ДИРЕКТНИ БАГРИЛА 55 8. ДИРЕКТНИ БАГРИЛА Директните багрила са водоразтворими вещества, които във воден разтвор се дисоциират на багрилен анион и компенсиращ катион. Наричат се директни, тъй като багрилните молекули "спонтанно" преминаване от багрилния разтвор върху целулозните влакна, благодарение на сродството им към тях. Хромофорната система е включена в багрилния анион и тя най-често като химическа структура е =, стилбен или фталоцианин. Азобагрилата съдържат от две до четири групи. За да притежават субстантивност тези багрила трябва да имат строеж, отговарящ на следните изисквания: голям размер на молекулата линейност на молекулата компланарност на молекулата наличие на групи, осигуряващи възможност и за Н-връзки с целулозните ОН групи От изброените 4 с най-силно влияние е условието цялата система от спрегнати двойни връзки както и различните заместители и функционални групи да лежат в една плоскост /компланарност/. Нарушаването му води до чувствително влошаване на субстантивността, дори в случаите на изпълнение на останалите. Полиазобагрилата в зависимост от състоянито на = групите и тяхното участие в системата от спегнати двойни връзки се разделят на: багрила със спегнати = багрила с изолирани = БАГРИЛА СЪС СПРЕГНАТИ АЗОГРУПИ Първото багрило от тази група е синтезирано в края на 19 в. и е известно с името Конго червено:
56 ДИРЕКТНИ БАГРИЛА (32) ao 3 S CI Direct Red 8 За получаването му е ползвана бифункционалната диазосъставяща диаминобифенил /бензидин/: Бензидин Негови производни са: Толидин CH 3 CH 3 Дианизидин OCH 3 OCH 3 И трите съединения са с доказана канцерогенност, поради което получаването на багрила с тяхно участие вече е забранено. Друга възможност за получаване на багрила от тази група е чрез последователно диазотиране и купелуване. Първоначално се получава моноазобагрило, следващото е дисазо и се достига до максимум четири азогрупи. Наблюдава се ефект на батохромно изместване. При повече от четири азогрупи се създават условия за неизпълнение на второто и третото изискване нарушава се линейността и компланарността на молекулата. Представител на този вид е черното багрило (33).
ДИРЕКТНИ БАГРИЛА 57 CI Direct Black 19 (33) БАГРИЛА С ИЗОЛИРАНИ АЗОГРУПИ Както бе отбелязано и при киселите азобагрила цветът на тези структури е резултат на т.н. ефект на вътрешномолекулно смесване на цветовете. Като изолиращи групи в багрилната молекула участват хетероатоми, хетероцикли и др. От последните най-често се използва триазиновия хетероцикъл. Известен представител на тази група е зеленото багрило (34): (34) CI Direct Green 26 Зеленият цвят се получава като резултат от смесването на синия цвят на дисазобагрилото и жълтия цвят на моноазобагрилото. С него се получават красиви и трайни оцветявания. Багрила от тази група могат да се получават и с участието на бифункционални азосъставящи и по-конкретно на I-киселина:
58 ДИРЕКТНИ БАГРИЛА CI Direct Red 4 БАГРИЛА НА БАЗА СТИЛБЕН Тази група за разлика от азобагрилата е малка и има представители главно в жълто-червената гама: ao 3 S C 2 H 5 O CH = CH OC 2 H CI Direct Yellow 12 (36) БАГРИЛА НА БАЗА ФТАЛОЦИАНИН Основен представител е СИ-фталоцианин, който багри целулозата в красив син цвят със зеленикав оттенък и много добри устойчивости. Cu (37) CI Direct Blue 86
ДИРЕКТНИ БАГРИЛА 59 Директните багрила имат добра водоразтворимост, която се постига с участието на различен брой сулфогрупи под формата на натриеви соли. Междумолекулното взаимодействие в ситемата багрило/влакно се осъществява чрез Ван-дер-Ваалсови (В.В.) сили. При структури, съдържащи функционални групи способни да образуват и Н-връзки с ОН групите на целулозната макромолекула се наблюдава усилване на взаимодействието. Известно е обаче, че това са най-слабите взаимодействия, които се усилват и от появата на електромагнитно поле, като резултат от подвижността на общата система от спрегнати двойни връзки. Комбинацията от добра водоразтворимост и слаби междумолекулни сили е причина да се получават оцветявания с ниски устойчивости в условията на употреба на изделията. Устойчивоста на пране е между 1 и 3 (ISOC01). Ниските устойчивости на светлина са характерни за азоструктурите 3, 4 бала, и 6-7 бала за фталоциа-ниновия хромофор. Тези багрила са евтини, а технологията за багрене е семпла, което и обяснява прилагането им до днес, въпреки че получаваните оцветявания са с мътен тон и ниски устойчивости. ПОВИШАВАНЕ НА УСТОЙЧИВОСТИТЕ НА ОБАГРЯНИЯТА Повишаване устойчивостите на обагрянията с директни багрила обикновено се извършва чрез допълнителна обработка, която може да бъде няколко вида. Образуване на метални комплекси Предпочетени за директните багрила са Сu-комплекси, тъй като имат плоска конфигурация и след образуването им не се нарушава много важното изискване за компланарност на цялата молекула. По вида си те могат да бъдат: вътрешни азогрупата се включва в комплекса, в резултат на което се получава батохромно изместване и помътняване на тона външни получават се когато в багрилната молекула имфрагмент на о-хидроксикарбоксилова киселина /салицилова/. Комплексът не засяга системата от спрегнати двойни връзки, поради което не се наблюдава батохромен ефект.
60 ДИРЕКТНИ БАГРИЛА целулоза OH OH O Cu O HOOC O = C OH Образуваните метални комплекси повишават устойчивостта на светлина на азо структурите и съответно на получените оцветявания. При благоприятно пространствено разположение е възможно включването на ОН групи на целулозата като лиганди в металния комплекс, което ще има за резултат подобряване и на устойчивостта на пране. Обработка с CH 2 O CH 2 O свързва багрилните молекули посредством метиленов мост. Подходящ е за черни багрила. Крайният резултат е повишена устойчивост на пране и влошена устойчивост на светлина. Обработка с катионни продукти Образуването на огромни комплекси на основата на йонно взаимодействие между багрилния анион и катиона на средството води до постигане на повишена устойчивост на пране. В някои от случаите може да има промяна на нюанса. Обработка със смоли и омрежители Смолите и омрежващите средства намират широко приложение при целулозните материали за фиксиране на формата и размерите им. Едновременно с тях при директните багрила се подобрява и устойчивостта на пране. При някои багрила обаче се наблюдава влошаване на устойчивостта на светлина. Различните фирми предлагат директните багрила под различни наименования: Solar, Indosol, Optisal (Clariant), Duranol (ICI), Sirius Supra (Bayer), Tubantin (Bezema), Solophenyl (Ciba-SCh).