیر مستقیم: در این روش ابتدا نیتریت سدیم به محلول آ‌بی 1-سدیم نفتیل آمین سولفونات افزوده می شود و سپس این مخلوط به یك مخلوط یخ و اسید رقیق كه به شدت همزده می شود اضافه می گردد و برای مثال دی آزوتاسیون اسید سولفانیلیك:رابطه (2-6) 1-نفتیل آمین 4-سولفونیك اسید به روش مستقیم دی آزوته می شود و نفتیل آمینهای دی و تری سولفونیك اسیدها به سهولت در آب حل می شود و ممكن است به صورت مستقیم دی آزوته شوند. 3-روش سوسپانسیون: در این روش آمین را در اسید كلریدریك گرم حل كرده، سپس بسرعت سرد می شود تا سوسپانسیونی از آمین هیدروكلراید در آب بدست آید. در دمای0تا5 درجه سانتیگراد نیتریت سدیم اضافه می شود، 2-دی كلرو آنیلین و پارانیتروآنیلین به این روش دی آزوته می شوند.4-روش استفاده از اسید سولفوریك: در این روش نیتریت سدیم به اسید سولفوریك غلیظ اضافه می شود تا نیتروزیل سولفوریك اسید بدست آید. محصول فوق به آمین آروماتیك نوع اول اضافه می شود. این روش برای آمینهایی بكار می رود كه خاصیت بازی ضعیفی دارند. مثلا2و4 دی نیتروآنیلین، 2و4 دی نیترو 5-كلروآنیلین. 5-آمینوفنل ها آمینونفتل ها، 2-آمینو و4-آمینوفنل ها، 2:1، 1:2 و 1:4 آمینو نفتل ها به وسیله اسید نیترو (HNO2) به سهولت به كینونهای مربوطه اكسید می شوند سولفوریك اسیدهایی كه از تركیباتی چون 2:1 آمینوهیدروكسی مشتق می گیرند و بعنوان اجزا دی آزو در ساختن مواد رنگزای متال كمپلكس بكار می روند، اهمیت زیاد دارند و روشهای ویژه ای برای دی آزوتاسیون در حضور سولفات مس و بدون حضور اسید معدنی است. یك مثال كلاسیك در این مورد، دی آزوتاسیون واسطه مهم 1-آمینو 2-نفتل 4-سولفوریك اسید است. مثال:رابطه (2-7)2-5جفت یا كوپله شدن آزو تقریبا تمام مواد رنگزای آزو از تركیبات دی آزو و اجزا جفت یا كوپله شونده (COUPLING COMPONENTS) از طریق جفت شدن تولید می شوند. ] 5 [ واكنش های جفت شدن می بایست در محیطی انجام شود كه در آن تعادلات دی آزو جز جفت شونده تا آنجاییكه امكان دارد و طرف تشكیل یون دی آزونیوم، آنیون فنلات دندات یا آمین آزاد بسته به اینكه جفت شدن با یك فنل(نفتل، غیره)، یك آنل(استواست آنالید، 3-متیل-1-فنیل-5-پیرازالون) با یك آمین آروماتیك انجام می گیرد، باشد. این مطلب باعث می شود كه برای هر واكنش بین اجزا دی آزو و جفت شونده یك محدوده PH جفت شونده اپتیمم وجود داشته باشد این موضوع توسط اسیدیته هایی كه در واحدهای PH بیان شده اند) كه مقادیر آنها به ترتیب با مقدار PH جفت شونده-یا ثابت دوباره تنظیم-دی آزو مطابقت دارد محدود می شوند. این محدوده تقریبا بین4=PH و 9=PH برای آمین های آروماتیك به عنوان جز جفت شونـده بینPH=7 و PH=9 برای آنلها وPH=9 برای فنل هایPH=9 تا12 بـرای 5-دی آزوفنل به عنوان جز دی آزو قرار دارند.به علاوه وابسته بودن سرعت جفت شدن به PH این مطلب كه چرا می توان توسط PH محیط واكنش مكان واكنش را برای اجزا جفت شونده ای كه حاصل گروههای آمینو و هیدروكسیل آروماتیك هستند تعیین كرد را نیز تشریح می كند. برای آمینو نفتل ها مثلا 2-آمینو –8-نفتل –6-اسید سولفونیك اسید-(اسید گاما)، در محیط اسیدی، جفت شدن در مكان –1 صورت می گیرد یعنی در حلقه آروماتیكی كه حاصل گروه آمینو است در صورتیكه در محیطهای قلیایی قوی-جفت شدن تقریبا تماما در حلقه ای كه حاصل هیدروكسید است(یعنی مكان های-5 و –7) به وقوع می پیوندد. در اكثر موارد بالا بردن درجه حرارت یك اثر مطلوب را باعث نمی شود زیرا در مقایسه با واكنشهای جفت شدن، واكنش های تجزیه(متلاشی شدن) دی آزو دارای انرژی فعالیت یا اكتیواسیون بیشتر و بنابراین شیب حرارتی (TEMPERATURE GRADIENT) بزرگتری هستند. بدین صورت كه سرعت واكنش جفت شدن برای هر10 سانتیگراد افزایش درجه حرارت با یك فاكتور0/2تا4/2 افزایش می یابد. لیكن در همان شرایط این افزایش برای واكنش تجزیه دی آزو1/3تا3/5 است. به علاوه در جفت شدنهایی كه به دلائلی در PHهای بالایی انجام می شوند كه مقدار زیادی از تركیب دی آزو به صورت دی آزومات موجود است، افزایش درجه حرارت مطلوب نیست زیرا تنظیمات سیس ترانس ] 6 [ را تقریبا به طور غیر قابل برگشت به سمت تركیب ترانس سوق می دهد. در بعضی از جفت شدن های آزو، اضافه كردن نمك طعام قبل از عمل جفت شدن، درصد محلول بیشتری را به دست می دهد. این مطلب را می توان به اختلاف تاثیر قدرت بدنی(اثرات نمك برونستد) بر روی سرعت واكنش جفت شدن و سرعت تجزیه دی آزو نسبت داد.