რეაქტიულ საღებავებს აქვთ ნათელი ფერები და სრული ქრომატოგრამები. ისინი ცნობილია მარტივი გამოყენებით, დაბალი ღირებულებით და შესანიშნავი მდგრადობით. განსაკუთრებით ბოლო წლებში ცელულოზის ბოჭკოების განვითარების წყალობით, რეაქტიული საღებავები ცელულოზის ბოჭკოების ტექსტილის შესაღებად საღებავის ყველაზე მნიშვნელოვან სახეობად იქცა.

თუმცა, რეაქტიული საღებავების ყველაზე თვალსაჩინო პრობლემა დაბალი გამოწურვისა და ფიქსაციის სიჩქარეა. ცელულოზის ბოჭკოების ტრადიციული შეღებვის პროცესში, რეაქტიული საღებავების საღებავის შთანთქმისა და ფიქსაციის სიჩქარის გასაუმჯობესებლად, უნდა დაემატოს დიდი რაოდენობით არაორგანული მარილი (ნატრიუმის ქლორიდი ან ნატრიუმის სულფატი). საღებავის სტრუქტურისა და ფერის მიხედვით, გამოყენებული მარილის რაოდენობა, როგორც წესი, 30-დან 150 გ/ლ-მდეა. მიუხედავად იმისა, რომ ბეჭდვისა და შეღებვის ჩამდინარე წყლებში ორგანული ნაერთების დამუშავებაში დიდი პროგრესია მიღწეული, შეღებვის პროცესში დიდი რაოდენობით არაორგანული მარილების დამატება მარტივი ფიზიკური და ბიოქიმიური მეთოდებით ვერ ხერხდება.

რეაქტიული საღებავებისა და მარილის გარეშე საღებავის ტექნოლოგიის კვლევა

ეკოლოგიური თვალსაზრისით, მაღალი მარილიანობის ბეჭდვისა და საღებავის ჩამდინარე წყლების ჩაშვება პირდაპირ ცვლის მდინარეებისა და ტბების წყლის ხარისხს და ანადგურებს ეკოლოგიურ გარემოს.
სურათი
მარილის მაღალი გამტარობა გამოიწვევს მდინარეებისა და ტბების გარშემო ნიადაგის დამლაშებას, რაც შეამცირებს მოსავლიანობას. მოკლედ, არაორგანული მარილების დიდი რაოდენობით გამოყენება არც დეგრადირდება და არც გადამუშავდება და ამავდროულად დიდ უარყოფით გავლენას ახდენს წყლის ხარისხსა და ნიადაგზე. ამის საფუძველზე, ეს სტატია განიხილავს მარილის გარეშე შეღებვის ტექნოლოგიის ბოლოდროინდელ კვლევით პროგრესს და სისტემატურად განიხილავს მარილის დაბალი შემცველობის რეაქტიული საღებავების, მყნობის ტექნოლოგიისა და ჯვარედინი შეერთების ტექნოლოგიის სტრუქტურულ ცვლილებებს.

რეაქტიული საღებავები მარილის გარეშე შეღებვისთვის

რეაქტიული საღებავების გამორჩეული მახასიათებლებია მცირე მოლეკულური სტრუქტურა, კარგი ჰიდროფილურობა და ფიქსაციის შემდეგ მცურავი ფერის ადვილად ჩამორეცხვა. ეს საღებავის მოლეკულების დიზაინში მნიშვნელოვანი ინოვაციაა. თუმცა, ეს ასევე იწვევს საღებავის გამოწურვისა და ფიქსაციის სიჩქარის შემცირებას და შეღებვის დროს დიდი რაოდენობით მარილის დამატებას. ეს იწვევს დიდი რაოდენობით მარილიანი ჩამდინარე წყლებისა და საღებავების დაკარგვას, რაც ზრდის ჩამდინარე წყლების დამუშავების ღირებულებას. გარემოს დაბინძურება სერიოზულია. ზოგიერთმა საღებავების კომპანიამ ყურადღება მიაქცია საღებავის წინამორბედებისა და რეაქტიული ჯგუფების სკრინინგისა და გაუმჯობესების საკითხს და დაბალი მარილის შემცველობის შესაღებად რეაქტიული საღებავების შემუშავებას. Ciba-ს მიერ გამოშვებული CibacronLs არის დაბალი მარილის შემცველობის საღებავი საღებავის ტიპი, რომელიც იყენებს სხვადასხვა აქტიურ ჯგუფებს შესაერთებლად. ამ საღებავის მახასიათებელია ის, რომ შეღებვისას გამოყენებული მარილის რაოდენობა ზოგადი რეაქტიული საღებავების რაოდენობის 1/4-დან 1/2-მდეა. ის არ არის მგრძნობიარე აბაზანის თანაფარდობის ცვლილებების მიმართ და აქვს კარგი რეპროდუცირებადობა. ამ ტიპის საღებავები ძირითადად დიპლომატიური შეღებვისთვისაა და შეიძლება გამოყენებულ იქნას დისპერსულ საღებავებთან ერთად პოლიესტერის/ბამბის ნაზავის სწრაფი ერთ აბაზანიანი შეღებვისთვის.

