Tekstil və kağız boyamasında metilen mavisi: boyama müəssisəsində Basic Blue 9

Metilen mavisi ilk dəfə xəstəyə verilməzdən əvvəl on beş il kommersiya boyası kimi istifadə olunmuşdu. Heinrich Caro onu 1876-cı ildə BASF-də tekstil boyası kimi sintez etmişdi və həm BASF-in öz tarixçəsi, həm də Amerika Kimya Cəmiyyəti onu pambıq üçün hazırlanmış boya kimi təsvir edir. Koch-un tibbi boyama işləri təxminən 1880-ci ildə, malyariya müalicəsində istifadəsi isə daha sonra, 1891-ci ildə başladı. Bu birləşmənin sonradan qazandığı bütün digər rollar — boyama reagenti, indikator, dərman — boya kataloqundakı bir qeyddən başladı.

Sənaye şəraitində bu maddəyə yanaşmağın düzgün yolu hələ də həmin qeyddir. Boyama müəssisəsinin dilində o, metiltioninium xlorid deyil. O, Basic Blue 9-dur.

Bir birləşmə, iki nömrələmə sistemi

Colour Index hər kommersiya boyasını iki ayrı identifikatorla müəyyənləşdirir. Ümumi ad tətbiqi və istifadəni, struktur nömrəsi isə kimyəvi quruluşu təsvir edir. Metilen mavisinin ümumi adı C.I. Basic Blue 9, struktur nömrəsi isə C.I. 52015-dir. Bu, onu 52000 ilə 52999 arasındakı nömrələri əhatə edən tiazin sinfinə aid edir; metilen mavisini nümunə kimi götürən Colour Index haqqında son icmal da bunu təsdiqləyir.

Bu nömrələrin arxasındakı kimyəvi quruluş xloridlə cütləşmiş fenotiazin kationudur: susuz formanın formulu C16H18ClN3S, molyar kütləsi təxminən 319.9 g/mol, identifikatoru CAS 61-73-4-dür; geniş yayılmış kommersiya trihidratının molyar kütləsi isə təxminən 373.9 g/mol, identifikatoru CAS 7220-79-3-dür. Kommersiya duzu bürünc parıltılı tünd yaşıl kristallar əmələ gətirir və həll olduqda tünd mavi məhlul verir. PubChem və molekulyar xassələrə dair son icmala görə, trihidratın 1 faizli məhlulunun pH-ı 3 ilə 4.5 arasındadır. Maddəni çəlləklə alan hər kəs etiketdə hansı CAS nömrəsinin olduğunu yoxlamalıdır, çünki bir kiloqram trihidratda bir kiloqram susuz duzla müqayisədə təxminən 15 faiz az xromofor var. Hər hansı boyama hesablamasından əvvəl dəqiq hansı maddənin çəkildiyini müəyyənləşdirməyə dəyər.

Bağlanma prinsipi: anion axtaran kation

Əsasi boyalar kationik boyalardır. Məhluldakı rəngli hissəcik müsbət yük daşıyır, buna görə də anion sahələri olan liflərə daha asan bağlanır. Bu tək fakt demək olar ki, bütün tətbiq mənzərəsini əvvəlcədən göstərir.

Akril lif dərsliklərdəki tipik substratdır. O, adətən karboksilat və ya sulfonat qrupları daşıyır və bu sahələrlə boya kationu arasındakı ion cazibəsi lifə güclü yaxınlıq yaradır. Bu, akrilin ənənəvi kationik boyanması və akril liflərin kimyası üzrə tədqiqatlarda təsvir olunur. Yun və ipək də mənfi yüklü sahələrində əsasi boyaları birbaşa qəbul edir və parlaq çalarlar verir. Lakin tekstil mənbələri bu liflərdə köhnə əsasi boyaların ümumiyyətlə işığa zəif davamlı olduğunu bildirir; bu məqam açıq tekstil boyaması dərsliyində ümumiləşdirilib.

Pambıq mühüm istisnadır. Emal edilməmiş sellülozanın ənənəvi əsasi boyalara yaxınlığı zəifdir və Caro-nun “pambıq üçün boyası” məhz buna görə əlavə köməyə ehtiyac duyurdu. Tarixi təcrübədə pambıq tanin turşusu ilə mordantlanır, bu maddə adətən qusdurucu tartar (kalium antimonil tartrat) ilə fiksasiya edilirdi; nəticədə lifdə həll olmayan tanin-boya kompleksi yaranırdı. Həmin dövrün pambıq boyama təlimatı Pambıq parçaların boyanması əsərində üç əməliyyatı — taninlə işləmə, fiksasiya və sonra boyama — izah edir. Adi neylon üçün də oxşar qeyd lazımdır: o, əsasən turşu boyalar üçün substratdır. Yalnız sulfonat qrupları ilə məqsədli şəkildə modifikasiya edilmiş, kationik boyalarla boyana bilən neylon adı ilə satılan və US6312805B1 kimi işlərdə təsvir olunan neylon əsasi boyaları güclü şəkildə qəbul edir.