مقداری از مواد رنگزای آزو كه از لحاظ فنی مهم هستند فقط می توان به طور رضایت بخش با اضافه كردن پیریتون یا سری مشابه ویریدین تولید كرد. این مواد رنگزای ذكر شده اساسا جفت شدن تركیبات: آمینو آزو و آمینو دیس آزوی دی آزوته شده بنزیدین های بیس دی آزوته شده(برای سنتز یك تركیب با دو گروه دی آزوی حاصله از یك دی آمین، واژه بیس دی آزوتاسیون به كار برده می شود. قبلا این فرایند تترازوتاسیون نامیده می شود. لیكن این واژه می باید برای گروه تترازو –N=N-N حفظ شود و تركیبات دیگر كه برای سنتز مواد رنگزای پلی آزو به كار می روند را شامل می شود، به علاوه پیریدین در بعضی از جفت شدن با5-آمینو فنل ها به منظور تشكیل مواد رنگزای كمپلكس شونده نیز مورد استفاده قرار می گیرد. مطالب بالا، دال بر این موضوع است كه پیریدین یك كاتالیزور برای جداسازی پروتون از واسطه در مرحله استخلاف كامل است. در مرحله دوم سیستم واكنشی زیر:رابطه (2-8) مولكول پیریدین به عنوان یك پروتون گیرنده B عمل می كند ] X [معادله كنتیكی نشان می دهد كه تغییر دادن غلظت B زمانی بر روی كنتیك كل واكنش اثر می گذارد كه واكنش برگشت اولین مرحله (k1) سریعتر از صدور پروتون از محصول رابطه (k2) باشد، از این شرط نه فقط در حضور استخلاف های حجیم در مكان –O- یا –پری نسبت به مكان جفت شدن تبعیت می شود. بلكه برای زمانی كه یون دی آزونیوم به صورت یك عمل شیمیایی الكتروفلیك بسیار ضعیف(مثلا برای –O آمینو فنل های دی آزوته شده) عمل می كند و باعث جابجایی نسبت K2[B]K1 مقادیر كوچكتر می شوند و نیز صادق است. به دنبال این نوع استدلال با به سهولت می توان پیش بینی كرد كه آیا افزایش پیریدین در یك جفت شدن به خصوص به عنوان یك كاتالیزور عمل می كند یا خیر. كاتالیزوری كردن-بازی-عمومی كه اساس استفاده از پیریدین را تشكیل می دهد نه فقط در تسریع عمومی جفت شدن آزو نقش بازی می كند بلكه بر روی آرایش (ORIENTATION) آن نیز اثر می گذارد. اساسا این اثر برای جفت شدن مشتقات 1-نفتل –3-اسید سولفونیك مهم است، زیرا مواد رنگزای آزویی كه از نقطه نظر فنی مهم هستند فقط زمانی می توان از این تركیبات به دست آورد كه جفت شدن در مكان-2(و نه در مكان-4) صورت گیرد. عموما با این اجزا جفت شدن هر دو مكان-2و-4 كاتالیزوری بازی می شوند. نسبت درصد بازده محصول جفت شده -O به -P با نسبت ثابت های سرعت اندازه گیری شده KO/WP مطابقت دارد می توان از طریق آزمایش به این نتیجه رسید كه توسط باز ثابت سرعت جفت شدن KP در مقایسه K بیشتر افزایش پیدا می كند. بنابراین توسط افزایش غلظت باز نسبت محصول به نفع -P جابجا می شود. اثر اسیدی گروه كاربونیل روی –K2 بر روی مكان -O مجاور در مقایسه با مكان -P اثر بهتری دارد. ضمن اینكه مكان -P به نسبت بهتری توسط هیدروژن –بری مجاور ممانعت می شود.] 7 [ بدین ترتیب نسبت O/P برای یك جفت شونده بخصوص بستگی به ساختمان جز دی آزو دارد بدین صورت كه یون های دی آزونیوم الكتروفلیكی قویتر، برای مكان مساعدترند. جدول –1-2 اثر اینداكتیو و بازداری- فضایی در واسطه جفت شدن آزوی1- نفتل –3-اسید سولفونیك به ترتیب در مكان های-2و-4 ] 7 [جدول (2-1) به همین دلیل غالبا دشوار است كه بتوان درصد بازده فرضیات بخشی از محصول –O بدست آورد. بنابراین زمانیكه جفت شدن با آمینوفنل های دی آزوته شده مدنظر است مقادیر PH بسیار بالا مورد استفاده قرار می گیرند. این مقدار دی آزوفنل را كه خود فقط در غلظت های تعادلی بسیار كم موجود است به سمت یون زوایتر (ZWITTERION) دی آزو فنولات سوق می دهد كه واكنش پذیری كمتری دارد و امكان حمله آن به مكان -O بیشتر است) این مطلب و خصوصیات مخصوص دیگر واكنش های جفت شدن كه از لحاظ فنی مهم هستند خلاصه شده اند. ] 8 [2-6كاربرد در رنگرزی2-6-1مواد رنگرزی مونو آزوی آنیونیك وجود یك یا چند استخلاف قابل یونیزه شدن محلول در آب مشخصه مواد رنگزای مونو آزوی آنیونیك است. این استخلافها، كلا گروههای سولفونیك هستند زیرا آنها به سهولت در دسترس قرار می گیرند و بعلاوه به خاطر اینكه آنها الكترولیتهایی قوی اند و بنابراین در تمام محدوده های اكتیویته (ACTIVITY) كه در محلول های آب به وقوع می پیوندد، از هم گسستگی (DISSOCIATION) تقریبا كامل دارند. این مواد رنگرزی (DYES) به طور گسترده ای برای كاغذ و چرم و نمك های فلزی سنگین آنها(Ba،Ca و غیره) به عنوان مواد رنگی (PIGMENTS) مورد استفاده قرار می گیرند و كاربرد اصلی آنها به عنوان “مواد رنگرزی اسیدی” در رنگرزی الیاف پروتئینی و پلی آمیدهای سنتز شده است. واژه مواد رنگرزی اسیدی گروه بزرگی از مواد رنگرزی ‌آنیونیك را تشكیل می دهند كه دارای وزن مولكولی نسبتا كوچك اند و حامل1تا3 گروه سولفونیك هستند. اساسا ‌آنها تركیبات مونوآزو هستند لیكن شامل دیس آزو، نیترو، 1-آمینو آنتراكینون، تری فنیل كاربونیوم و تركیبات دیگر نیز می شوند. اصطلاح “ماده رنگرزی اسیدی” از فرآیند رنگرزی مشتق می شود، یعنی این مواد رنگرزی برای پشم، و پلی آمیدها در محلول های اسیدی ضعیف (PH=2تا6) عمل می شوند. الیاف پروتئینی حاوی گروههای آمونیوم(پشم حاوی تقریبا m mol/kg850 ، و ابریشم حاوی تقریبا m mol/kg250 می باشند) با مقدار مساوی از گروههای كربوكسیلات در نقطه ایزوالكتریك (Isoelectric Point) است. پلی آمیدهای سنتز شده، در آب به صورت یون های زوایتر وجود دارند و زمانی كه خشك باشند به صورت اسیدهای آمینو كاربوكسیل با m mol/kg30تا50 گروه آمینو و m mol/kg70-50 گروههای انتهایی كربوكسیل هستند. در رنگرزی با مواد رنگرزی اسیدی بنا بر PH حمام، قسمت عمده ای از گروههای كاربوكسیلات خنثی می شوند و یك یون همراه (Gegenion) (مثلا كلرید، سولفات هیدروژن، استات و غیره) جذب می شوند و بنابراین بدین صورت خنثی بودن الكتریكی حفظ می شود. فرآیند واقعی رنگرزی در حقیقت عبارت است از تعویض یونی (Ion-Exchange) بین یون های همراه جذب شده و آنیونهای مواد رنگرزی، زیرا آفینیته (Affinity) آنیونهای مواد رنگرزی بیش از یون های همراه(كوچك) اسید استفاده شده است. هر چند آفینیته آنیونهای مواد رنگرزی برای كالا بیشتر باشد، غلظت یون هیدروژن مورد احتیاج در حمام رنگرزی برای جذب مواد رنگرزی كمتر خواهد بود. به همین دلیل مواد رنگرزی “میلینگ” (Milling) كه در برابر شستشو مقاوم اند و بعلاوه دارای آفینیته قوی هستند در مقایسه با مواد رنگرزی اسیدی معمولی، در محلول های اسیدی ضعیف تری رنگرزی می شوند. مشتقات آنیلین، اساسا به عنوان اجزا دی آزو كاربرد دارند. مشتقات O- پیرازولون عموما به عنوان زمینه نوكلوفیلیك در جفت شدن برای تولید مواد رنگرزی زردرنگ استفاده می شوند در صورتی كه مشتقات –نفتل و-نفتیل آمین برای تولید مواد رنگرزی نارنجی تا بنفش متمایل به آبی به كار برده می شوند. در اینجا مهم است كه گروههای هیدروكسیل یا آمینونی اجزا جفت شونده در مكان O- نسبت به پل آزو باشند زیرا فقط در این مورد است كه امكان تشكیل اتصال هیدروژنی بین گروه هیدروكسیل یا آمینونیتروژن آزو در مكان –بتا میسر می شود. در نتیجه، تعادلات اسید-باز گروههای هیدروكسیل یا آمینو در محدوده های PH كه خارج از عملكردهای عملی این مواد رنگرزی(11 > و 2 PH<) هستند قرار می گیرند. این مطلب از لحاظ عملی حائز اهمیت است زیرا ازهم گسستگی گروه هیدروكسیل یا پروتوناسیون گروه آمینو به تغییرات رنگ ناخواسته منجر می شود. از نقطه نظر رنگرزی، این تعادلات را می توان به عنوان مثال توسط مواد رنگرزی ایزومتریك نشان داد. Naphthalene Orange (C.I.Acid Orange 20) Naphthalene Orange G (G.I.Acid Orange 7) در مقایسه با Orange G امروزه، Orange I زیاد مورد استفاده قرار نمی گیرد زیرا تغییرات رنگی در آزمایشات-شستشو و قلیایی به وقوع می پیوندد. مقادیر PK2 نشان می دهد كه Orange I در PH بالاتر از2/8 به صورت آنیون دی-بازیك (Dibasic Anion) موجود است در صورتی كه Orange G در محدوده های PHای كه در شستشو نمیتوان بدان دست یافت، نخست پروتون فنلی خود را جدا می سازد. شكل (2-4) شكل (2-3) در مواردی كه جفت شدن را نمی توان به مكان –O نسبت به گروه –OH یا NH2 جهت داد،ضروری است كه یك الكیلاسیون(Alkilation) یا آسیلاسیون(Acylation) بعدی انجام شود. با اجزا جفت شدنی كه حامل یك گروه هیدروكسیل یا آمینوی دوم اضافی هستند، در بیشتر موارد ضروری است كه به منظور تولید مواد رنگزایی كه دارای ثبات قلیایی واسیدی خوبی باشند،توسط آسیلاسیون یا توسیلاسیون(Tosylation) این گروههای اضافی را غیر فعال كرد. در این زمینه Azo Geranine2G(C.I.Acid RED1) تهیه شده از 1-آسیل آمینو –8-نفتل-3،6-دی اسید سولفونیك(آستیل-اسیدH-) مثلا بسیار خوب و مهمی است. تركیب مربوطه كه دارای گروه آمینوی آزاد است از لحاظ تكنیكی بی ارزش است. شكل (2-5) جایگزین كردن گروه آستیل با گروههای آسیل دیگر، خواص رنگی این نوع ماده رنگزا را به طرز مشخصی تغییر می دهد.كاهش حلالیت در آب و افزایش آفینیته برای الیاف پروتئینی، برای مواد رنگزای مربوطه به ترتیب آستیل < پروپونیل n<-بیوتریل< بنزوئیل Pتوسیل < Pترشری بوتیل بنزوئیل كاپریل (C7H15 CO-) است. ثبات شستشو به ترتیب بالا افزایش پیدا می كند. برای تمام تركیبات آزویی كه حاوی گروههای NH2 -OH یا NHR هستند. یك تعادل توتومری بین فرم-آزو و هیدرازون وجود دارد. فرمول(2-10) نمونه ای است از محصولات جفت شدن 1-نفتل(مثلا Naphthalene Orange I) و نشان می دهد كه هر دو فرم توتومری توسط باز كانژوگه به یكدیگر مرتبط هستند هر دو ساختمان باز كانژوگه پیش بینی شده، ساختمانهای انحصاری مزومریك (Mesomeric limiting structures) همان تركیب هستند. رابطه (2-10) از آنجایی كه تعادل(2-10) به سرعت برقرار می شود، تولید چنین مواد رنگزایی از هیدرازین و كینون امكان پذیر است، تعادل توتومری بافنیل آزوفنل ها برای فرم هیدروكسی آزو، بافنیل آزونفتل ها برای فرم-ستوهیدرازون، و بافنیل آزونفتیل آمین ها برای فرم آمینو آزو مساعد هستند. چون برای حالت تعادلی مواد رنگزای فنی دانش كافی وجود ندارد، بنابراین در این كتاب ما همیشه ساختمان آزو و نه ساختمان هیدرازون را نوشته ایم بجز در مواردی كه یك فرم توتومری شناخته شده است، مثلا كمپلكس های فلزی(2-10) و (2-11) از لحاظ شیمیایی، بسیاری از مواد رنگرزی واكنشی(مواد رنگرزی ری آكتیو Reactive dyes به گروه مواد رنگرزی مونوآزوی آنیونی تعلق دارند. مواد رنگرزی واكنشی علاوه بر اینكه دارای مشخصات ساختمانی معمول است دارای گروهی اند كه قادر می باشند با گروههای هیدروكسیل سلولز(پنبه) و با گروههای آمینو و مركاپتوی اایاف پروتئینی(پشم) كندانسه شود. 2-6-2مواد رنگزای دیسپرس آزو مواد رنگرزی معلق(یا مواد رنگرزی دیسپرس Disperse dyes) تقریبا در آب غیر محلول هستند. و می توان آنها را برای رنگرزی الیاف استات سلولز و اكثر الیاف كاملا سنتز شده از طریق سیستم های پراكنده (Suspensions) در آب به كار برد. اكثر مواد رنگرزی دیسپرس زرد، نارنجی و قرمز، مشتقات آزوبنزن هستند. در مقایسه با مواد رنگرزی مونوآزوی آنیونی، مشتقات بنزن(ونه نفتالین) مهمترین اجزا جفت شدن هستند از این نظر، N-(2-هیدروكسی اتیل) و N-2(متوكسی اتیل) آنیلین ها