Relazione tra chimica dei gruppi reattivi e proprietà di stampa di coloranti reattivi eterofunzionali tramite serigrafia

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 7259 (2023) Citare questo articolo

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Nel presente studio è stata effettuata la serigrafia di tessuto di cotone utilizzando coloranti azo reattivi di nuova sintesi. È stata studiata la chimica dei gruppi funzionali e il suo effetto sulle proprietà di stampa del tessuto di cotone variando la natura, il numero e la posizione dei gruppi reattivi dei coloranti azoreattivi sintetizzati (D1–D6). Sono stati esplorati diversi parametri di stampa (temperatura, alcali e urea) e il loro effetto sulle proprietà fisico-chimiche di stampa, ad esempio fissazione, resa del colore e penetrazione del tessuto di cotone tinto. I dati hanno rivelato che i coloranti con gruppi più reattivi e aventi strutture lineari e planari (D-6) hanno mostrato proprietà di stampa migliorate. Lo spettrofotometro Spectraflash è stato utilizzato per valutare le proprietà colorimetriche del tessuto di cotone serigrafato e i risultati hanno mostrato un eccellente accumulo di colore. I campioni di cotone stampato hanno mostrato un fattore di protezione dai raggi ultravioletti (UPF) da eccellente a molto buono. La presenza di gruppi solfonato e le eccellenti proprietà di solidità possono autorizzare questi coloranti reattivi come commercialmente validi per la stampa senza urea di tessuti di cotone.

La stampa è il processo di colorazione che crea motivi spettacolari ed effetti cromatici straordinari su tessuti cellulosici con applicazioni diffuse nell'industria dell'abbigliamento, dei tessili per la casa e dei materiali compositi1,2,3. I coloranti reattivi per la loro ampia varietà di splendide tonalità, le eccezionali proprietà di solidità, la semplicità dei metodi di applicazione e la formazione di legami covalenti permanenti sono più popolari per la stampa di tessuti cellulosici4,5,6. La chimica dei gruppi funzionali e la struttura del colorante svolgono un ruolo importante nel corretto collegamento delle fibre coloranti. La natura, il numero e la posizione dei gruppi funzionali reattivi nella molecola del colorante hanno un impatto distintivo sulle proprietà di stampa3,7,8. Strutture complanari, lineari, stericamente meno impedite con più gruppi funzionali sono fattori chiave per ottenere una stampa di buona qualità con un'eccellente resa cromatica9,10,11. I coloranti reattivi per fibra costituiti da gruppi reattivi eterofunzionali hanno una migliore resa cromatica e una maggiore fissazione rispetto ai coloranti reattivi contenenti gruppi reattivi monofunzionali12 e sono più adatti per la stampa perché presentano elevata solubilità, elevata diffusione, bassa affinità ed elevata capacità di pasta da stampa13,14,15 . Inoltre, per l'applicazione pratica del colorante su tessuto cellulosico esistono alcuni problemi tecnici tra cui la diffusione e la solubilità dei coloranti nella pasta da stampa7,16. Nel frattempo, l'elevata sostantività dei coloranti sul tessuto di cotone è responsabile della stampa irregolare e del difficile processo di lavaggio del colorante non fissato sul tessuto stampato17,18,19. Pertanto, i coloranti reattivi per fibre, in particolare con proprietà di stampa migliori e migliorate, sono ancora richiesti. Coloranti reattivi aventi elevata solubilità nella pasta da stampa con sufficiente affinità e sostanzialità sono requisiti per la stampa contemporanea di tessuti cellulosici20,21,22. Inoltre, i coloranti dovrebbero avere una resa tintoriale adeguata, una grande reattività e meno effluenti del colorante con il massimo grado di fissazione. Nel presente studio, sei coloranti reattivi eterofunzionali progettati e sintetizzati nei nostri studi precedenti variando la natura, la posizione e il numero di gruppi funzionali sono stati selezionati per la serigrafia del tessuto cellulosico per esplorare l'effetto della chimica dei gruppi reattivi sulla stampa proprietà. Diversi parametri di processo (temperatura, urea, alcali) sono stati inoltre ottimizzati per migliorare la resa del colore, le proprietà di solidità e ridurre al massimo lo scarico di colorante nelle acque reflue, per garantire lo sviluppo ambientale sostenibile. I coloranti reattivi contenenti porzioni reattive sia monohlorotriazina (MCT) che solfatoetilsulfone (SES) con gruppi solfonato sono stati utilizzati per ottenere campioni stampati con proprietà di stampa ed estetiche competenti rispetto ai coloranti contenenti solo un tipo di gruppo reattivo aumentando la loro solubilità nella pasta da stampa.