Beləliklə, liflər üzrə xülasə qısadır. Tarixi səbəblərə görə tanin mordantlı pambıq; birbaşa boyanan, lakin rəngi tez solan yun və ipək; kimyəvi baxımdan təbii müasir substrat olan akril; əsasən uyğun olmayan adi neylon.

Parlaq, lakin tez solan

Zəif cəhət heç vaxt rəngin lifə verilməsi olmayıb. Problem onu orada saxlamaq idi. Pambıq, ipək və yunu birbaşa metilen mavisi trihidratı ilə boyayan 2019-cu il tədqiqatında ISO 105-B02 üzrə hər üç lif üçün işığa davamlılıq göstəricisi şkalanın ən aşağı pilləsi olan 1 kimi ölçülüb. Rəngin saxlanması yalnız smektitlə sonrakı emaldan sonra yaxşılaşıb; bu nəticə RSC Advances-də dərc olunub. Köhnə ədəbiyyat da eyni fikri dövrün dili ilə ifadə edir: bir çox əsasi boya işıqda tez solur. Bu, 1911-ci il Encyclopaedia Britannica-nın boyama məqaləsində də qeyd olunub.

Boyama vannasının kimyası ikinci bir xəbərdarlıq gətirir. Əsasi boyalar adətən neytral və ya zəif turş şəraitdə tətbiq olunur, güclü qələvi isə metilen mavisi üçün xüsusilə əlverişsizdir: qələvinin metilen mavisinə təsirinə dair tədqiqata görə, 0.1 M sulu qələvi məhlulunda o, dəyişmədən qalmaq əvəzinə əsasən güclü rəngli lipofil məhsul olan Bernthsen-in metilen bənövşəyisinə hidroliz olunur. Buna görə materialda qalmış qələvi yuma məhlulu və ya qələvi ilə sonrakı emal fiksasiya ilə heç bir əlaqəsi olmayan kimyəvi səbəblərdən çaları dəyişə bilər. Rəng dəyişikliklərinin arxasındakı oksidləşmə-reduksiya dövrləri ayrı mövzudur, lakin praktik qayda sadədir: boyama vannasında güclü qələvi şəraitdən qaçın.

Kağız, mürəkkəb və surətçıxarma kağızı

Kağız boyaması hazırkı kommersiya tətbiqlərindən biri kimi sənədləşdirilib. Basic Blue 9 təchizatçısı öz məhsulun tətbiq vərəqində kağızı ipək, çətənə, ağac və bambukun rənglənməsi, həmçinin mürəkkəb və piqment laklarının istehsalı ilə yanaşı göstərir. Mürəkkəblə bağlı sənədli tarixçə daha zəngindir: Hindistanda bir vaxtlar mürəkkəb sənayesi üçün metilen mavisi boyasına aid xüsusi IS 2230:1962 standartı mövcud idi. İndi qüvvədən çıxarılsa da, o, BIS-in 1962–1963-cü illər üzrə illik hesabatında qeydə alınıb və kataloqda qüvvədən çıxarılmış kimi göstərilib.

Surətçıxarma kağızı barədə də qeydlər var. Surətçıxarma kağızının örtüklərinə dair 1933-cü il ABŞ patenti US1925235A-da metilen mavisi də daxil olmaqla anilin boyaları olan yağ və mum əsaslı mürəkkəblər təsvir edilir. Tarixi mavi surətçıxarma karandaşlarına dair 2024-cü il irs elmi tədqiqatı isə metilen mavisini ən çox rast gəlinən rəngvericilər arasında müəyyən edib. npj Heritage Science-da dərc olunan bu iş boyama müəssisəsinin gözləyəcəyi davranışı dəqiq sənədləşdirib: işığa yüksək həssaslıq və islandıqda rəngin yayılmasına meyl. Parlaq surət çıxaran, lakin günəş işığında solan karandaşın kimyası parlaq boyanan, lakin pəncərə önündə solan pambığın kimyası ilə eynidir.

Üç keyfiyyət sinfi, üç spesifikasiya rejimi

Ən vacib müqayisə budur, çünki eyni ad bir-biri ilə uyğun gəlməyən spesifikasiyalara əsasən hazırlanmış materialları əhatə edir. Tekstil üçün keyfiyyət sinfi, bioloji boyama reagenti və farmasevtik keyfiyyət sinfi vahid təmizlik pilləkəninin pillələri deyil. Onlar müxtəlif suallara cavab verir.