خصوصا اهمیت فراوانی دارند زیرا این تركیبات كاملا در آب غیر محلول نیستند بلكه حلالیت آنها در آب كم است و این مهم برای فرآیند رنگرزی ضروری است. استفاده از نیترودی آزو بنزن به عنوان اجزا دی آزو برای این نوع مواد رنگرزی در مقایسه با مواد رنگرزی حلال در آب معمول تر است(مثلا در Cellition scarlet B(C.I.Disperse Red 1) زمانی كه دی آزوتاسیون مشتقات دی-و تری نیترو آنیلین انجام می گیرد بایستی احتیاط بسیاری اعمال شود زیرا خطر انفجار در درجه حرارتهای بالا وجود دارد. یك مقاله اخیر نمایانگر تعدد ساختاری مواد رنگرزی دیسپرس مدرن و رابطه بین ساختار و خواص رنگی است ] 9 [ و در سال1968 50% مواد رنگرزی دیسپرس كه از لحاظ فنی مورد استفاده قرار می گرفتند، تركیبات منوآزو، 25% تركیبات آنتراكینون و10% تركیبات دیس آزو بودند. در سالهای اخیر مواد رنگرزی دیسپرس از طریق استفاده از تركیبات حلقوی نامتجانس (Heterocyclic) آروماتیك به عنوان اجزا جفت شدن اهمیت به سزایی یافته اند. نمكهای دی آزونیوم با استخلاف-هسته ای 2-آمینوتیازولها، 2-آمینو بنزتیازولها 2-آمینو ایزوتیازولها، 5-آمینوپیرازولها، به عنوان عوامل شیمیایی الكتروفیلیك مورد استفاده قرار می گیرند علاوه بر اینها 5-پیر آزولها،2-متیل –و2-فنیل ایندول، 1،33-تری و متیل –2-متیلین ایندولنین، ایمیدازول و پیریدون نیز به عنوان اجزا جفت شونده مور استفاده قرار می گیرند. اسید باربیتوریك و كئینولینها و كئینولونهای حاوی-هیدروكسیل نیز مورد استفاده قرار می گیرند.2-6-3مواد رنگزای آزوئیكمواد رنگرزی آزوئیك، مواد رنگرزی مونو-ودیس-آزوی(تعداد كمی) غیر محلول در آب برای رنگرزی الیاف سلولزی اند كه توسط جفت شدن یك تركیب دی آزوی حلال در آب با یك جز جفت شونده حلال در آب كه دارای آفینیته برای سلولز است(10) بر روی لیف تشكیل می شود. مرحله تعیین كننده در توسعه و تكامل این نوع مواد رنگرزی كشف یك جز جفت شونده است كه به صورت آنیون در آب محلول بوده و برای سلولز نیز آفینیته دارد و اصطلاح نفتل AS (2-هیدروكسی-3-نفتانیلید) نامیده می شود. این جز جفت شونده با دی آزوبنزن یا محصولات استخلاف شده آن بر روی لیف تركیب می شود.) چون مواد رنگرزی آزوی حاصله حاوی هیچ گروه سولفونیك نیست و بعلاوه گروه هیدروكسیل جز-جفت شونده نیز در مكان – O- نسبت به گروه آریل آزو است(یعنی اسیدیته آن بخاطر تشكیل اتصال هیدروژنی بسیار ضعیف می شود این مواد رنگرزی تقریبا در آب غیر محلول اند و بنابراین دارای ثبات شستشوی بسیار خوب هستند. به غیر از خود نفتل AS، تعداد كثیری از مشتقات آن كه دارای استخلاف در هسته فنیل اند نیز به صورت تجارتی موجود هستند. این مواد رنگرزی فقط رنگهای نارنجی تا آبی را به دست می دهند. بنابراین، اجزا دیگر جفت شونده محلول-در آب، كه برای سلولز آفینیه دارند نیز توسعه و تكامل پیدا كردند كه از لحاظ شیمیایی نفتل نیستند لیكن با اینحال اصطلاحا “نفتل ها” نامیده می شوند. مثلا نفتل AS-G كه از طریق آن مواد رنگرزی دیس آزوی زرد آستوآست آنالید به دست می آید. مشتقات 4-آمینو دی فنیل آمین، مثلا VARTAMINE Blue Base B (4-آمینو-4-متوكسی دی فنیل آمین) به عنوان اجزا دی آزو برای رنگهای آبی به كار برده می شوند. برای رنگهای سیاه، سیستمهای حلقوی كندانسه شده(كاربازول، دی بنزوفیورن و غیره) به عنوان اجزا جفت شونده، و تركیبات آمینوآزو به عنوان اجزا دی آزو(مثلا =Fast BLACK Base K4-آمینو 2و5-دی متوكسی-4-نیتر آزوبنزن) مورد استفاده قرار می گیرند. چون دی آزوتاسیون بعضی از اجزا دی آزوی مهم(كه اصطلاحا بازهای رنگی ثبات دار نام دارند) در كارگاه رنگرزی خالی از اشكال نیست. بنابراین توسعه های دیگر بعدی زیر برای مواد رنگرزی نفتل AS انجام گرفته اند. 1-نمكهای دی آزوی پایدار شده (Stabilized diazo salts)امكان جداسازی مقدار زیادی از نمكهای دی آزونیوم بصورت خالص وجود ندارد زیرا خطر انفجار بسیار است. نمكهای دی آزونیوم به صورت نمك های دوبل كلرید روی برای جداسازی به اندازه كافی پایدار می باشند و بنابراین خشك شده و انبار می شوند(نمكهای رنگی ثبات دار) اسیدهای سولفونیك مشتقات بنزن و نفتالین نیز به عنوان پایدار كننده مناسب مورد استفاده قرار می گیرند. در این مورد پایداری بستگی به تشكیل كمپلكس های الكترون دهنده-گیرنده دارد، سیستم آروماتیك اسیدهای سولفونیك به عنوان الكترون دهنده به كاتیون دی آزونیوم و الكتروفیلیك عمل می كند. (11) 2-مواد رنگزای ثبات دار سریع (Rapid Fast Dyes)تركیبات دی آزو به دی دی آزوتات-ترانس تبدیل شده و با تركیبات نفتل AS مخلوط می شوند. محلولهای قلیایی از این مخلوط ها در آب بر روی پارچه، عمل می شوند و سپس با اسید ظاهر می شوند در درجه حرارتهای بالاتر، افزایش اسید، تعادل دی آزو را به نفع یون دی آزونیوم كه سپس به سرعت جفت می شود تغییر می دهد. 3-مواد رنگزای راپیدوژن (Rapidogen)واكنش با آمین های آلیفاتیك یا آروماتیك درجه یك (Primary) یا درجه دو (Secondary) یونهای دی آزونیوم را به تركیبات دی آزوآمینوی مربوطه تبدیل می كند كه با تركیبات نفتل AS مخلوط می شوند. ظهور اسیدی بر روی لیف، تركیبات دی آزوآمینو را به یونهای دی آزونیوم تبدیل می كند. واكنش(2-11) نشان می دهد كه این نمونه ای از كاتالیزوری شدن اختصاصی یون هیدروژن است. مواد رنگرزی راپیدوژن (Rapidiogen dyes) تقریبا بطور كامل جایگزین مواد رنگرزی ثبات دار سریع (Rapid Fast dyes) شده اند زیرا می توان آمین را به گونه ای انتخاب كرد كه تركیبات دی آزوآمینوی آنها در مقایسه با دی آزوتات در یك غلظت یون هیدروژن و درجه حرارت مخصوصی بنابر فرمول(2-11) دارای همان سرعت ازهم گسستگی باشند. بنابراین تركیباتی را می توان انتخاب كرد كه حتی در بخار خنثی ظاهر شوند، لیكن محلولهای آنها توسط جفت شدن آزو در یك زمان كوتاه و در درجه حرارت معمولی(اتاق) از بین نمی روند(مواد رنگرزی-نوتورژن- (Neutrogene dyes) مواد رنگرزی راپیدوژن- N و غیره).