Киселинни бои

Киселинните (хромирани) багрила са сходни по химична структура и свойства с киселинните багрила. Те са разтворими във вода и оцветяват протеиновите влакна от киселинни бани по начин, подобен на конвенционалните киселинни багрила. Но за разлика от последните, те имат специфична структура, а именно съдържат в състава си определени комплексообразуващи групи, способни да образуват комплекси сd-метали. Поради това багрилото придобива по-малка разтворимост, увеличава се неговата устойчивост на светлина, което осигурява повишаване на устойчивостта на цветовете към различни видове физични и химични влияния.

Следните групи могат да служат за комплексообразуване с метални йони:

Комплексообразуващият метал обикновено е хром, който се нанася върху влакнестия материал като част от оцветяване с хром. При боядисване на вълна, калиеви дихромати или, по-рядко, натриеви или амониеви дихромати (K2Cr2O7, Na2Cr2O7 · 2H2O и (NH4)2Cr2O7) се използват като щипки. Ето защо често тези багрила се наричат хромни.

Хромовите бои се използват широко за боядисване на вълнени влакна. Цветовата гама на тези багрила е доста широка, въпреки че не се различава в яркостта на нюансите. За боядисване на копринени и полиамидни влакна тези багрила се използват в ограничена степен.

Хромният (III) атом, участващ в реакцията на образуване на комплекс, взаимодейства както с багрилото, така и с протеиновото вещество на вълната. Комплексите могат също така да включват координативно свързани водни молекули.

Вълнените влакна се обработват чрез кипене с разтвор на хромов стъргал. Първоначално дихроматният йон се свързва с положително заредените аминогрупи на влакното и след това адсорбираният хром (VI) се редуцира до дохром (III). Придружено епромяна в жълтия цвят, първоначално придобит от вълната, до сиво-зеленикав.

Хромът (III) е много здраво фиксиран от влакното, образувайки координационни връзки с нейонизирани аминогрупи на кератин, както и ковалентни връзки с карбоксилни и хидроксилни групи. В същото време хромът запазва способността да образува сложни съединения със състав 1: 1, 1: 2 и по-рядко 1: 3 с хромови багрила, осигурявайки тяхното силно прикрепване към влакното. Образуването на комплекса обикновено е придружено от задълбочаване на оригиналния цвят на багрилото. Трябва да се отбележи, че тези багрила могат да бъдат прикрепени към вълнен кератин и йонни връзки според механизма, обичаен за киселинните багрила. Схемата за фиксиране на хромни багрила във влакното след пълното завършване на процеса на боядисване може да бъде представена по следния начин:

Боядисването на вълна с хромови бои може да се извърши с предварително, последващо или едновременно хромиране.

Най-широко използваният метод на боядисване, последван от хромиране. То е по-просто и отнема по-малко време в сравнение с боядисването преди хромиране. В този случай обаче крайният цвят не се образува по време на процеса на боядисване, а само след хромиране, което затруднява съпоставянето на цвета към дадена проба. Боядисването на вълна по този метод се извършва в разтвор, съдържащ (в% от теглото на влакното): 0,5–3,0% багрило, 10% натриев сулфат, 3–5% оцетна киселина (30%). Разтворът на багрилото се нагрява до кипене в продължение на 30-40 минути и се боядисва при тази температура още 45 минути. След това банята се охлажда до 70-80 ° C и се въвежда разтвор на калиев дихромат (0,5-1,5% от теглото на влакното). Хромирането се извършва при кипене в продължение на 20-30 минути. След това банята се охлажда и боядисаното влакно се измива.

Забоядисването с едновременно хромиране използва само определена група от така наречените еднохромни багрила, които могат да бъдат фиксирани с влакно в неутрална или леко кисела среда, докато се образуват слабо разтворими комплекси в багрилната баня. Те обикновено включват моноазо багрила, съдържащи две хидроксилни групи или хидрокси група и аминогрупа вортопозиции към азо групата и имащи заместители като халогенни атоми, нитро групи. Тези заместители, които деактивират ароматните съединения, се въвеждат в състава на молекулата на багрилото, за да намалят неговата реактивност и по този начин да забавят процеса на комплексообразуване. Молекулите на еднохромните багрила обикновено съдържат не повече от една сулфо група. Еднохромните багрила може изобщо да не съдържат сулфо групи, в който случай техните киселинни свойства се дължат на наличието на хидрокси група ворто- ипара-позиции, към които има нитро групи. По-долу са дадени формулите за две типични единични хромни багрила.


Единичен хром син Z	Единична хромирана маслина

Боядисването на вълна с еднохромни багрила се извършва в слабо кисела среда при рН 6; вместо калиев бихромат, амониевият дихромат се използва като цвях, който е по-труден за възстановяване и по-бавно влиза в реакция на образуване на комплекс. В резултат на това багрилото има време да премине от разтвора към влакното, преди да започне образуването на слабо разтворим комплекс в багрилната баня. Вместо амониев дихромат може да се използва смес от калиев дихромат и амониев сулфат. При нагряване амониевата сол се разлага, освободеният амоняк се изпарява, в резултат на което банята става леко кисела (pH 5–7). Багрилният разтвор съдържа(в % от масата на влакната):

боядисване	0,5–3	Калиев дихромат	0,4–1,5
Натриев сулфат	Амониев сулфат	3–7

Боядисването започва при 30–40 °C, разтворът се загрява до кипене в продължение на 30 минути и се боядисва още 30–40 минути. След боядисването банята се охлажда и боядисаното влакно се измива.

Най-фундаменталният начин за решаване на екологичните проблеми, свързани със замърсяването на водните тела с хромни соли, е чрез замяна на хромни багрила с металосъдържащи.