Cədvəldəki iki yanlış təsəvvürü vurğulamaq lazımdır. Birincisi, “100 faiz” tekstil boyası 100 faiz təmiz xromofor deyil; ISO 105-Z10 rəngvermə gücünü etalon boyaya nisbətən müəyyənləşdirir. İkincisi, boya miqdarı 82 faiz olan sertifikatlaşdırılmış boyama reagenti tələblərə cavab verməyən farmasevtik məhsul deyil; o, başqa sınaqdan keçib. Farmasevtik tərəfi ümumi metal miqdarını 20 ppm-dən, Azure B-ni 2 faizdən və digər qarışıqları 0.5 faizdən aşağı saxlayan prosesin işlənib hazırlanmasına dair hesabat nümunələndirir. Dərc olunmuş Proveblue tədqiqatındakı bu rəqəmlər universal tekstil spesifikasiyasını deyil, həmin prosesi təsvir edir. Azure B üçün ayrıca etalon standartın olmasının səbəbi isə onun həm əsas demetilləşmə qarışığı, həm də özlüyündə farmakoloji aktiv metabolit olmasıdır; bu mövzu Azure B üzrə tədqiqatlarda araşdırılır.

Boyama müəssisəsi üçün praktik qəbul yoxlamaları sol sütundan irəli gəlir: standartla müqayisədə çalar, nisbi rəngvermə gücü, həllolma və həll olmayan maddələr, nəmlik və partiyalararası sabitlik. Bu siyahıdakı heç bir göstərici çəlləkdəki materialı laboratoriya üçün yararlı etmir, daxilə qəbul üçün isə heç etmir.

Basic Blue 9 texniki məlumat vərəqini necə oxumalı

Tipik texniki məlumat vərəqində dörd göstərici verilir və hər biri fərqli suala cavab verir. Təchizatçının etalon partiyasına nisbətən faizlə ifadə olunan rəngvermə gücü boyama mütəxəssisinə hədəf rəng dərinliyi üçün nə qədər boya çəkməli olduğunu bildirir; rəngvermə gücü 105 faiz olan partiya standartdan təxminən 5 faiz az kütlə tələb edir. Boya miqdarı göstərildikdə, bu, faktiki xromoforun kimyəvi payıdır və həmişə rəngvermə gücü göstəricisinin düşündürdüyündən aşağı olur, çünki kommersiya tozunun tərkibində nəmlik və durulaşdırıcılar var. 1.5 faiz kimi səviyyələrlə məhdudlaşdırılan suda həll olmayan maddələr çaları deyil, ləkəciklərin yaranmasını və filtrin tıxanmasını proqnozlaşdırır. Nəmlik mənzərəni tamamlayır və hidrat məsələsi ilə əlaqəlidir: trihidrat üç kristallaşma suyu daşıyır, buna görə onun bir kiloqramında bir kiloqram susuz duzdakı xromoforun təxminən yeddidə altısı olur. Bir hidrat üçün yazılmış reseptdə digəri çəkilib istifadə olunarsa, material hələ vannaya daxil olmamış rəng dərinliyi həmin nisbət qədər hədəfdən yayınacaq.

Tullantı suları barədə qeyd

Metilen mavisi intensiv rənglidir və onu spektrofotometrik üsulla izləmək asandır. Adsorbsiya tədqiqatlarında adətən onun görünən işıq udulması 663 ilə 665 nm ətrafında izlənir; biosorbsiya tədqiqatı və hidrogel üzərində adsorbsiya tədqiqatı buna nümunədir. Bu rahatlıq onu tullantı suları üzrə tədqiqatların model kationik boyasına çevirib: Journal of Hazardous Materials jurnalındakı geniş icmal tekstil, kağız və çap sənayesinin tullantı sularını əhatə edərək onun ucuz materiallar üzərində adsorbsiya ilə uzaqlaşdırılmasını nəzərdən keçirir.

Model statusunun iki tərəfi var. Adsorbsiya məqalələrinin çoxluğu metilen mavisinin özünün müasir tekstil sənayesinin əsas çirkləndiricilərindən biri olduğunu sübut etmir; bu, birləşmənin ümumilikdə kationik boyaları təmsil edən əlverişli model olduğunu göstərir. Tullantı suları ilə bağlı iddiaları oxuyarkən bu fərqi nəzərə alın.

Adın özü xəbərdarlıqdır

Basic Blue 9, C.I. 52015, metiltioninium xlorid: ən azı üç spesifikasiya rejimi altında satılan bir xromoforun üç adı. Caro-nun pambıq üçün hazırladığı tekstil materialından heç vaxt daxilə qəbul üçün yararlı olması tələb edilməyib və çalarla rəngvermə gücü üçün yazılmış heç bir sertifikat onu belə edə bilməz. Eyni çəllək adı laboratoriya rəfində görünəndə əlinizdə nə olduğunu rəng deyil, spesifikasiya bildirir.