رابطه (2-11)4-مواد رنگزای راپیدازول (Rakpidazol dyes)در بعضی از مواردی كه دی آزوتات های –ترانس پایدار نیستند، دی آزوسولفاناتهای ترانس مربوطه استفاده می شوند.تركیب با نفتل AS كه به صورت جامد تولید می شوند نیز به عنوان مواد رنگی (Pigments) مهم هستند. تركیب با نفتل AS معمولی غالبا با ثبات حلالی پایین همراه است، و این مواد تقریبا بطور كامل در آب غیر محلول هستند لیكن این مورد در حلالهای دیگر صدق نمی كند، بنابراین ضروری است كه وزن مولكولی آنها افزایش داده شود. این عمل را می توان با تولید مواد رنگرزی دیس آزوی پریمری مربوطه از طریق جفت شدن تركیبات نفتل AS دوعاملی (Bifunctional) یا نمكهای دی آزونیوم، یا جفت شدن تركیبات نفتل بیس دی آزو با مشتقات نفتل AS تك-عاملی انجام داد. چون در عمل به دلایل حلالیت، دومین مرحله این واكنش جفت شدن كامل نمی شود. بنابراین ضروری است كه برای مثال، بنزیدین بیس-دی آزوته شده با خود نفتل AS جفت نشود بلكه این جفت شدن با 2-هیدروكسی-3-اسید نفتوئیك انجام می گیرد و تحت بعضی شرایط می توان هر دو گروه كاربوكسیل را به اسید كلرید تبدیل كرد كه سپس در واكنشهای بعدی با مشتقات آنیلین، آنالیدهای مربوطه را ایجاد می كنند. مواد رنگرزی (Cromophthal dyes) كروموفتال بر این اساس تولید می شوند.(11). 2-6-4مواد رنگزای منوآزوی تشكیل دهنده-كمپلكسكمپلكس های فلزی از تركیبات منوآزو، اساسا به صورت كمپلكس های كرم و كبالت برای رنگرزی الیاف پروتئینی و پلی آمیدی، به عنوان مواد رنگزای حلال (Solvent dyes) با كیفیت بالا و به عنوان لاك (Lack) استفاده می شوند. كمپلكس های مس تركیبات پلی آزو، مشخصات مواد رنگرزی مستقیم را دارند و در این رابطه بعدا تشریح خواهند شد. مواد رنگرزی تشكیل دهنده-كمپلكس عمدتا سه-عاملی اند، لیكن در بعضی موارد دو-،چهار-و شش-عاملی نیز هستند. ] 12 [ مواد رنگرزی تشكیل دهنده-كمپلكس دوعاملی حاوی اسید سالیسیلیك به عنوان جز جفت شدن هستند، مثلا (Alizarine yellow R(C.I.Mordant orage 1) كه در آن P-نیترو-دی آزوبنزن جز دی آزو را تشكیل می دهد. عملیات بعدی بر روی لیف (After-Treatment) بابی كرومات، یك كمپلكس2:1 كرم چهار ظرفیتی را تشكیل می دهد و دو مكان كئوردیناسیون باقیمانده برای اتصال به گروههایی كه در لیف دارای الكترون های جفت-تنها هستند(در فرمول2-10 H2O ، B=-NH2 , -OH ) موجودند.این اتصالها دلیل افزایش ثبات شستشوی این كمپلكس ها هستند. ضمنا برای كرمی كردن لیف(در بعضی شرایط) می توان از نمكهای كرمیك استفاده كرد. بی كرومات كه در صنعت به كار برده می شود، در وهله نخست قسمت هایی از لیف را اكسیده می كند و سپس به یونهای كرومیك تبدیل می گردد.شكل (2-7)مواد رنگرزی آزویی كه حامل استخلافهایی با الكترونهایی با الكترونهای (-OH , -NH2 , -COOH) جفت تنها در هر دو مكان ارتو نسبت به پل آزو هستند، به عنوان تشكیل دهنده های كمپلكس سه عاملی عمل می كنند. در بین این تركیبات O.O دی هیدروكسی آزو مهمترین اند.یكی از اتمهای نیتروژن آزو به عنوان سومین لیگاند عمل می كند. اتم نیتروژنی كه به عنوان لیگاند عمل می كند از طریق اشعه X – فقط در دو مورد مشخص شده است. (13) لیكن مدلهای مولكولی بی هیچ تردید نشان می دهند كه فقط یكی از دو اتم نیتروژن در تشكیل كمپلكس نقش دارند. بدین جهت علامتگذاری با یك خط تیره یا یك فلش از مركز اتصال دوگانه آزو به یون فلز صحیح نیست. اخیرا سكتی a (13) نشان داده است كه در كمپلكس های فلزی مواد رنگرزی O,O- دی هیدروكسی آزو با ساختمان A-N=N-B (كه A و B سیستم های آروماتیك یا آروماتیك نامتجانس حامل گروههای هیدروكسیل در مكانهای –آلفا نسبت به پل آزو هستند) فقط اتم نیتروژنی كه در مجاورت سیستمی كه كمتر نوكلئوفیلیك است به عنوان لیگاند عمل می كند. برای مثال در 1-(2-هیدروكسی فنیل آزو)-2نفتل، آن نیتروژنی است كه در مجاورت گروه 2-هیدروكسی فنیل قرار دارد. بعلاوه سكتی نشان داد كه حلقه كیلات 6-عضوی ایكه با سیستم بیشتر نوكلئوفیلیك تشكیل می شود دارای یك ساختمان كئینون هیدرازون است و نه یك ساختمان هیدروكسی آزو. این موضوع با مطالبی كه درباره مكان تعادل توتومری هیدروكسی آزو-كئینون هیدرازون تركیبات هیدروكسی آزوی غیر فلزی دانسته است و تشابه بین اسیدهای برونستد و كمپلكس‌های فلزات مطابقت دارد. با یونهای فلزی كه عدد كئوردیناسیون (C.N) آنها برابر با 4 است (مثلاً Cu(II)، معمولاً مكان چهارم توسط یك