იაპონიის Sumitomo Corporation-მა შემოგვთავაზა Sumifux Supra სერიის საღებავებისთვის შესაფერისი შეღებვის მეთოდების ნაკრები. მას LETfS შეღებვის მეთოდს უწოდებენ. ამ მეთოდში გამოყენებული არაორგანული მარილის რაოდენობა ტრადიციული პროცესის მხოლოდ 1/2-დან 1/3-მდეა, ხოლო აბაზანის თანაფარდობამ შეიძლება 1:10-ს მიაღწიოს. და გამოუშვა ამ პროცესთან თავსებადი რეაქტიული საღებავების სერია. საღებავების ეს სერია ჰეტერობირეაქტიული საღებავებია, რომლებიც შედგება მონოქლორო-ტრიაზინისა და B-ეთილსულფონ სულფატისგან. ამ სერიის საღებავების ჩამდინარე წყლებში ნარჩენი საღებავის რაოდენობა ზოგადი რეაქტიული შეღებვის ჩამდინარე წყლებში საღებავის შემცველობის მხოლოდ 25%-30%-ია. ის რეკომენდებულია Tencel ბოჭკოების შესაღებად. ის აჩვენებს შესანიშნავ გამოყენების ეფექტურობას ფიქსაციის სიჩქარის, მარტივი რეცხვისა და შეღებილი პროდუქტების სხვადასხვა სიმტკიცის თვალსაზრისით.

DyStar-მა გამოუშვა RemazolEF სერიის საღებავები, რომლებიც შესაფერისია უმარილო შეღებვისთვის, აქტიური ჯგუფი ძირითადად B-ჰიდროქსიეთილ სულფონ სულფატია და დაიწყო ეკოლოგიურად სუფთა უმარილო შეღებვის პროცესი. გამოყენებული არაორგანული მარილის რაოდენობა ჩვეულებრივი პროცესის 1/3-ს შეადგენს. შეღებვის პროცესი შემოკლებულია. გარდა ამისა, სისტემა მოიცავს ქრომატოგრამების ფართო სპექტრს. ნათელი ფერების მისაღებად შესაძლებელია სამი ძირითადი ფერის კომბინირება. Clariant (Clariant) კომპანიამ გამოუშვა DrimareneHF სერია რეაქტიული საღებავებისთვის, ძირითადად 4 სახეობით: DrimareneBlueHF-RL, 戡ownHF-2RL, NavyHF-G, RedHF-G, რომლებიც გამოიყენება ცელულოზის ბოჭკოების ამოწურვადი შეღებვისა და უწყვეტი შეღებვისთვის, გამოყენების ეფექტურობით და კარგი მდგრადობით. ფიქსაციის სიჩქარე საკმაოდ მაღალია, დაბალი მარილისა და დაბალი სითხის თანაფარდობით. ნეიტრალური ფიქსაცია, კარგი რეცხვადობა.

ზოგიერთ ახლად შემუშავებულ რეაქტიულ საღებავს შეუძლია გაზარდოს საღებავების პირდაპირობა საღებავის მოლეკულების მოცულობის გაზრდით და არაორგანული მარილების რაოდენობის შემცირებით. მაგალითად, შარდოვანას ჯგუფების შეყვანამ შეიძლება გაზარდოს აქტიური ჯგუფების პირდაპირობა და შეამციროს არაორგანული მარილების რაოდენობა. გააუმჯობესოს ფიქსაციის სიჩქარე; ასევე არსებობს პოლიაზო საღებავის წინამორბედები (როგორიცაა ტრისაზო, ტეტრააზო), რომლებიც ზრდიან საღებავის პირდაპირობას და უმმარილო შეღებვის მიზნის მიღწევას. სტრუქტურაში ზოგიერთი საღებავის მაღალი სტერიკული შემაფერხებელი ეფექტი ასევე მნიშვნელოვნად ცვლის რეაქტიული საღებავების რეაქტიული ჯგუფების რეაქტიულობას და შეღებვაში გამოყენებული მარილის რაოდენობას. ეს სტერიკული შემაფერხებელი ეფექტები, როგორც წესი, ალკილის შემცვლელების შეყვანაა საღებავის მატრიცაზე სხვადასხვა პოზიციაზე. მათი ძირითადი სტრუქტურული მახასიათებლები მეცნიერების მიერ შეჯამებულია შემდეგნაირად:

აქტიური პირველი ჯგუფი SO: CH2CH: oS03Na შეიძლება იყოს ბენზოლის რგოლის მეტა ან პარა პოზიციაზე;

R3 შეიძლება იყოს ბენზოლის რგოლის ორთო, ინტერ ან პარა პოზიციაზე. სტრუქტურული ფორმულა არის ვინილსულფონ-რეაქტიული საღებავები.