مولكول حلال اشغال می‌شود. چون چنین كمپلكس‌های مس، حتی زمانی كه حامل یك یا دو گروه سولفونیك باشند، دربسیاری از موارد به دشواری در آب حل می‌شوند، بنابراین احتمال اینكه مكان كئوردیناسیون چهارم توسط یك اتم نیتروژن آزوی یك مولكول مواد رنگرزی دهنده‌ـ كمپلكس دیگر اشغال شود نیز مورد بحث قرار گرفته است. این مطلب به تولید كمپلكس‌های لایه‌ای پلیمری (Polymeric Layer Complexes) منجر می‌شود. لیگاندهای سه گانه با یونهای C.N برابر با6 ]مثلاً [Co (III), Cr[III] را تولید می‌كند. با كمپلكس‌های 1:1 ، سه مكان آزاد كئوردیناسیون یون فلز توسط آب یونهای هیدروكسیل اشغال می‌شوند. این یك قانون كلی است كه كمپلكس‌های 1:1 در یك محیط اسیدی (PH<4) تولید می‌شود، در صورتی كه كمپلكس‌های 2:1 در محیط‌های اسیدی ضعیف یا قلیایی تولید می‌شوند. پایداری مواد رنگرزی تولید شده نیز متشابه است. یعنی كمپلكس‌های 1:1 در اسید معدنی رنگرزی می‌شوند، در صورتی كه كمپلكس‌‌های 2:1 بایستی در محیط‌های اسیدی ضعیف یا خنثی رنگرزی شوند زیرا در اسیدیته بالا، به اجزایش تجزیه می‌شوند. فرمول كلی (2-12) و (2-13) نشان می‌دهد كه این پدیده از وابستگی تعادلات كمپلكسی به غلظت یون هیدروژن سرچشمه می‌گیرد. رابطه (2-11)   كرمی كردن بر روی لیف، احتمالاً كمپلكس‌های 2:1 به دست می‌دهد. Eriochrome Black T(C.I. Mordant Black 11)Neolan Blue (C.I. Acid Blue 158)Irgalag grey B1. (C.I. Acid Black 58)نمونه‌های ارزنده‌ای از مواد رنگرزی‌ای كه می‌توان آنها را بر روی لیف كرمی كرد و بعلاوه به ترتیب انواع كمپلكس‌های 1:1 و2:1 مواد رنگرزی قبلاً فلزی شده (Premetallized Dyes) را نشان می‌دهند. (شكل در صفحه بعد) (Eriochrome Black T) نه فقط یك ماده رنگرزی كرمی برای پشم است، بلكه به عنوان یك معرف رنگی در تیتراسیونهای كمیپلكسومتری مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده رنگرزی از 6- نیترو 1- دی آزو-2- نفتل –4- اسید سولفونیك (اسیدنتیرو- دی‌آزوكسی و 2- نفتل تهیه می‌شود. (2-10) و (2-11) اصطلاحاً مواد رنگرزی قبلاً فلزی شده یا مواد رنگرزی پری ـ متالیزه نامیده می‌شوند زیرا در مقایسه با مواد رنگرزی كرمی فلز در حین تولید و در مرحله نهایی سنتز داخل ساختمان مواد رنگزا می‌شود. شكل (2-11)با اینكه كمپلكس‌های 1:1 همیشه حامل یك یا دو گروه سولفونیك هستند، كمپلكس 2:1 حاوی هیچ استخلاف یونیزه شده نیست، لیكن همانطوری كه (2-11) نشان می‌‌دهد به عنوان یك كل، ماده رنگرزی یك آنیون است. لیكن وجود گروههای هیدروفیلیك (آب دوست) غیرـ یونیزه شده اهمیت بسزایی دارند. به غیر از گروههای الكیل سولفون (2-11) گروههای سولفون آمیدو و در بعضی موارد گروههای آسیل آمیدو برای این نوع مواد رنگرزی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در مواد رنگرزی تشكیل دهنده ـ كمپلكس چهارـ عاملی به جای یك گروه هیدروكسیل در مواد رنگرزی از نوع O،O- دی هیدروكسی آزو یك گروه اسیدگلی كولیك (OCH2COOH) یا گروههای سولفون آمیدو با اسید آنتراآنیلیك به عنوان جزء آمینو به كار می‌روند، و در گروه اخیرالذكر، نیتروژن آمیدویك اتم اكسیژن گروه كاربوكسیل به عنوان مكان لیگاند عمل می‌كنند. همانطور كه سكتی (13) نشان داد، تشكیل دهنده‌های ـ كمپلكس شش عاملی را می‌توان توسط كندانسه كردن دی آمین‌ها بادواكی و الان O- نیتروبنزن سولفونیك كلرید و احیاء هر دو گروه نیترو به گروههای آمینو به دست آورد. سپس این تركیب دی‌آزوته شده و با دواكی و الان 2- نفتل جفت می‌شود. از لحاظ ظاهری و قراردادی مواد رنگرزی حاصله با Cr(III) و Co(III) كمپلكس 1:1 هستند لیكن از لحاظ شیمیایی، آنها از نوع 2:1 هستند زیرا تمام 6 مكان كئوردیناسیون توسط گروههای لیگاند ماده رنگرزی اشغال شده‌اند، آنها تركیبات كمپلكس پنج حلقه‌ای هستند.همانطوری پیش‌بینی می‌شود، این مواد بخاطر اثر كیلاسیون بسیار پایدارند و نمونه‌های رنگرزی شده‌ای را به دست می‌دهند كه دارای ثبات نوری و ثبات شستشوی عالی هستند. ظاهراً بعضی از مواد رنگرزی كرمی قدیمی‌تر، فقط دو ـ عاملی هستند زیرا آنها فقط حامل یك گروه هیدروكسی درمكان o- هستند. لیكن در این موارد، عمل كردن بی‌كرومات بر روی لیف باعث اكسیداسیون ماده رنگرزی می‌شود و بنابراین یك گروه هیدروكسیل o- دوم به وجود می‌آید. این روش به وجود آوردن گروههای هیدروكسیل نه فقط برروی لیف اتفاق می‌افتد بلكه در تولید مواد رنگزانیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.مواد رنگرزی كمپلكس ـ فلزی همیشه رنگهای غیرـ شفافی دارند، طیف مرئی آنها نوارهای پهنی را نشان می‌دهد كه به یك جزء رنگی طیفی Pe كوچك منجر می‌گردد. كمپلكس‌های كرم (لیكن نه سری كبالت)، به غیر از كمپلكس‌های اسید سالیسیلیك، در مقایسه با مواد رنگرزی غیرفلزی نوارهای جذبی‌ای كه به صورت باتوكرومیك جابجا شده‌اند را از خود نشان می‌دهند. قسمتی از رنگ كدر مواد رنگرزی o- كاربوكسی‌ـ o’هیدروكسی آزو، به وجود مخلوطی از كمپلكس‌های ایزومرهای فضایی مختلف نسبت داده می‌شود. همانطوری كه تشریح شد، سكتی نشان داده است كه برای این مواد رنگرزی، نه فقط دو كمپلكس انانتیومتریك دروـ پفیتزنر (DREW-PFIITZNER) (مولكولهای مواد رنگرزی در محل یون فلز مركزی بر یكدیگر عمودند) وجود دارند، بلكه حداقل سه ایزومر ـ فضایی دیگر با یك آرایش ساندویچ ـ مانند نیز امكان‌پذیرند.این ساختمانها كه كمپلكس‌های سكتی نام دارند، دارای طیف‌های جذبی غیرمشابه‌اند. با اینكه این كمپلكس‌های سكتی برای كمپلكس‌های 2:1 O- كاربوكسی ـ o’- هیدروكسی ازو در مقادیر متنابهی تشكیل می‌شوند، لیكن هنوز آنها برای كمپلكس‌های –o’,o دی‌هیدروكسی ازویافت نشده‌اند. بنابر آخرین تحقیقات سكتی (13) اینها دارای ماكزیمم 3 درصد ایزومرند كه می‌توان آنها را براساس وجود یك كلئوردینات اتم نیتروژن آزوی sp3 هیبریدیزه شده تشریح كرد. این اتم به صورت یك هرم و الان وجود پیدا میكند و منع واژگونی یا تغییر و تبدیل آن بسیار زیاد است. بنابراین، در این اتم نیتروژن، مولكولهای مواد رنگرزی كمی خم می‌شوند و به خاطر این مطلب، مولكول‌های مواد رنگرزی به صورت 3 تركیب كانفورماسیون (CONFORMATIONS) وجود پیدا می‌كنند، بعلاوه فرم هیدروكسی آزو كه در مقادیر كم موجود است، ایزومرهای دیگری را به دست می‌دهد. چنین یافت شده است كه مواد رنگرزی –O’, O دی هیدروكسی آزو كاربرد علاقه آفرینی برای حساس كردن طیفی خواص سمی ـ كانداكتوری یاشبه ـ هادی (SEMI CONDUCTOR)- اكسید روی در روش دوباره ـ تولید الكترو ـ عكاسی (14) (ELECTRO OHOTOGRAPHY) دارد. 2-6-5 مواد رنگزای مستقیمتركیباتی كه بدون كمك دندانه (MORDANT) یا تانین (TANNIN) قادرند الیاف سلولوزی (پنبه، ویسكوز و غیره) را رنگرزی كنند مواد رنگرزی مستقیم (DIRECT DYES) یا مواد رنگرزی سوبستانتیو (SUBSTANTIVE DYES) نام دارند. فرمهای لوكوی (LEUCO) مواد رنگرزی گوگردی (SULPHUR DYES) و مواد رنگرزی خمی (VAT DYES) اجزاء جفت شونده مواد رنگرزی آزوئیك (نفتل AS) و تركیبات آزوی آنیونی دارای مشخصات سوبستانتیویته هستند. مواد رنگرزی منوآزوی آنیونی دارای آفینیته (AFFINITY) برای سلولزند، لیكن این آفینیته را می‌توان با ازدیاد سیستم اتصال دوگانه كانژوگه مسطح افزایش داد. این عمل را می‌توان به سهولت با اضافه كردن گروههای آزوی دیگر كه منجر به مواد رنگرزی دیس، تریس، و یا پلی‌آزوهای بالاتر می‌شود انجام داد. مواد رنگرزی منوآزوی سوبستانتیوی كه از مشتقات 2-(4- آمینوفنیل) –5- متیل بنزتیازول (دهیدروتیوتولیدین) و محصولات سولفونه شده آن به دست می‌آیند، امروزه دارای اهمیت صنعتی نیستند. با مواد رنگرزی دیس آزو، لازم است كه بین نوع درجه یك (PRIMARY) و درجه دو (SECONDARY) آن تمایز قائل شد. اولی توسط واكنش دواكی و الان یك جزء دی‌آزو با یك جزء جفت شونده دو ـ عاملی و یا توسط تركیب یك جزء بیس ـ ازوودواكی و الان یك جزء جفت شونده حاصل می‌شود. عامل شیمیایی تك ـ عاملی، یادواكی و الان یك تركیب است و یا در عملكردهای مرحله‌ای یك اكی و الان دو تركیب مختلف است. مواد رنگرزی دیس آزوی درجه دو از یك تركیب آزویی كه حامل یك گروه آمینو كه قادر به دی‌آزوتاسیون است حاصل می‌شود. ماده رنگرزی دیس ـ آزو توسط دی‌آزوتاسیون این گروه آمینو و سپس واكنش دادن با یك جزء جفت شونده دیگر تولید می‌شود. در مواردی كه این جزء جفت شونده دیگر حامل یك گروه آمینوی آزاد باشد می‌توان یك ماده رنگرزی تریس ـ آزو را به دست آورد.مهمترین گروه مواد رنگرزی دیس ـ آزوی درجه یك. مشتقات بنزیدین بیس ـ دی‌آزوته شده و مشتقات دیگر آن با دو گروه متیل یا متوكسی در مكان ـ O و O نسبت به گروههای آمینو (O- تولیدین یا O- دی انیسیدین) هستند. (CONGO RED) از لحاظ تاریخی، اولین ماده رنگرزی مستقیم از این نوع است. بنزیدین بیس ـ دی‌آزوته شده به سهولت قادر است كه به طور «نامتقارن» جفت شود، زیرا بعد از جفت شدن اول، واكنش پذیری گروه دی‌آزوی دوم تا حد زیادی كاهش پیدا می‌كند. واكنس با اسید سالیسیك و سپس با 2- آمینو –8- نفتل –6 اسید سولفونیك (اسید- ) (DIAMINE FAST RED F (C.I.DIRECT RED 1) را تولید می‌كند.استخلافها در مكان m- و –m’ نسبت به گروههای آمینوی بنزیدین، آفینیته آنرا برای سلولز كاهش می‌دهد زیرا مسطح بودن هر دو حلقه فنیل بنزیدین غیرممكن می‌شود.لیكن زمانی كه دو گروه فنیل آمینو مانند بنزیدین مستقیماً به یكدیگر متصل نباشند، بلكه توسط گروههایی كه مسطح بودن هر دو حلقه فنیل را حفظ می‌كنند به یكدیگر متصل باشند، دی ـ آمینهایی را به دست می‌دهند كه اجزاء بیس ـ دی‌آزویی را برای مواد رنگرزی سوبستانتیو تولید می‌كنند مثلاً مشتقات 4، 4- دی آمینواستیل بین –2 2 دیاسید سولفونیك. [15](CHRYSOPHENINE G. (C.I.DIRECT YELLOW 12) كه توسط جفت شدن بافنل و سپس اتری فیكاسیون (ETHERIFICATION) بعدی گروههای هیدروكسیل فنلی با كلریداتیل تولید می‌شود ارزش ذكر كردن را دارد. زیرا محصول جفت شوند، قبل از اتری فیكاسیون دارای مشخصات «معرف» (تغییر رنگ از زرد درخشان به قهوه‌ای در محدوده PH 7 تا 8) نیز هست. علت این تغییر رنگ مانند NAPHTHALENE ORANGE 1 در این مطلب نهفته است كه فنلهای جفت شونده در مكان P نسبت به گروههای هیدروكسی دارای گروههای هیدروكسی‌ای هستند كه سهولت از هم گستگی آنها برای اهداف رنگرزی بیش از معمول است (7 تا 8 = pka). پل‌هایی نظیر –O-,-CH2 و –S بین دو گروه فنیل