ერთი და იგივე შეღებვის პირობებში, სხვადასხვა ჩანაცვლებით ან საღებავებზე სხვადასხვა ჩანაცვლებითი პოზიციით შესაძლებელია ერთი და იგივე შეღებვის ღირებულების მიღწევა, თუმცა მათი შეღებვის მარილის რაოდენობა საკმაოდ განსხვავებულია.

შესანიშნავ, დაბალმარილიან რეაქტიულ საღებავებს უნდა ჰქონდეთ შემდეგი მახასიათებლები: 1) შეღებვისას გამოყენებული მარილის რაოდენობა მნიშვნელოვნად შემცირებული იყოს; 2) დაბალი აბაზანის თანაფარდობის საღებავის აბაზანაში შეღებვისას, საღებავის აბაზანის სტაბილურობა; 3) კარგი რეცხვადობა. დამუშავების შემდგომი დროის შემცირება; 4) შესანიშნავი რეპროდუცირებადობა. საღებავის გაუმჯობესების თვალსაზრისით, საღებავის მატრიცის სტრუქტურის ზემოაღნიშნული გაუმჯობესებისა და აქტიური ჯგუფების გონივრული კომბინაციის გარდა, ზოგიერთმა ადამიანმა სინთეზირება გაუკეთა ე.წ. კათიონურ რეაქტიულ საღებავებს, რომელთა შეღებვა შესაძლებელია მარილის დამატების გარეშე. მაგ. შემდეგი სტრუქტურის კათიონური რეაქტიული საღებავები:

ზემოთ მოცემული ფორმულიდან ჩანს, რომ ფერადი სხეული დაკავშირებულია მონოქლორ-ტრიაზინის აქტიურ ჯგუფთან. პირიდინის მეოთხეული ამონიუმის ჯგუფი ასევე მიმაგრებულია s-ტრიაზინის რგოლზე. საღებავი დადებითად დამუხტულია, ხოლო მეოთხეული ამონიუმის ჯგუფი წყალში ხსნადი ჯგუფია. რადგან საღებავის მოლეკულებსა და ბოჭკოს შორის არა მხოლოდ არ არის მუხტის განზიდვა, არამედ დადებითი და უარყოფითი მუხტების მიზიდულობაც არ ხდება, საღებავი ადვილად უახლოვდება ბოჭკოს ზედაპირს და ადსორბირდება შეღებილ ბოჭკოზე. ელექტროლიტების არსებობა შესაღებ ხსნარში არა მხოლოდ არ გამოიწვევს საღებავის გამაძლიერებელ ეფექტს, არამედ შეასუსტებს საღებავსა და ბოჭკოს შორის მიზიდულობას, ამიტომ ამ ტიპის საღებავით შეღებვა შესაძლებელია ელექტროლიტების დამატების გარეშე, მარილის გარეშე შეღებვისთვის. შეღებვის პროცესი ჩვეულებრივი რეაქტიული საღებავების მსგავსია. მონოქლორ-ტრიაზინის რეაქტიული საღებავებისთვის, ნატრიუმის კარბონატი კვლავ ემატება დამაგრების აგენტად. დამაგრების ტემპერატურა დაახლოებით 85℃-ია. საღებავის შთანთქმის სიჩქარემ შეიძლება მიაღწიოს 90%-დან 94%-მდე, ხოლო ფიქსაციის სიჩქარე 80%-დან 90%-მდე. მას აქვს კარგი სინათლისა და რეცხვისადმი მდგრადობა. მსგავსი კათიონური რეაქტიული საღებავები ასევე იყენებენ მონოფტორ-s-ტრიაზინს, როგორც აქტიურ ჯგუფს. მონოფტორ-s-ტრიაზინის აქტივობა უფრო მაღალია, ვიდრე მონოქლორ-s-ტრიაზინის.

ამ საღებავების შეღებვა ასევე შესაძლებელია ბამბის/აკრილის ნაზავში და საღებავების სხვა თვისებები (როგორიცაა გასწორება და თავსებადობა და ა.შ.) დამატებით შესწავლას საჭიროებს. თუმცა, ეს ცელულოზის ბოჭკოებს მარილის გარეშე შეღებვის ახალ გზას აძლევს.