آمینو باعت همسطحی بین دو گروه فنیل نمی‌شوند، لذا آنها فقط برای تولید مواد رنگرزی دوی آزوی آنیونی برای رنگرزی الیاف پروتئینی مناسب‌اند. مهمترین اجزاء جفتشونده برای مواد رنگرزی درجه دوی دیس ـ ویاپلی آزوی بالاتر، 2- آمینو –5- نفتل –7- اسید سولفونیك (اسید I-) و مشتقات آن كه در آن گروه آمینو تغییر پیدا كرده است، برای مثال –N آریل و –N آروئیل – اسید I (2-14 و 2-15) ایمیدازولیل، تیازولیل – (2-10) و تریازولیل – اسید I- (2-17) هستند، بعلاوه مشتقات حاوی دو گروه اسید –I كه از طریق گروه آمینو به یكدیگر متصل هستند (اسید سكارلت (2-18). (اسید –W 2-19) نیز مهم‌اند. اسید I- و مشتقات آن اساساً به عنوان اجزاء نهایی قلیایی عمل می‌كنند، یعنی در مكان –6 جفت می‌شوند. 1- نفتل آمین و مشتقات 6- و 7- اسید سولفونیك آن به عنوان اجزاء میانی مهم هستند. مثلاً SIRIUS LIGHT BLUE BRR (C.I. DIRECT BLUE 7) (2- نفتیل آمین –4، 8- اسید سولفونیك 1- نفتل امین 1، 7 نفتیل آمین اسیدسولفونیك اسید I-). با مشتقات «دیمر» اسید I- (2-18) و (2-19). جفت شدن توسط دواكی و الان در هر دو حلقه نفتالین (مكان –6 و –6) صورت می‌گیرد. بدین ترتیب به سهولت می‌توان مواد رنگرزی تتراكیس ـ وهگزاكیس ـ آزو را تولید كرد مثلاً تولید CHLORANTINE FAST RED 5BRL (C.I.DIRECT 80) كه توسط واكنش دواكی و الان 4- دیس آزو- آزوبنزن-2، 4- دی اسید سولفونیك با یك اكی و الان اروئید و – اسید –I- UREIDO (2-18) به دست می‌آید. علاوه بر آن می‌توان این ماده رنگرزی را با عمل كردن تركیب دیس آزوی 4- آمینوآزوبنزن –2،4 دی‌اسید سولفونیك اسید I- با فوزجین به دست آورد. در مقایسه با اتصال فوزجین، كلرید سیانوریك (2،4،6- تری كلرو –1،3،5- تری آزین) به عنوان عضو پل زننده، این امكان را فراهم می‌آورند كه دو یا سه تركیب رنگی مختلف در یك مولكول تركیب شوند. با استفاده از این شیوه برای نخستین بار از تركیب مواد رنگرزی زرد و آبی، مواد رنگرزی سبز درخشان با ثبات خوب در برابر نور تهیه شد، مثلاً: (C.I. DIRECT GREEN 26) (CHORANTENE LIGHT GREEN BLL) شكل (2-20)مواد رنگرزی دیس و پل آزویی كه به كمپلكس‌های مس در مرحله ساخت و یا روی لیف تبدیل می‌شوند و حامل گروههای تشكیل دهنده كمپلكس‌ سه ـ یا چهار ـ عاملی هستند. مثلاً (4-19) (CORPANTINE VIOLET BLL (C.I.DIRECT VIOLET 82)) و یا BENZO FAST COPPER RED GGL (C.I.DIRECT RED 180) معمولاً ثبات ـ نوری – و شستشوی بهتری را نسبت به مواد رنگرزی مستقیم معمولی از خود نشان می‌دهند به علاوه، آفینیته برای سلولز و بنابراین ثبات شستشو را می‌توان از طریق دی‌آزوتاسیون درباره ماده رنگرزی كه بروی لیف جذب شده و واكنش دادن آن با یك جزء ساده (مثلاً 2- نفتل (بهبود بخشید). البته این مطلب براین فرضیه استوار است كه گروههای آمینوی قابل دی‌آزوته شدن موجودند مثلاً نظیر: ZAMBEST BLACK V (C.I.DIRECT BLACK 78) 2-6-6 مواد رنگزای واكنشیمواد رنگرزی واكنشی یاری اكتیو (REACTIVE DYES)، تركیبات رنگی‌ای هستند كه با الیاف نساجی واكنش نشان داده و اتصالهای كووالانس تشكیل می‌دهند. در صنعت فقط تعداد بسیار محدودی از شمار واكنشهای شیمیایی متعدد، كه می‌توانند این هدف را برآورده كنند مورد استفاده قرار گرفته‌اند. اگر شرایطی كه در آن رنگرزی ری‌اكتیومی باید انجام گیرد در نظرگرفته شود این موضوع چندان هم عجیب نیست. 1- مشكل اساسی رنگرزی با مواد رنگرزی ری‌اكتیو این است كه واكنش مواد رنگرزی ری‌آكتیو با آب (هیدرولیز)، با واكنش فیكسه شدن FIXATION یعنی تشكیل یك اتصال ـ كووالانس بین ماده رنگرزی و كالای نساجی ـ رقابت می‌كند.ماده رنگرزی هیدرولیز شده واكنش با لیف نیست. بنابراین نسبت بالای فیكسه شدن به هیدرولیز یكی از مهترین نیازها برای فیكسه شدن بالا و بنابراین سودمندی یك ماده رنگرزی است.2- آفینیته استاندارد (یا سوبستانتیویه (SUBSTANTIVITY) مواد رنگرزی ری‌آكتیو می‌بایست نسبت به شرایط عملكرد تنظیم شود، بدین معنی كه نه فقط باید زیاد نباشد زیرا نفوذ یكنواخت به داخل الیاف و شستشوی نهایی مواد رنگرزی ـ نشده دشوار می‌شود، بلكه باید كم هم نباشد وگرنه اثرات نامطلوبی بر روی فیكسه شدن میگذارد. 3- مقاومت دربرابر شستشوی مواد رنگرزی ری‌اكتیو پایداری اتصال لیف و ماده رنگرزی بستگی دارد، یعنی مقاومت رنگرزی ری‌اكتیودر برابر هیدرولیزقلیایی یا اسیدی با درجه فیكسه شدن رابطه نزدیك دارد، زیرا اتصالهای ایجاد شده در واكنش فیكسه شدن قلیایی یا اسیدی قادر است در یك واكنش بعدی كندتر هیدرولیز شود. بنابراین برای اینكه یك ماده رنگرزی ری‌اكتیو سودمند باشد، می‌باید سرعت هیدرولیز اتصال لیف و ماده رنگرزی در مقایسه با سرعت فیكسه ـ شدن ناچیز باشد. مقاومت هیدرولیز قلیایی اطلاعلات راجع‌به پایداری نمونه‌های رنگرزی شده با مواد رنگرزی ری‌اكتیو دربرابر هیدرولیز قلیایی به دست می‌دهد، در صورتی كه مقاومت دربرابر هیدرولیز اسیدی در تكمیل ـ رزینی پارچه‌های سلولزی كه با مواد رنگرزی ری‌اكتیو رنگرزی شده‌اند اهمیت علمی دارد. ادامه خواندن مقاله هنر رنگرزي . روش و انواع ان

نوشته مقاله هنر رنگرزي . روش و انواع ان اولین بار در دانلود رایگان پدیدار شد.